I. Попередня -обробка: основною метою основного процесу попередньої -обробки для забезпечення адгезії шару покриття є ретельне видалення масляних плям, окалини та домішок із поверхні титанового сплаву, забезпечуючи чисту й однорідну базову поверхню для подальшого утворення плівки. Ця стадія включає три основні етапи: знежирення, промивання кислотою та промивання водою. Якість попередньої -обробки безпосередньо впливає на щільність і адгезію оксидної плівки та є невід’ємною частиною процесу. 1. Знежирення - Лужне знежирення: використовуйте змішаний розчин гідроксиду натрію та карбонату натрію (концентрація 5% - 10%), замочуючи при 50 - 80 градусах протягом 10 - 20 хвилин. Цей метод підходить для заготовок з легкими масляними плямами, має низьку вартість і просту роботу. Ультразвукове знежирення за допомогою органічних розчинників. Ультразвукове очищення протягом 5 - 10 хвилин із використанням ацетону або етанолу підходить для деталей із сильними масляними плямами або складних структур. Ефект кавітації ультразвуку може проникати в мікро-пори та щілини, підвищуючи ефективність очищення. Titanium House повідомила, що підприємство, що займається аерокосмічними компонентами, оптимізувало параметри ультразвукового знежирення, підвищивши рівень відповідності очищення деталей зі складною конструкцією до 98%. 2. Кислотне промивання - Використовуйте змішаний кислотний розчин фтористоводневої кислоти та азотної кислоти (об’ємне співвідношення приблизно 1:3 - 1:5) при кімнатній температурі протягом 1 - 5 хвилин. Фтористоводнева кислота може швидко розчиняти окалини оксиду на поверхні, тоді як азотна кислота перешкоджає надмірній корозії основи розчином кислоти, доки поверхня заготовки не стане рівномірним сріблясто-сірим металевим блиском. Необхідно суворо контролювати час промивання кислотою, щоб уникнути збільшення шорсткості поверхні внаслідок надмірної-корозії. Стабільність процесу кислотного промивання має вирішальне значення для рівномірності шару плівки. Виробник хімічного обладнання знизив рівень дефектів кислотного промивання до рівня нижче 0,5%, запровадивши онлайн-систему моніторингу концентрації. 3. Промивання водою - Після знежирення та промивання кислотою промийте водопровідною водою та деіонізованою водою послідовно, щоб уникнути забруднення наступного електроліту залишковими хімікатами. Недостатнє промивання водою може призвести до нерівномірного утворення плівки або дефектів плівкового шару. Ми покращили ефективність миття водою, застосувавши технологію багато-ступеневої протипотокової-промивки, підвищивши ефективність на 30% при зменшенні споживання води.
II. Анодне окислення: процес анодного окислення забезпечує точний контроль товщини, кольору та характеристик шару покриття шляхом регулювання складу електроліту та параметрів процесу. Ця стадія складається з трьох частин: затиск і підключення схеми, вибір електроліту і контроль параметрів процесу. Удосконалений контроль процесу анодного окислення є ключем до підвищення продуктивності шару покриття. 1. Затискання та підключення до схеми: очищена заготовка з титанового сплаву використовується як анод, а пластини з нержавіючої сталі або графітові пластини (з площею катода, як правило, у 1,5–2 рази більшою за площу анода) вибираються як катод. Два електроди розташовують паралельно на відстані від 10 до 30 сантиметрів. Розумний метод затискання забезпечує рівномірний розподіл струму та запобігає локальному перегріву або нерівному покриттю. Виробник автомобільних компонентів оптимізував конструкцію затискного пристрою, підвищивши рівномірність щільності струму для великих заготовок до понад 95%. 2.. Вибір електроліту: виходячи з вимог до застосування, виберіть тип електроліту: Тип сірчаної кислоти: 10%–20% водний розчин сірчаної кислоти, який утворює швидкий-небарвний або прозорий шар покриття, придатний для корозійно{16}}стійкі та ізоляційні компоненти. Тип щавлевої кислоти: водний розчин щавлевої кислоти від 2% до 5%, який може змінювати колір шару покриття (золотисто-жовтий → синій → зелений → фіолетовий) шляхом регулювання напруги, підходить для декоративних або аерокосмічних компонентів. Тип фосфорно-хромової кислоти: шар покриття має чудову стійкість до корозії та підходить для суворих умов, таких як морська та хімічна промисловість. Незначні коригування складу електроліту можуть істотно вплинути на характеристики шару покриття. Наприклад, виробник океанічного обладнання збільшив час стійкості шару покриття до корозії від соляних бризок до понад 2000 годин, додавши слідові кількості рідкоземельних елементів до електроліту фосфорної-хромової кислоти. 3.. Контроль параметрів процесу: Напруга: регулюється від 5 до 100 В. Низька напруга (наприклад, від 10 до 20 В) підходить для тонкошарового -покриття, тоді як висока напруга (наприклад, від 60 до 100 В) може збільшити товщину шару покриття, але вимагає запобігання абляції. Температура: 10-35 градусів. Надмірна температура прискорить розчинення шару покриття, тоді як занадто низька температура призведе до повільної швидкості нанесення покриття та нерівномірного покриття. Час: від 10 до 60 хвилин. Надмірний час, ймовірно, спричинить розтріскування шару покриття, а збільшення товщини матиме тенденцію до насичення. Щільність струму: від 0,5 до 2 А/дм². Надмірна щільність струму може призвести до локального перегріву та абляції, тому необхідно одночасно відрегулювати контроль температури, щоб уникнути абляції. В електроліті щавлевої кислоти збільшення щільності струму від 1 А/дм² до 1,5 А/дм² може збільшити швидкість росту шару покриття на 40%, але необхідно одночасно оптимізувати контроль температури, щоб уникнути абляції.
III. До-обробка: покращення продуктивності шару плівки Процес-обробки для покращення продуктивності шару плівки передбачає заповнення пор оксидної плівки для підвищення стійкості до корозії та зношування, а також для запобігання знебарвленню шару плівки. Ця стадія складається з трьох етапів: промивання водою, герметизаційна обробка та сушіння. До-обробка є останньою перешкодою для покращення практичних характеристик шару плівки. 1. Після завершення процесу окислення негайно промийте поверхню заготовки деіонізованою водою, щоб видалити будь-який залишковий електроліт і запобігти його корозії шару плівки. 2. Обробка ущільнення: занурення заготовки в деіонізовану воду 90-100 градусів на 10-20 хвилин, щоб задіяти реакцію гідратації, щоб заповнити пори. Цей спосіб простий в експлуатації і має низьку вартість. Герметизація сольовим розчином: використання герметизуючого розчину, що містить сіль нікелю або кобальту, може додатково посилити ефект герметизації та підходить для компонентів з високими вимогами до корозійної стійкості. Виробник електронних компонентів за допомогою порівняльних експериментів виявив, що герметизація сольовим розчином може зменшити кут контакту шару плівки до рівня нижче 15 градусів, значно покращуючи гідрофільність і відповідаючи спеціальним вимогам застосування. 3. Сушіння: помістіть герметичний заготовку в духовку при 60{-80 градусах для сушіння на 10{-15 хвилин або дайте їй висохнути природним шляхом при кімнатній температурі. Необхідно уникати залишкової вологи, що спричиняє пожовтіння шару плівки, і запобігати розтріскування шару плівки під впливом високих температур. Виробник прецизійних приладів знизив швидкість розтріскування шару плівки до рівня нижче 0,1%, застосувавши процес градієнтної сушіння при низькій температурі. Висновок: процес анодування титанового сплаву може значно покращити характеристики поверхні матеріалу завдяки систематичній попередній обробці, точному контролю анодування та науковій подальшій обробці, що відповідає вимогам застосування в різних областях. У реальному виробництві параметри процесу необхідно оптимізувати на основі матеріалу, форми та середовища використання заготовки, щоб забезпечити стабільну та надійну якість плівкового шару. З розвитком матеріалознавства та електрохімічних технологій процес анодування титанового сплаву розвиватиметься в напрямку вищої точності, нижчої вартості та більшої екологічності, забезпечуючи потужнішу технічну підтримку для галузі високоякісного виробництва.