Popis 7 glavnih procesov površinske obdelave kovine titana

Kako narediti površino izdelkov iz titana lepo, je neločljivo povezano z različnimi tehnologijami površinske obdelave. Ta članek bo pregledal 7 glavnih postopkov površinske obdelave titanovih kovin in preveril, katere poznaš!

1. Anodiziranje

Anodiziranje je dobro-znan in zrel postopek, zato se tukaj ne bom spuščal v podrobnosti. Poleg običajno uporabljenih anod iz aluminijevih zlitin se lahko kot anoda uporablja tudi titan. Večina postopkov barvanja titana se doseže z eloksiranjem, ki omogoča bogatejšo paleto barv in vzorcev s širokim naborom možnosti razlikovanja, vključno z ledenimi kristali, nitmi in drugim.

Poleg dekorativnosti postopek eloksiranja tvori tudi gosto filmsko plast na kovinski površini izdelka, kar izboljša mehanske lastnosti, odpornost proti obrabi in vremenskim vplivom, izolacijo in izboljša oprijem s prevleko.

Tukaj je treba omeniti, da se titanova zlitina razlikuje od aluminijeve zlitine, čeprav so stroški titana kot anode višji, vendar je oksidni film, ki ga tvori titanova zlitina, slabši od same. Zato se na splošno veliko proizvajalcev odloči za anodiziranje na površini izdelkov iz čistega titana, kot je več izdelkov na sliki, ki so anodizirani učinki iz čiste površine titana TC4.

Če vzamemo za primer iPhone 15 Pro, so med štirimi barvnimi shemami: črni titan, beli titan, modri titan in naravni titan, razen originalne titan srebrne barve, ostale tri barvne sheme kombinirane s tehnologijo premaza PVD na osnovi eloksiranja za povečanje površinske zmogljivosti izdelka. Vendar pa je kasneje še vedno prišlo do bledenja in drugih neugodnih pogojev, kar odraža tudi pomanjkljivosti PVD v trajnosti.
Seveda je poleg funkcionalnosti mogoče doseči tudi barvne učinke. Na splošno lahko močno izboljša oblikovno raven izdelka.

2. PVD premaz
PVD je tudi neke vrste fizično nanašanje s paro in vakuumsko nanašanje, postopek pa je zelo zrel. Na površini titanove zlitine je mogoče narediti PVD, predvsem za dodajanje funkcionalnega premaza za zaščito in zaščito. Vendar je treba omeniti, da je PVD trenutno lahko funkcionalen le, da komaj uspešno opravi test, vzdržljivost pa je treba izboljšati, razen če je zmogljivost osnovnega materiala PVD zelo dobra.
Prevleke PVD pretvorijo materiale, kot sta titan ali titanov oksid, v plinasto stanje z vakuumskim izhlapevanjem, razprševanjem ali nanašanjem s -ionsko pomočjo, ki se nato nanesejo na površino titana. Ta postopek se izvaja pri visoki-temperaturi in vakuumskem okolju, da se ustvari film z visoko trdoto, visokim oprijemom in odpornostjo proti obrabi z natančnim nadzorom parcialnega tlaka kisika in parametrov nanašanja. PVD je nekakšen vakuumski premaz in postopek je zelo zrel. Na površini titanove zlitine je mogoče narediti PVD, predvsem za dodajanje funkcionalnega premaza za zaščito in zaščito. Vendar je treba omeniti, da je PVD trenutno lahko funkcionalen le, da komaj uspešno opravi test, vzdržljivost pa je treba izboljšati, razen če je zmogljivost osnovnega materiala PVD zelo dobra.

3. CNC
Postopek CNC obdelave titanove zlitine v glavnem vključuje ključne korake, kot so načrtovanje, programiranje, izbira orodja, nastavitev parametrov in nadzor obdelave:
1. Groba obdelava: odstranite odvečni material, oblikujte predhodni oris in izboljšajte učinkovitost.
2.‌ Končna obdelava‌: obdelava končne oblike je dosežena z visoko{1}}natančnimi orodji in optimiziranimi parametri (kot sta podajalna hitrost in globina reza), da se zagotovi natančnost dimenzij in kakovost površine.
3. Pregled kakovosti: Uporabite koordinatni merilni stroj (CMM), da preverite velikost in hrapavost površine ter nadaljujte z nadaljnjo obdelavo, če ustreza standardom.
Med postopkom obdelave je treba vzdrževati konstanten pomik, da preprečimo utrjevanje obdelovanca, rezalno tekočino pa je treba uporabljati razumno, da zmanjšamo temperaturo rezila, odplaknemo ostružke ter izboljšamo kakovost površine in učinkovitost obdelave.

CNC obdelava titanovih zlitin služi predvsem za oblikovanje in končno obdelavo. Eden najpomembnejših izzivov v tem procesu je obraba orodja. Ker so titanove zlitine razmeroma trde, je njihova strojna obdelava zahtevnejša kot pri drugih kovinah. Med obdelavo je orodje izpostavljeno visokim temperaturam, velikim rezalnim silam, dolgim ​​trenjem, znatnim vibracijskim deformacijam in prijemanju orodja, kar vse vodi do resne obrabe orodja. Tradicionalna orodja težko obdelujejo titanove zlitine, zato so za učinkovito obdelavo potrebna specializirana orodja s-kompozitno prevleko, celo diamantna in CBN orodja. Na primer, pri etuijih za pametne ure se izgubi eno orodje za vsake štiri izdelane etuije, kar povzroči znatne stroške.

3. Brušenje in poliranje

Brušenje in poliranje sta bistvena koraka pri obdelavi skoraj vseh materialov, katerih namen je doseči natančnejše dimenzije in bolj prefinjeno teksturo. To pogosto zahteva uporabo finih polirnih delcev ali potrošnega materiala za natančno poliranje vsake površine. Posebne procesne rešitve lahko dosežejo tudi posebne učinke, kot so ogledala z visokim-sijajem in mat zaključki.

4. Vlečenje žice

Površino kovinskega titana lahko krtačite, da ustvarite mat teksturo. Ta učinek brušenega titana je zelo pogost pri izdelkih zabavne elektronike. Združuje nežen dotik in vizualno lepoto ter ga prepoznava in mu daje prednost več potrošnikov.

5. Lasersko graviranje

Glavni postopki vključujejo lasersko vrtanje in varjenje.

6. Peskanje

Primarni namen peskanja površin iz titanove zlitine je funkcionalnost. To vključuje izboljšanje oprijema površine titana, podaljšanje življenjske dobe (z odstranjevanjem površinskih nečistoč) ter izboljšanje gladkosti in estetike površine. Peskanje lahko štejemo tudi za storitev drugih postopkov površinske obdelave.

Prejšnji Applov patent je omenjal titanovo zlitino in peskanje. S kombinacijo novega postopka peskanja z jedkanjem in eloksiranjem je mogoče doseči površinsko obdelavo titanove zlitine. S tem lahko odpravite grobe robove in ohranite drobne podrobnosti ter tako dosežete boljšo zaščito in videz. Razume se, da najnovejši Applov okvir za iPhone 15 Pro iz titana uporablja peskanje.

Ko gre za površinsko obdelavo izdelkov iz titana, zlasti na področju precizne elektronike, je boljši pristop združiti različne kovine in nato ustvariti zunanjost. Pomanjkljivost je relativno visok strošek. Razlog za to je, da morajo različne kovine ohraniti svoje edinstvene lastnosti in karakteristike, hkrati pa izpolnjevati zahteve velike-proizvodnje, kar ima za posledico relativno visoko ceno. Applov najnovejši iPhone 15 Pro ima popolnoma novo strukturno zasnovo, obdano z novo sekundarno strukturo iz 100 % recikliranega aluminija. Uporablja novo termomehansko obdelavo in druge postopke, s čimer doseže visoko-trdno vez med obema kovinama prek ultra-visokega tlaka-difuzije v trdnem stanju. Vendar pa so dejanski rezultati še vedno nezadovoljivi, zato je treba tehnologijo površinske obdelave titana še izboljšati.