Inventář 7 hlavních procesů povrchové úpravy titanového kovu

Jak udělat povrch titanových výrobků krásným, je neodmyslitelné od různých technologií povrchových úprav. Tento článek shrnuje 7 hlavních procesů povrchové úpravy titanových kovů a uvidíte, které znáte!

1. Eloxování

Eloxování je dobře-známý a vyzrálý proces, takže zde nebudu zabíhat do podrobností. Kromě běžně používaných anod z hliníkové slitiny lze jako anodu použít také titan. Většina procesů barvení titanu je dosažena pomocí eloxování, což umožňuje bohatší škálu barev a vzorů s širokou škálou možností rozlišení, včetně ledových krystalů, nití a dalších.

Kromě dekorativnosti proces eloxování také vytváří na kovovém povrchu produktu hustou filmovou vrstvu, která zlepšuje mechanické vlastnosti, odolnost proti opotřebení a povětrnostním vlivům, izolaci a zlepšuje spojení s povlakem.

Zde stojí za zmínku, že slitina titanu se liší od slitiny hliníku, i když cena titanu jako anody je vyšší, ale oxidový film tvořený slitinou titanu je horší než on sám. Proto, obecně řečeno, mnoho výrobců volí anodování na povrchu čistých titanových produktů, jako je několik produktů na obrázku, které jsou eloxovanými efekty z TC4 čistého titanového povrchu.

Vezměme si jako příklad iPhone 15 Pro, mezi čtyřmi barevnými schématy: černý titan, bílý titan, modrý titan a přírodní titan, s výjimkou původní titanově stříbrné barvy, jsou ostatní tři barevná schémata kombinována s technologií PVD povlaku na bázi eloxování pro zvýšení povrchového výkonu produktu. Následně však stále docházelo k vyblednutí a dalším nepříznivým podmínkám, což také odráží nedostatky PVD v odolnosti.
Kromě funkčnosti lze samozřejmě dosáhnout i barevných efektů. Celkově to může výrazně zvýšit designovou úroveň produktu.

2. PVD povlak
PVD je také druh fyzikálního napařování a vakuového potahování a tento proces je velmi vyspělý. Je možné provést PVD na povrchu slitiny titanu, především přidat funkční povlak pro ochranu a ochranu. Je však třeba poznamenat, že v současné době může být PVD funkční pouze proto, aby stěží prošlo testem, a je třeba zlepšit odolnost, pokud výkon základního materiálu PVD není velmi dobrý.
PVD povlaky převádějí materiály, jako je titan nebo oxid titaničitý, do plynného skupenství prostřednictvím vakuového napařování, naprašování nebo nanášení pomocí iontů{0}}, které jsou následně nanášeny na povrch titanu. Tento proces se provádí v prostředí s vysokou-teplotou a vakuem, aby se vytvořil film s vysokou tvrdostí, vysokou přilnavostí a odolností proti opotřebení přesným řízením parciálního tlaku kyslíku a parametrů depozice. PVD je druh vakuového povlaku a proces je velmi vyzrálý. Je možné provést PVD na povrchu slitiny titanu, především přidat funkční povlak pro ochranu a ochranu. Je však třeba poznamenat, že v současné době může být PVD funkční pouze proto, aby stěží prošlo testem, a je třeba zlepšit odolnost, pokud výkon základního materiálu PVD není velmi dobrý.

3. CNC
Proces CNC obrábění titanové slitiny zahrnuje především klíčové kroky, jako je návrh, programování, výběr nástroje, nastavení parametrů a řízení obrábění:
1. Hrubé obrábění: odstraňte přebytečný materiál, vytvořte předběžný obrys a zvyšte efektivitu.
2.‌Dokončování‌: Obrábění konečného tvaru se dosahuje pomocí vysoce přesných{1}}nástrojů a optimalizovaných parametrů (jako je rychlost posuvu a hloubka řezu), aby byla zajištěna rozměrová přesnost a kvalita povrchu.
3. Kontrola kvality: Použijte souřadnicový měřicí stroj (CMM) ke kontrole velikosti a drsnosti povrchu a pokračujte v následném zpracování, pokud splňuje normy.
Během procesu obrábění musí být udržován konstantní posuv, aby se zabránilo ztvrdnutí obrobku, a řezná kapalina musí být používána rozumně, aby se snížila teplota kotouče, odplavily třísky a zlepšila se kvalita povrchu a efektivita obrábění.

CNC obrábění titanových slitin slouží především k tvarovacím a dokončovacím účelům. Jednou z nejvýznamnějších výzev v tomto procesu je opotřebení nástrojů. Vzhledem k tomu, že slitiny titanu jsou relativně tvrdé, je jejich obrábění náročnější než u jiných kovů. Během obrábění je nástroj vystaven vysokým teplotám, vysokým řezným silám, dlouhým třecím vzdálenostem, značné deformaci vibrací a přilepování nástroje, což vše vede k silnému opotřebení nástroje. Tradiční nástroje se obtížně obrábějí titanové slitiny a pro efektivní obrábění vyžadují speciální kompozitní-nástroje s povlakem, dokonce i diamantové a CBN nástroje. Například u pouzder chytrých hodinek se na každé čtyři vyrobené pouzdro ztratí jeden nástroj, což má za následek značné náklady.

3. Broušení a leštění

Broušení a leštění jsou základními kroky při zpracování téměř každého materiálu s cílem dosáhnout přesnějších rozměrů a jemnější textury. To často vyžaduje použití jemných leštících částic nebo spotřebního materiálu k pečlivému vyleštění každé povrchové plochy. Specifická procesní řešení mohou také dosáhnout speciálních efektů, jako jsou zrcadla s vysokým-leskem a matné povrchy.

4. Tažení drátu

Povrch titanového kovu lze kartáčovat a vytvořit tak matnou texturu. Tento efekt broušeného titanu je velmi běžný u výrobků spotřební elektroniky. Kombinuje jemný dotek a vizuální krásu a je uznáván a preferován více spotřebiteli.

5. Laserové gravírování

Mezi hlavní procesy patří laserové vrtání a svařování.

6. Pískování

Primárním účelem pískování povrchů z titanové slitiny je funkčnost. To zahrnuje zlepšení přilnavosti titanového povrchu, prodloužení životnosti (odstraněním povrchových nečistot) a zlepšení hladkosti a estetiky povrchu. Pískování lze považovat i za službu jiným procesům povrchové úpravy.

Předchozí patent Applu zmiňoval titanovou slitinu a pískování. Kombinací nového procesu pískování s leptáním a eloxováním lze dosáhnout povrchové úpravy slitiny titanu. To může odstranit hrubé hrany a zachovat jemnější detaily, čímž se dosáhne lepší ochrany a vzhledu. Je zřejmé, že nejnovější titanový rám Apple iPhone 15 Pro používá pískování.

Pokud jde o povrchovou úpravu titanových výrobků, zejména v oblasti přesné elektroniky, je lepším přístupem kombinovat různé kovy a následně vytvořit exteriér. Nevýhodou je poměrně vysoká cena. Je tomu tak proto, že rozdílné kovy si musí zachovat své příslušné jedinečné vlastnosti a charakteristiky a zároveň splňovat požadavky-výroby ve velkém měřítku, což vede k relativně vysoké ceně. Nejnovější Apple iPhone 15 Pro se vyznačuje zcela novým konstrukčním designem, který je zapouzdřen v nové sekundární struktuře vyrobené ze 100% recyklovaného hliníku. Využívá nové termomechanické zpracování a další procesy, čímž dosahuje vysoce-pevnostní vazby mezi těmito dvěma kovy prostřednictvím ultra-vysokého tlaku difúze v pevném-skupenství. Skutečné výsledky jsou však stále neuspokojivé a technologii povrchové úpravy titanu je třeba dále zlepšovat.