การวิเคราะห์ขั้นตอนกระบวนการหลักของการชุบโลหะผสมไททาเนียม

I. การเตรียม-เบื้องต้น: วัตถุประสงค์หลักของกระบวนการบำบัดก่อน-ที่สำคัญเพื่อให้มั่นใจว่าชั้นเคลือบจะยึดเกาะได้คือการขจัดคราบน้ำมัน เกล็ดออกไซด์ และสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียมอย่างทั่วถึง เพื่อให้มั่นใจว่าพื้นผิวฐานที่สะอาดและสม่ำเสมอสำหรับการก่อตัวของฟิล์มในภายหลัง ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยสามขั้นตอนสำคัญ ได้แก่ การล้างไขมัน การล้างด้วยกรด และการล้างด้วยน้ำ คุณภาพของการบำบัดล่วงหน้า-ส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่นและการยึดเกาะของฟิล์มออกไซด์ และเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของกระบวนการ. 1. การขจัดไขมัน - การขจัดไขมันด้วยด่าง: ใช้สารละลายผสมระหว่างโซเดียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมคาร์บอเนต (ความเข้มข้น 5% - 10%) โดยแช่ที่ 50 - 80 องศาเป็นเวลา 10 - 20 นาที วิธีนี้เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีคราบน้ำมันเล็กน้อย และมีต้นทุนต่ำและใช้งานง่าย การล้างไขมันด้วยอัลตราโซนิกตัวทำละลายอินทรีย์: การใช้อะซิโตนหรือเอธานอลเป็นสื่อกลาง การทำความสะอาดอัลตราโซนิกเป็นเวลา 5 - 10 นาที เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีคราบน้ำมันหนักหรือโครงสร้างที่ซับซ้อน เอฟเฟกต์คาวิเทชันของอัลตราโซนิกสามารถทะลุ-รูพรุนและรอยแยกขนาดเล็กได้ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความสะอาด Titanium House รายงานว่าองค์กรชิ้นส่วนการบินและอวกาศได้ปรับพารามิเตอร์การขจัดไขมันด้วยอัลตราโซนิคให้เหมาะสม โดยเพิ่มอัตราการปฏิบัติตามข้อกำหนดในการทำความสะอาดชิ้นงานที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนเป็น 98%. 2. การล้างด้วยกรด - ใช้สารละลายกรดผสมของกรดไฮโดรฟลูออริกและกรดไนตริก (อัตราส่วนปริมาตรประมาณ 1:3 - 1:5) ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 1 - 5 นาที กรดไฮโดรฟลูออริกสามารถละลายเกล็ดออกไซด์บนพื้นผิวได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่กรดไนตริกจะยับยั้งการกัดกร่อนที่มากเกินไปของฐานด้วยสารละลายกรด จนกระทั่งพื้นผิวของชิ้นงานมีความแวววาวเป็นสีเงิน-โลหะที่สม่ำเสมอ เวลาในการล้างด้วยกรดจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้พื้นผิวมีความหยาบเพิ่มขึ้นเนื่องจาก-การกัดกร่อนมากเกินไป ความคงตัวของกระบวนการล้างด้วยกรดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสม่ำเสมอของชั้นฟิล์ม ผู้ผลิตอุปกรณ์เคมีลดอัตราข้อบกพร่องในการล้างกรดลงเหลือต่ำกว่า 0.5% โดยการแนะนำระบบตรวจสอบความเข้มข้นแบบออนไลน์. 3. การล้างด้วยน้ำ - หลังจากล้างไขมันและล้างด้วยกรด ให้ล้างด้วยน้ำประปาและน้ำปราศจากไอออนอย่างต่อเนื่อง เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลต์ที่ตามมาด้วยสารเคมีตกค้าง การล้างด้วยน้ำไม่เพียงพออาจส่งผลให้เกิดการก่อตัวของฟิล์มไม่สม่ำเสมอหรือข้อบกพร่องของชั้นฟิล์ม เราได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการล้างน้ำโดยการนำเทคโนโลยีการล้างแบบไหลหลาย-เคาน์เตอร์-มาใช้ ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพขึ้น 30% ในขณะที่ลดการใช้น้ำ

ครั้งที่สอง ออกซิเดชันขั้วบวก: กระบวนการเคลือบแกนกลางของออกซิเดชันขั้วบวกทำให้สามารถควบคุมความหนา สี และประสิทธิภาพของชั้นเคลือบได้อย่างแม่นยำ โดยการควบคุมองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์และพารามิเตอร์กระบวนการ ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยสามส่วน: การหนีบและการเชื่อมต่อวงจร การเลือกอิเล็กโทรไลต์ และการควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการ การควบคุมกระบวนการออกซิเดชันของขั้วบวกอย่างละเอียดเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของชั้นเคลือบ. 1. การหนีบและการเชื่อมต่อวงจร: ชิ้นงานโลหะผสมไทเทเนียมที่ทำความสะอาดแล้วจะถูกใช้เป็นขั้วบวก และเลือกแผ่นสแตนเลสหรือแผ่นกราไฟท์ (โดยมีพื้นที่แคโทดโดยทั่วไป 1.5 ถึง 2 เท่าของขั้วบวก) เป็นแคโทด อิเล็กโทรดทั้งสองวางขนานกันโดยมีระยะห่าง 10 ถึง 30 เซนติเมตร วิธีการจับยึดที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกระจายกระแสที่สม่ำเสมอ และหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปหรือการเคลือบที่ไม่สม่ำเสมอ ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ได้เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบฟิกซ์เจอร์จับยึด โดยเพิ่มความสม่ำเสมอของความหนาแน่นกระแสสำหรับชิ้นงานขนาดใหญ่ให้มากกว่า 95%. 2. การเลือกอิเล็กโทรไลต์: ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการใช้งาน เลือกประเภทของอิเล็กโทรไลต์: ประเภทกรดซัลฟิวริก: สารละลายน้ำกรดซัลฟิวริก 10% ถึง 20% ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นเคลือบที่รวดเร็ว-โดยไม่มีสีหรือความโปร่งใส เหมาะสำหรับ-การต้านทานการกัดกร่อนและเป็นฉนวน ส่วนประกอบ ประเภทของกรดออกซาลิก: สารละลายน้ำกรดออกซาลิก 2% ถึง 5% ซึ่งสามารถเปลี่ยนสีของชั้นเคลือบ (สีเหลืองทอง → สีน้ำเงิน → สีเขียว → สีม่วง) ผ่านการควบคุมแรงดันไฟฟ้า เหมาะสำหรับชิ้นส่วนตกแต่งหรือการบินและอวกาศ ประเภทกรดฟอสฟอริก-โครเมียม: ชั้นเคลือบมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุตสาหกรรมทางทะเลและเคมี การปรับเปลี่ยนองค์ประกอบอิเล็กโทรไลต์เล็กน้อยอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของชั้นเคลือบ ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตอุปกรณ์ในมหาสมุทรเพิ่มเวลาต้านทานการกัดกร่อนของสเปรย์เกลือของชั้นเคลือบเป็นมากกว่า 2,000 ชั่วโมงโดยการเพิ่มปริมาณธาตุหายากให้กับ-อิเล็กโทรไลต์กรดโครเมียม. 3. ฟอสฟอริก การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการ: แรงดันไฟฟ้า: ปรับได้ตั้งแต่ 5 ถึง 100V แรงดันไฟฟ้าต่ำ (เช่น 10 ถึง 20V) เหมาะสำหรับการเคลือบชั้นบาง- ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าสูง (เช่น 60 ถึง 100V) สามารถเพิ่มความหนาของชั้นเคลือบได้ แต่ต้องมีการป้องกันการระเหย อุณหภูมิ: 10 ถึง 35 องศา อุณหภูมิที่มากเกินไปจะเร่งการละลายของชั้นเคลือบ ในขณะที่อุณหภูมิที่ต่ำเกินไปจะส่งผลให้ความเร็วในการเคลือบช้าลงและการเคลือบไม่สม่ำเสมอ เวลา: 10 ถึง 60 นาที เวลาที่มากเกินไปอาจทำให้ชั้นเคลือบแตกร้าว และการเจริญเติบโตของความหนามีแนวโน้มที่จะอิ่มตัว ความหนาแน่นกระแส: 0.5 ถึง 2A/dm² ความหนาแน่นกระแสที่มากเกินไปมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและการระเหยในท้องถิ่น และจำเป็นต้องปรับการควบคุมอุณหภูมิพร้อมกันเพื่อหลีกเลี่ยงการระเหย ในอิเล็กโทรไลต์กรดออกซาลิก การเพิ่มความหนาแน่นกระแสจาก 1A/dm² เป็น 1.5A/dm² สามารถเพิ่มอัตราการเติบโตของชั้นเคลือบได้ 40% แต่จำเป็นต้องปรับการควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมพร้อมกันเพื่อหลีกเลี่ยงการระเหย