I. Vor-Behandlung: Das Hauptziel des wichtigsten Vor-Prozesses zur Gewährleistung der Haftung der Beschichtungsschicht besteht darin, Ölflecken, Oxidablagerungen und Verunreinigungen gründlich von der Oberfläche der Titanlegierung zu entfernen und so eine saubere und gleichmäßige Grundfläche für die anschließende Filmbildung sicherzustellen. Diese Phase umfasst drei Hauptschritte: Entfetten, Waschen mit Säure und Waschen mit Wasser. Die Qualität der Vorbehandlung-beeinflusst direkt die Dichte und Haftung des Oxidfilms und ist ein unverzichtbarer Bestandteil des Prozesses.. 1. Entfettung - Alkalische Entfettung: Verwenden Sie eine gemischte Lösung aus Natriumhydroxid und Natriumcarbonat (Konzentration 5 % - 10 % und lassen Sie sie 10 - 20 Minuten lang bei 50 - 80 Grad einweichen. Diese Methode eignet sich für Werkstücke mit leichten Ölflecken und ist kostengünstig und einfach zu bedienen. Ultraschallentfettung mit organischen Lösungsmitteln: Mit Aceton oder Ethanol als Medium eignet sich die Ultraschallreinigung für 5 - 10 Minuten für Werkstücke mit starken Ölflecken oder komplexen Strukturen. Der Kavitationseffekt von Ultraschall kann Mikroporen und Spalten durchdringen und so die Reinigungseffizienz verbessern. Titanium House berichtete, dass ein Luft- und Raumfahrtkomponentenunternehmen die Ultraschall-Entfettungsparameter optimiert und die Compliance-Rate der Reinigung für Werkstücke mit komplexer Struktur auf 98 % erhöht hat. . 2. Säurewäsche - Verwenden Sie eine gemischte Säurelösung aus Flusssäure und Salpetersäure (Volumenverhältnis etwa 1:3 - 1:5) bei Raumtemperatur für 1 - 5 Minuten. Flusssäure kann die Oxidablagerungen auf der Oberfläche schnell auflösen, während Salpetersäure eine übermäßige Korrosion der Base durch die Säurelösung verhindert, bis die Oberfläche des Werkstücks einen gleichmäßigen silbergrauen metallischen Glanz aufweist. Die Säurewaschzeit muss streng kontrolliert werden, um eine erhöhte Oberflächenrauheit aufgrund übermäßiger Korrosion zu vermeiden. Die Stabilität des Säurewaschprozesses ist entscheidend für die Gleichmäßigkeit der Filmschicht. Ein Hersteller chemischer Geräte reduzierte die Fehlerquote bei der Säurewäsche durch die Einführung eines Online-Konzentrationsüberwachungssystems auf unter 0,5 %. 3. Wasserwäsche - Spülen Sie nach dem Entfetten und Säurewaschen nacheinander mit Leitungswasser und entionisiertem Wasser, um eine Kontamination des nachfolgenden Elektrolyten durch restliche Chemikalien zu vermeiden. Unzureichendes Waschen mit Wasser kann zu einer ungleichmäßigen Filmbildung oder zu Defekten in der Filmschicht führen. Wir haben die Wasserwascheffizienz durch den Einsatz der mehrstufigen Gegenstrom-Spültechnologie verbessert und so die Effizienz um 30 % gesteigert und gleichzeitig den Wasserverbrauch gesenkt.
II. Anodische Oxidation: Der Kernbeschichtungsprozess der anodischen Oxidation ermöglicht eine präzise Kontrolle über die Dicke, Farbe und Leistung der Beschichtungsschicht durch Regulierung der Zusammensetzung des Elektrolyten und der Prozessparameter. Diese Phase besteht aus drei Teilen: Klemmen und Anschließen des Stromkreises, Auswahl des Elektrolyten und Steuerung der Prozessparameter. Die verfeinerte Steuerung des anodischen Oxidationsprozesses ist der Schlüssel zur Verbesserung der Leistung der Beschichtungsschicht. . 1. Klemmung und Stromkreisverbindung: Das gereinigte Werkstück aus Titanlegierung wird als Anode verwendet, und als Kathode werden Edelstahlplatten oder Graphitplatten (mit einer Kathodenfläche, die typischerweise das 1,5- bis 2-fache der Anode beträgt) ausgewählt. Die beiden Elektroden werden parallel im Abstand von 10 bis 30 Zentimetern platziert. Eine sinnvolle Klemmmethode gewährleistet eine gleichmäßige Stromverteilung und vermeidet lokale Überhitzung oder ungleichmäßige Beschichtung. Ein Automobilkomponentenhersteller optimierte das Design der Spannvorrichtung und erhöhte die Gleichmäßigkeit der Stromdichte für große Werkstücke auf über 95 %. 2. Elektrolytauswahl: Wählen Sie je nach Anwendungsanforderungen den Elektrolyttyp aus: Schwefelsäuretyp: 10 % bis 20 % Schwefelsäure-Wasserlösung, die eine schnelle-Überzugsschicht ohne Farbe oder Transparenz bildet, geeignet für korrosionsbeständige-und isolierende Komponenten. Oxalsäuretyp: 2- bis 5-prozentige Oxalsäure-Wasserlösung, die durch Spannungsregulierung die Farbe der Beschichtungsschicht (goldgelb → blau → grün → violett) ändern kann, geeignet für dekorative oder Luft- und Raumfahrtkomponenten. Phosphor--Chromsäuretyp: Die Beschichtung weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf und ist für raue Umgebungen wie die Schifffahrt und die chemische Industrie geeignet. Kleinere Anpassungen der Elektrolytzusammensetzung können die Leistung der Beschichtungsschicht erheblich beeinträchtigen. Beispielsweise erhöhte ein Hersteller von Meeresausrüstung die Salzsprühkorrosionsbeständigkeit der Beschichtungsschicht auf über 2000 Stunden, indem er dem Phosphor--Chromsäureelektrolyten. 3. Spuren von Seltenerdelementen zusetzte. Prozessparametersteuerung: Spannung: einstellbar von 5 bis 100 V. Eine niedrige Spannung (z. B. 10 bis 20 V) ist für die Beschichtung dünner Schichten geeignet, während eine hohe Spannung (z. B. 60 bis 100 V) die Schichtdicke der Beschichtung erhöhen kann, jedoch eine Ablation verhindern muss. Temperatur: 10 bis 35 Grad. Eine zu hohe Temperatur beschleunigt die Auflösung der Beschichtungsschicht, während eine zu niedrige Temperatur zu einer langsamen Beschichtungsgeschwindigkeit und einer ungleichmäßigen Beschichtung führt. Zeit: 10 bis 60 Minuten. Zu lange Zeit kann dazu führen, dass die Beschichtung reißt und das Dickenwachstum tendenziell zur Sättigung führt. Stromdichte: 0,5 bis 2A/dm². Eine zu hohe Stromdichte führt wahrscheinlich zu lokaler Überhitzung und Ablation. Gleichzeitig muss die Temperaturregelung angepasst werden, um eine Ablation zu vermeiden. Im Oxalsäureelektrolyten kann eine Erhöhung der Stromdichte von 1 A/dm² auf 1,5 A/dm² die Wachstumsrate der Beschichtungsschicht um 40 % erhöhen, es ist jedoch gleichzeitig eine Optimierung der Temperaturkontrolle erforderlich, um eine Ablation zu vermeiden.
III. Nachbehandlung: Verbesserung der Leistung der Filmschicht Der Nachbehandlungsprozess zur Verbesserung der Leistung der Filmschicht umfasst das Füllen der Poren des Oxidfilms, um die Korrosions- und Verschleißfestigkeit zu verbessern und eine Verfärbung der Filmschicht zu verhindern. Diese Phase besteht aus drei Schritten: Waschen mit Wasser, Versiegelungsbehandlung und Trocknen. Die Nachbehandlung-ist die letzte Hürde zur Verbesserung der praktischen Leistungsfähigkeit der Filmschicht.. 1. Nachdem der Oxidationsprozess abgeschlossen ist, spülen Sie die Oberfläche des Werkstücks sofort mit entionisiertem Wasser ab, um eventuelle Elektrolytreste zu entfernen und zu verhindern, dass es zu Korrosion an der Filmschicht kommt.. 2. Versiegelungsbehandlung: Eintauchen des Werkstücks in 90-100 Grad deionisiertes Wasser für 10-20 Minuten, um die Hydratationsreaktion zum Füllen zu nutzen die Poren. Diese Methode ist einfach durchzuführen und kostengünstig. Salzlösungsversiegelung: Der Einsatz einer Versiegelungslösung mit Nickelsalz oder Kobaltsalz kann die Versiegelungswirkung weiter verstärken und eignet sich für Bauteile mit hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit. Ein Hersteller elektronischer Komponenten hat durch Vergleichsexperimente herausgefunden, dass die Versiegelungsbehandlung mit Salzlösung den Kontaktwinkel der Filmschicht auf unter 15 Grad reduzieren kann, was die Hydrophilie deutlich verbessert und spezifische Anwendungsanforderungen erfüllt.. 3. Trocknen: Legen Sie das versiegelte Werkstück zum Trocknen für 10-15 Minuten in einen 60-80 Grad warmen Ofen oder lassen Sie es auf natürliche Weise bei Raumtemperatur trocknen. Es gilt, eine Vergilbung der Folienschicht durch Restfeuchtigkeit zu vermeiden und zu verhindern, dass hohe Temperaturen zu Spannungsrissen in der Folienschicht führen. Ein Hersteller von Präzisionsinstrumenten reduzierte die Rissrate der Filmschicht durch die Einführung eines Trocknungsprozesses mit niedrigem Temperaturgradienten auf unter 0,1 %. Fazit: Der Anodisierungsprozess für Titanlegierungen kann die Oberflächenleistung des Materials durch systematische Vorbehandlung, präzise Anodisierungssteuerung und wissenschaftliche Nachbehandlung erheblich verbessern und so den Anwendungsanforderungen verschiedener Bereiche gerecht werden. In der tatsächlichen Produktion müssen die Prozessparameter basierend auf Material, Form und Einsatzumgebung des Werkstücks optimiert werden, um eine stabile und zuverlässige Qualität der Filmschicht sicherzustellen. Mit der Weiterentwicklung der Materialwissenschaften und der elektrochemischen Technologie wird sich das Eloxierungsverfahren für Titanlegierungen hin zu höherer Präzision, geringeren Kosten und mehr Umweltfreundlichkeit entwickeln und eine stärkere technische Unterstützung für den High-End-Fertigungsbereich bieten.