Deoksidacija i kiseljenje titanijumskih legura

Legure titana se široko koriste u raznim industrijama zbog svojih odličnih svojstava kao što su mala težina, visoka čvrstoća, otpornost na koroziju i biokompatibilnost. Međutim, ove legure su izuzetno osjetljive na kisik, što može dovesti do površinske kontaminacije i degradacije performansi. Stoga se kisik na površini titanijumske legure mora ukloniti procesima deoksidacije i kiseljenja.

Deoksidacija je proces uklanjanja kiseonika sa površine titanijumskih legura. To se obično radi zagrijavanjem materijala u vakuumu ili u atmosferi inertnog plina kao što je argon. Tokom procesa zagrijavanja, kisik reagira sa legiranim materijalom i formira okside, koji se zatim uklanjaju isparavanjem. Temperatura, pritisak i vrijeme potrebno za deoksidaciju ovise o vrsti legure i stanju njene površine.

Površinska obrada je uglavnom potrebna tokom i nakon termičke obrade kako bi se uklonile oksidne naslage i različiti zagađivači na površini metala, smanjila aktivnost gole metalne površine, te naneli zaštitni sloj i različiti funkcionalni premazi na površinu titana i njegovih legura. Površinska obrada je također potrebna prije i tokom procesa premazivanja. Ovaj premaz se nanosi radi poboljšanja svojstava metalne površine, kao što je sprječavanje korozije, oksidacije i habanja.

Kiseljenje je proces upotrebe kiselog rastvora za uklanjanje nečistoća i oksida sa površine titanijumskih legura. Otopina kiseline koja se obično koristi za ovaj proces je mješavina fluorovodonične kiseline (HF) i dušične kiseline (HNO3). HF kiselina otapa oksidni sloj, dok HNO3 kiselina uklanja sve preostale nečistoće na površini. Proces kiseljenja se može izvesti na sobnoj ili visokoj temperaturi.

Proces kiseljenja se također može koristiti za čišćenje površine titanijumskih legura nakon operacija zavarivanja ili strojne obrade. Zavarivanje i strojna obrada mogu ostaviti naslage i ostatke na površinama materijala, što može dovesti do korozije i drugih problema. Kiseljenje uklanja ove naslage i vraća površinu legure u prvobitno stanje.

Uslovi kiseljenja titanijuma i njegovih legura određeni su vrstom (karakteristikama) oksidnog sloja i postojećeg reakcionog sloja, a na vrstu ovog sloja utiče proces visokotemperaturnog zagrevanja i povećanje temperature obrade (npr. kovanje, livenje, zavarivanje itd.). Samo tanak oksidni sloj se formira na nižoj temperaturi obrade ili visokoj temperaturi grijanja od oko 600X ili niže. U uslovima visoke temperature formira se zona difuzije bogate kiseonikom u blizini određenog oksidnog sloja, koji se takođe mora eluirati kiselinom. Pored ovog difuzionog sloja bogatog kiseonikom. Mogu se koristiti različite metode uklanjanja kamenca: mehaničke metode za uklanjanje debelih slojeva oksida i tvrdih površinskih slojeva, uklanjanje kamenca u kupkama s rastopljenom soli i kiseljenje u kiselim otopinama za uklanjanje kamenca.

Ukratko, deoksidacija i kiseljenje su bitni procesi u proizvodnji i održavanju titanijumskih legura. Ovi procesi osiguravaju da površina materijala bude bez kontaminacije i oksidacijskih slojeva, održavajući njegove izvrsne performanse. Pravilno implementirani ovi procesi mogu produžiti vijek trajanja titanijumskih legura i osigurati pouzdane performanse u raznim primjenama.