Trattamento superficiale dei materiali in titanio

Metodi di trattamento superficiale dei materiali in titanio

Per i materiali in titanio sono ampiamente applicate varie tecnologie di trattamento superficiale, di cui segue una chiara classificazione:

Trattamenti superficiali resistenti all'usura:

• La resistenza all'usura rappresenta una sfida importante per il titanio, rendendo particolarmente importante il trattamento superficiale.

• Il rivestimento a umido comprende il rivestimento a Cr e il rivestimento a Ni come efficaci metodi resistenti all'usura.Il metodo elettrolitico del rivestimento con Ni seguito dal rivestimento con Cr offre una rapida formazione di film con spessore che raggiunge diversi micron.

• Sputtering: utilizza un getto di plasma ad alta velocità per spruzzare metallo fuso sulla superficie del materiale senza vuoto, offrendo un'elevata efficienza.

• Metodi di rinforzo superficiale: comprese le tecnologie CVD, PVD e PVCD.

Anodizzazione:

• Un processo maturo che forma densi film di ossido sulle superfici di titanio, migliorando la resistenza alla corrosione e all'usura.

• Fornisce effetti decorativi migliorando le proprietà meccaniche e l'isolamento.

Rivestimento PVD:

• Deposito fisico di vapore, un tipo di rivestimento a vuoto.

• Utilizzato principalmente per rivestimenti funzionali su superfici in lega di titanio, anche se la durata deve essere migliorata.

Macchinari CNC:

• Utilizzato principalmente per la modellazione e la finitura di leghe di titanio.

• Richiede strumenti speciali come tagliatori rivestiti di compositi, tagliatori di diamanti o strumenti CBN a causa dell'elevata durezza del titanio.

Difusione termica:

• Metodi come la nitrurazione agli ioni possono nitrurare le superfici del titanio per aumentare la durezza.

• A 850 °C, lo spessore della pellicola di nitruro aumenta da 0,7 μm a 5,0 μm, raggiungendo una durezza superficiale di 1200-1600 Hv.

Polizzatura elettrica:

• Rimuove le pellicole di ossido e i contaminanti dalle superfici di titanio attraverso l'elettrolisi, migliorando la finitura superficiale.

Deposito in fase liquida:

• Esempio: deposizione di rivestimenti bioceramici su superfici TC4 per aggiungere funzionalità.

Altri metodi:

• Sgomberamento chimico, spruzzo termico, processi ionici a bassa pressione, legazione superficiale elettronica/laser, sputtering magnetron squilibrato, nitrurazione ionica, rivestimento ionico e nanotecnologia.

In conclusione, i materiali in titanio hanno diversi metodi di trattamento superficiale, ciascuno con caratteristiche e applicazioni uniche.Il metodo appropriato deve essere selezionato in base ai requisiti specifici di utilizzo e alle esigenze di prestazione.