チタン表面処理

優れた耐食性と軽量性で知られるチタン材料は、さまざまな業界で広く使用されています。表面処理技術は、特定の業界のニーズを満たすために耐摩耗性、耐酸化性、および外観を改善することにより、その性能をさらに向上させます。

表面浄化技術

表面浄化の主な目的は、チタンおよびチタン合金表面の清浄度を向上させ、バリ、バリ、油汚れ、反応層などの表面上の不要な物質を除去することです。一般的な表面精製方法には、以下のようなものがあります。

バリやバリの除去: 主に機械加工(研削など)または化学的除去によって行われます。

表面の油汚れの除去: 溶剤洗浄、超音波洗浄、または化学洗浄によって油汚れを除去します。

表面反応層の除去: チタン表面は反応層を形成しやすく、表面品質に影響を与えます。サンドブラストと酸洗いは一般的な治療法です。

• サンドブラスト:サンドブラストに白いコランダムを使用し、サンドブラスト圧力(通常は0.45 MPa未満)を制御し、サンドブラスト時間は15〜30秒以内で表面の焼結層と酸化物層の一部を除去します。
• 酸洗い:酸洗いは、チタンの表面反応層を完全に除去することができます。一般的に使用される酸洗液は、HF-HClおよびHF-HNO3酸性溶液です。その中でも、HF-HNO3酸洗液は、水素の吸収が少なく、汚染があまり発生しないため、より理想的です。

通常、次のシナリオに適用できます。

チタン合金鋳物: 通常、鋳造後のチタン合金の表面にはバリ、バリ、汚染層があります。サンドブラストまたは酸洗は、その後の処理の円滑な進行を確保するために、表面反応層を除去するために必要です。

精密加工: チタン合金の精密加工の前に、加工精度を向上させ、不良品率を減らすために、表面に汚染物質がないことを確認する必要があります。

溶接前の準備: チタン材料の表面は、溶接継手の品質と強度を確保するために、酸化物層と油を除去するために精製する必要があります。

耐腐食性表面処理

チタン合金自体は耐食性に優れていますが、一部の極端な環境(高濃度の塩酸、硫酸など)では、チタン表面が腐食する可能性があります。そのため、これらのニーズに応えて、チタン表面に特殊な耐食性処理を施すことがあります。

大気酸化処理: チタンを高温雰囲気にさらして酸化皮膜を形成し、チタンの耐食性を高めます。大気酸化処理は簡単で低コストですが、時間の経過とともに耐食性が徐々に弱まる可能性があるため、長期間安定して動作する部品には適していません。

陽極酸化処理: 電気分解によりチタン表面に厚い酸化皮膜を形成させることで、耐食性と耐摩耗性を向上させます。陽極酸化により、チタン表面に異なる色を与えることもでき、チタン合金に美しい外観を提供します。H2SO4、H3PO4などは一般的に使用される電解質です。 チタンアルマイトの詳細については、クリックしてください。

該当するシナリオ:

海洋環境： チタンは、洋上プラットフォームや船舶の部品など、耐食性が特に重要な海水機器に広く使用されています。大気酸化または陽極酸化は、塩水腐食に対するチタンの耐性を高めることができます。

化学工業： 過酷な化学腐食環境(酸性溶液、硫酸、塩酸など)では、耐食性のあるチタン表面により、機器の耐用年数を延ばし、メンテナンスコストを削減できます。

石油・ガスの採掘: チタン合金は、石油およびガス抽出装置で非常に腐食性の高い環境(石油やガス井など)に直面します。陽極酸化と大気酸化は、それらの耐食性を大幅に向上させることができます。

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耐摩耗性表面処理

チタンは耐摩耗性が劣るため、より高い耐摩耗性が求められる用途では、表面を強化する必要があります。一般的な治療法は次のとおりです。

ウェットコーティング: 電気めっき技術は、チタン表面にクロム(Cr)やニッケルリン(NiP)などの材料をめっきし、耐摩耗性を向上させる技術です。

熱拡散方法: 浸炭、窒化、およびその他の技術を使用して、チタン表面に硬化層を形成し、耐摩耗性を向上させます。

肉盛溶接: プラズマ転写アークによる肉盛溶接は、チタン表面の耐摩耗性を向上させることができ、大型のチタンワークピースに適しています。

スパッタリング法: チタン表面に高速プラズマジェットで金属材料を溶射し、耐摩耗性を高めています。

プラズマ窒化技術:プラズマ窒化、イオンプレーティング、およびその他の技術により、チタン合金の表面に硬化窒化物層を形成し、耐摩耗性と耐食性を向上させます。

該当するシナリオ:

機械部品: 滑りや摩擦が多い機械部品では、耐摩耗性が不十分なため、チタン合金が表面摩耗を引き起こすことがよくあります。クロムメッキやニッケルメッキなどの表面処理方法により、耐摩耗性を大幅に向上させることができ、航空機エンジン部品、ギア、ベアリングなどの高摩擦部品に適しています。

高性能スポーツ用品: たとえば、ゴルフヘッドやスポーツシューズのチタン合金部品には、高い耐摩耗性要件があります。イオン注入とCVDコーティング処理により、効果的に寿命を延ばすことができます。

高負荷部品: 高圧で摩擦の強い状況(石油掘削や自動車エンジン部品など)では、耐摩耗性処理によりチタン部品の耐久性が大幅に向上し、メンテナンスの頻度を減らすことができます。

デザイン表面処理

デザイン表面処理は、主に顧客の美学と特別なニーズを満たすためのものです。一般的な治療法は次のとおりです。

表面仕上げ: 粉砕、焼きなまし、ショットピーニングなどの方法により、表面は平らで滑らか、または特殊な質感になります。

• 研削:表面を滑らかで光沢のあるものにします。
• 焼きなましと酸洗い:表面を灰色でくすみます。
• ショットピーニング:ガラスビーズを使用して、表面を洋ナシの皮のように見せます。
• 化学エッチング:チタン表面にパターンやテキストをエッチングして、装飾効果を高めます。

鏡面研磨: チタンの鏡面研磨はより困難です。一般的な方法には、ソフトベルト研磨、化学研磨、電解研磨などがあります。

• ソフトベルト研磨:主に研磨ベルトを使用して表面を研磨し、単純な表面に適しています。
• 化学研磨:化学反応を使用してチタン表面の凹凸部分を取り除き、滑らかな表面を得ます。
• 電解研磨:電気化学的方法を使用して、チタン表面を高光沢にし、より複雑な形状に適しています。

彩り： 大気酸化、化学着色、およびその他の方法を使用して、チタン表面にさまざまな色を与え、その装飾的な魅力を高めます。

• 雰囲気酸化法:チタン材料を加熱することにより、その表面に酸化膜が形成され、それによって色が変化します。この方法は低コストですが、発色効果が十分に安定していません。
• 化学着色:化学反応によりチタン表面に着色酸化皮膜が形成されます。

該当するシナリオ:

• 建築装飾:チタンの天然シルバーホワイトの色は、すべての装飾要件に適しているわけではありません。陽極酸化は、建物のファサード、カーテンウォール、室内装飾に広く使用されている金、青、紫などのチタンの異なる色調を与えることができます。
• ジュエリーとハイエンド消費財:チタンの硬度と独特の外観により、陽極酸化と鏡面処理技術を使用して、ファッションジュエリー、ハイエンドウォッチ、高級アクセサリーを製造し、パーソナライゼーションと美しさに対する市場の需要を満たすことができます。
• 医療機器:医療機器(歯科インプラント、整形外科インプラントなど)のチタン部品には、優れた機械的特性だけでなく、優れた外観も必要です。化学研磨と電解研磨は、表面の仕上がりと美しさを向上させることができます。

高度なチタン表面処理技術により、Chalcoは、耐食性、耐摩耗性、美観に関するさまざまな業界の厳しい要件を満たす高品質のチタン製品を提供することができます。それが航空宇宙、医療機器または産業アプリケーションであるかどうか、Chalcoは、各製品が信頼性の高い性能と永続的な品質保証を持っていることを保証するために、優れたチタン材料ソリューションを顧客に提供することに常に取り組んでいます。