{"id":20895,"date":"2022-08-22T09:25:54","date_gmt":"2022-08-22T09:25:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sifcoasc.com\/blog\/titan-haerter-machen\/"},"modified":"2023-01-31T06:51:26","modified_gmt":"2023-01-31T06:51:26","slug":"titan-haerter-machen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sifcoasc.com\/de\/blog\/titan-haerter-machen","title":{"rendered":"Titan h\u00e4rter machen"},"content":{"rendered":"
<\/div>

Von Darrin Radatz, Ani Zhecheva und Sid Clouser<\/p>\n

Hohe Festigkeit und geringes Gewicht, gepaart mit der F\u00e4higkeit, leicht einen z\u00e4hen Oberfl\u00e4chenoxidfilm zu bilden, machen Titan und seine Legierungen f\u00fcr viele Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, in der Industrie und in der Medizin n\u00fctzlich.<\/p>\n

Eine Einschr\u00e4nkung von Titanlegierungen ist die relativ schlechte Best\u00e4ndigkeit gegen adh\u00e4siven Verschlei\u00df, was zu Festfressen und Kaltverschwei\u00dfung, schlechtem Fretting-Verhalten und einem hohen Reibungskoeffizienten f\u00fchrt. Man kann diese Einschr\u00e4nkung \u00fcberwinden, indem man eine Oberfl\u00e4chenbeschichtung vorsieht. Beschichtungen werden auch f\u00fcr W\u00e4rmereflexion, Emissionsverm\u00f6gen, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit in hei\u00dfen sauren Umgebungen, Leitf\u00e4higkeit, Schmierf\u00e4higkeit, L\u00f6ten und Gr\u00f6\u00dfen\u00e4nderung aufgetragen.<\/p>\n

Oberfl\u00e4chenvorbereitung<\/strong><\/p>\n

Titan ist sehr reaktiv und bildet schnell einen Oxidfilm, wenn die Metalloberfl\u00e4che Luft oder einer Umgebung ausgesetzt wird, die verf\u00fcgbaren Sauerstoff enth\u00e4lt. Diese Oxidschicht sollte vor dem Galvanisieren oder einer anderen Oberfl\u00e4chenbehandlung entfernt werden, aber ihre Z\u00e4higkeit macht die Entfernung problematisch.<\/p>\n

Das Aufrauhen der Oberfl\u00e4che kann die Beschichtungshaftung verbessern und kann durch Schleifen, Sandstrahlen und \u00c4tzen erreicht werden. Die Oberfl\u00e4chenvorbereitung ist der Schl\u00fcssel zum Erzielen einer robusten Haftung jeder Beschichtung auf Titan, da eine Nickelb\u00fcrstenbeschichtung \u00fcber dem Oxidfilm zu einer schlechten Haftung in lokalisierten Bereichen f\u00fchrt.<\/p>\n

SIFCO Applied Surface Concepts hat mehrere Experimente mit Titan zur Oberfl\u00e4chenvorbereitung und selektiven Beschichtung durchgef\u00fchrt. Unsere Forschungs- und Entwicklungsabteilung erhielt Titanbleche mit einer Dicke von 1,1 mm und Rohre mit einer Dicke von 0,83 mm in drei Substratmaterialien: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-6V-2Sn und kommerziell reines Titan der G\u00fcteklasse 2 und bearbeitete die Oberfl\u00e4chen mechanisch mit verschiedenen Techniken, einschlie\u00dflich Trocken- oder Nassschleifen, Drahtb\u00fcrsten und Strahlen.<\/p>\n

Mechanische Verfahren<\/strong><\/p>\n

\"\" <\/div>\n

Die Forschung und Entwicklung verwendete mechanische Methoden, um die Haftung zu verbessern, indem die Substratoberfl\u00e4che vergr\u00f6\u00dfert und eine frische, saubere Titanoberfl\u00e4che freigelegt wurde. Mechanische Bearbeitung der Oberfl\u00e4che durch Schleifen mit Schleifk\u00f6rpern, Drahtb\u00fcrsten oder durch Strahlen mit Siliziumkarbid oder nassem oder trockenem Aluminiumoxid, vergr\u00f6\u00dferte Oberfl\u00e4che und verbesserte Haftung der Abscheidungen. Die Haftung war jedoch immer noch nicht hoch genug, um routinem\u00e4\u00dfig einen 180\u00b0-Biegetest zu \u00fcberstehen.<\/p>\n

S\u00e4ure\u00e4tzung<\/strong><\/p>\n

Sie verpflichteten sich dann, ein elektrochemisches Behandlungsverfahren zu identifizieren, das in der Lage ist, die Substratoberfl\u00e4che auf kontrollierte Weise zu vergr\u00f6\u00dfern und eine oxidfreie Oberfl\u00e4che bereitzustellen, die eine gute Haftung der Abscheidung erm\u00f6glicht. Die resultierende elektrochemische Behandlung umfasst sowohl einen Elektrolyten als auch eine anodische\/kathodische \u00c4tz-\/Aktivierungsmethodik, um das Mikro\u00e4tzen der Titanoberfl\u00e4che zu f\u00f6rdern, um den Oberfl\u00e4chenbereich zu vergr\u00f6\u00dfern und das Oberfl\u00e4chenoxid zu reduzieren. Diese elektrochemische Behandlung f\u00fchrte zu einer ausgezeichneten Haftung. Das in Tabelle 1 angegebene Plattierungsverfahren wurde verwendet, um eine Qualit\u00e4tsabscheidung vorzunehmen.<\/p>\n

Mehrere Faktoren tragen zur hervorragenden Haftung bei: mechanische Verzahnung, vergr\u00f6\u00dferte Oberfl\u00e4che und das Fehlen eines Oxidfilms. Diese drei Attribute wurden w\u00e4hrend des B\u00fcrstenplattierungsprozesses erzeugt. Das B\u00fcrstenplattieren eignet sich aufgrund des kleinen Elektrolytvolumens, des engen Kontakts zwischen der Anode und der Kathode und der Schnelligkeit, mit der Elektrolyte von der Aktivierung zur Grundplattierung umgeschaltet werden k\u00f6nnen, besonders zum Erzeugen dieser Eigenschaften.<\/p>\n

Wichtige \u00dcberlegungen f\u00fcr das Verfahren sind:<\/p>\n

    \n
  • Halten Sie das Titan jederzeit unter potentieller Kontrolle<\/li>\n
  • Halten Sie den plattierten Bereich zu 100\u00a0% von der umwickelten Anode bedeckt<\/li>\n
  • Verwenden Sie eine schnelle Umschaltung von anodisch auf kathodisch<\/li>\n
  • Zwischen den Schritten nicht sp\u00fclen<\/li>\n
  • Verwenden Sie die L\u00f6sung nicht wieder.<\/li>\n<\/ul>\n

    Andere Bewertungen<\/strong><\/p>\n

    Die Oberfl\u00e4che der Stubs aus Titanlegierung wurde durch maschinelle Bearbeitung oder SiC-Sandstrahlen vorbehandelt, dann abgeschliffen, ge\u00e4tzt und aktiviert, wobei das Verfahren in Tabelle 1 verwendet wurde. Eine 50 &mgr;m dicke Nickelabscheidung wurde aus zwei S\u00e4ureelektrolyten plattiert. Die Versagensart war bei allen Proben adh\u00e4siv an der Grenzfl\u00e4che Nickelbeschichtung \u2013 Titan.<\/p>\n

    Die Wasserstoffverspr\u00f6dung wurde gem\u00e4\u00df General Motors Engineering Standard GM3661P getestet, und alle Proben waren hinsichtlich der Wasserstoffverspr\u00f6dung zufriedenstellend \u2013 das hei\u00dft, an keinem der Probest\u00fccke wurde ein Versagen oder eine Rissbildung beobachtet.<\/p>\n

    Diese Technologie funktionierte auch gut mit der Ti-6Al-6V-2Sn-Legierung, und die Haftung der Abscheidung war zufriedenstellend. Das Verfahren liefert jedoch keine Abscheidungen mit ausreichender Haftung auf Titan Grad 2. Abscheidungenen auf Grad 2 bestanden im Allgemeinen Bandtests, aber versagten bei Biegetests.<\/p>\n

    Zuk\u00fcnftige Forschungsarbeiten werden weiterhin Prinzipien f\u00fcr eine gute Haftung von plattierten Abscheidungen auf Titanlegierungen entwickeln und ein Verfahren zur Abscheidung von Beschichtungen mit verbesserter Haftung auf Titan der G\u00fcteklasse 2 identifizieren. Die Abscheidung anderer Materialien mit besserer Verschlei\u00dffestigkeit als Titan wird ebenfalls untersucht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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