I. Pré-traitement : l'objectif principal du processus clé de pré-traitement pour garantir l'adhérence de la couche de revêtement est d'éliminer soigneusement les taches d'huile, les incrustations d'oxyde et les impuretés de la surface de l'alliage de titane, garantissant ainsi une surface de base propre et uniforme pour la formation ultérieure du film. Cette étape comprend trois étapes clés : le dégraissage, le lavage à l'acide et le lavage à l'eau. La qualité du pré-traitement affecte directement la densité et l'adhérence du film d'oxyde, et est un élément indispensable du processus. 1. Dégraissage - Dégraissage alcalin : utiliser une solution mixte d'hydroxyde de sodium et de carbonate de sodium (concentration 5 % - 10%), trempage à 50 - 80 degrés pendant 10 - 20 minutes. Cette méthode convient aux pièces présentant de légères taches d’huile et est peu coûteuse et simple à utiliser. Dégraissage par ultrasons aux solvants organiques : en utilisant de l'acétone ou de l'éthanol comme milieu, le nettoyage par ultrasons pendant 5 - 10 minutes convient aux pièces présentant de lourdes taches d'huile ou des structures complexes. L'effet de cavitation des ultrasons peut pénétrer les micro-pores et les crevasses, améliorant ainsi l'efficacité du nettoyage. Titanium House a signalé qu'une entreprise de composants aérospatiaux a optimisé les paramètres de dégraissage par ultrasons, augmentant le taux de conformité du nettoyage des pièces à structure complexe à 98 %. 2. Lavage à l'acide - Utilisez une solution acide mixte d'acide fluorhydrique et d'acide nitrique (rapport de volume d'environ 1 : 3 - 1 : 5) à température ambiante pendant 1 - 5 minutes. L'acide fluorhydrique peut dissoudre rapidement les calamines d'oxyde sur la surface, tandis que l'acide nitrique inhibe la corrosion excessive de la base par la solution acide jusqu'à ce que la surface de la pièce présente un éclat métallique gris argenté uniforme. Le temps de lavage à l'acide doit être strictement contrôlé pour éviter une rugosité de surface accrue due à une corrosion excessive. La stabilité du processus de lavage acide est cruciale pour l’uniformité de la couche de film. Un fabricant d'équipements chimiques a réduit le taux de défauts de lavage à l'acide à moins de 0,5 % en introduisant un système de surveillance de la concentration en ligne.. 3. Lavage à l'eau - Après le dégraissage et le lavage à l'acide, rincer successivement à l'eau du robinet et à l'eau déminéralisée pour éviter la contamination de l'électrolyte suivant par des produits chimiques résiduels. Un lavage à l’eau inadéquat peut entraîner une formation inégale du film ou des défauts dans la couche du film. Nous avons amélioré l'efficacité du lavage à l'eau en adoptant une technologie de rinçage à contre-courant à plusieurs étages-à contre-courant-, augmentant l'efficacité de 30 % tout en réduisant la consommation d'eau.
II. Oxydation anodique : Le processus de revêtement central de l'oxydation anodique permet un contrôle précis de l'épaisseur, de la couleur et des performances de la couche de revêtement en régulant la composition de l'électrolyte et les paramètres du processus. Cette étape se compose de trois parties : le serrage et la connexion du circuit, la sélection de l'électrolyte et le contrôle des paramètres du processus. Le contrôle raffiné du processus d'oxydation anodique est la clé pour améliorer les performances de la couche de revêtement.. 1. Serrage et connexion du circuit : la pièce en alliage de titane nettoyée est utilisée comme anode, et des plaques d'acier inoxydable ou des plaques de graphite (avec une surface cathodique généralement 1,5 à 2 fois celle de l'anode) sont sélectionnées comme cathode. Les deux électrodes sont placées parallèlement avec un espacement de 10 à 30 centimètres. Une méthode de serrage raisonnable garantit une répartition uniforme du courant et évite une surchauffe locale ou un revêtement inégal. Un fabricant de composants automobiles a optimisé la conception du dispositif de serrage, augmentant l'uniformité de la densité de courant pour les grandes pièces à plus de 95 %. 2. Sélection de l'électrolyte : en fonction des exigences de l'application, sélectionnez le type d'électrolyte : Type d'acide sulfurique : solution aqueuse d'acide sulfurique à 10 % à 20 %, qui forme une couche de revêtement rapide-sans couleur ni transparence, adaptée aux composants résistants à la corrosion-et isolants. Type d'acide oxalique : solution aqueuse d'acide oxalique de 2 % à 5 %, qui peut changer la couleur de la couche de revêtement (jaune doré → bleu → vert → violet) grâce à la régulation de tension, adaptée aux composants décoratifs ou aérospatiaux. Type d'acide phosphorique-chromique : la couche de revêtement a une excellente résistance à la corrosion et convient aux environnements difficiles tels que les industries marines et chimiques. Des ajustements mineurs de la composition de l'électrolyte peuvent affecter considérablement les performances de la couche de revêtement. Par exemple, un fabricant d'équipements océaniques a augmenté le temps de résistance à la corrosion au brouillard salin de la couche de revêtement à plus de 2 000 heures en ajoutant des traces d'éléments de terres rares à l'électrolyte phosphorique -acide de chrome . 3. Contrôle des paramètres de processus : Tension : réglable de 5 à 100 V. La basse tension (telle que 10 à 20 V) convient au revêtement en couche mince, tandis que la haute tension (telle que 60 à 100 V) peut augmenter l'épaisseur de la couche de revêtement mais nécessite d'éviter l'ablation. Température : 10 à 35 degrés. Une température excessive accélérera la dissolution de la couche de revêtement, tandis qu'une température trop basse entraînera une vitesse de revêtement lente et un revêtement irrégulier. Durée : 10 à 60 minutes. Un temps excessif est susceptible de provoquer une fissuration de la couche de revêtement et la croissance de l'épaisseur aura tendance à saturer. Densité de courant : 0,5 à 2A/dm². Une densité de courant excessive est susceptible de provoquer une surchauffe locale et une ablation, et il est nécessaire d'ajuster simultanément le contrôle de la température pour éviter l'ablation. Dans l'électrolyte d'acide oxalique, l'augmentation de la densité de courant de 1A/dm² à 1,5A/dm² peut augmenter le taux de croissance de la couche de revêtement de 40 %, mais il est nécessaire d'optimiser simultanément le contrôle de la température pour éviter l'ablation.
III. Post-traitement : amélioration des performances de la couche de film Le processus de post-traitement pour améliorer les performances de la couche de film consiste à remplir les pores du film d'oxyde pour améliorer la résistance à la corrosion et à l'usure, et éviter la décoloration de la couche de film. Cette étape comprend trois étapes : le lavage à l’eau, le traitement de scellement et le séchage. Le post-le traitement est le dernier obstacle pour améliorer les performances pratiques de la couche de film. 1. Une fois le processus d'oxydation terminé, rincez immédiatement la surface de la pièce avec de l'eau désionisée pour éliminer tout électrolyte résiduel et l'empêcher de provoquer la corrosion de la couche de film. 2. Traitement de scellement : immerger la pièce dans de l'eau déminéralisée à 90 -100 degrés pendant 10-20 minutes pour utiliser l'hydratation. réaction pour remplir les pores. Cette méthode est simple à mettre en œuvre et peu coûteuse. Étanchéité par solution saline : l'utilisation d'une solution d'étanchéité contenant du sel de nickel ou du sel de cobalt peut encore améliorer l'effet d'étanchéité et convient aux composants ayant des exigences élevées en matière de résistance à la corrosion. Un fabricant de composants électroniques a découvert grâce à des expériences comparatives que le traitement de scellement avec une solution saline peut réduire l'angle de contact de la couche de film en dessous de 15 degrés, améliorant considérablement l'hydrophilie et répondant aux exigences d'application spécifiques.. 3. Séchage : placez la pièce scellée dans un four à 60-80 degrés pour un séchage pendant 10-15 minutes, ou laissez-la sécher naturellement à température ambiante. Il est nécessaire d'éviter que l'humidité résiduelle fasse jaunir la couche de film et d'éviter que les températures élevées ne provoquent une fissuration sous contrainte de la couche de film. Un fabricant d'instruments de précision a réduit le taux de fissuration de la couche de film à moins de 0,1 % en adoptant un processus de séchage par gradient à basse température. Conclusion : Le processus d'anodisation de l'alliage de titane peut améliorer considérablement les performances de surface du matériau grâce à un prétraitement systématique, un contrôle précis de l'anodisation et un post-traitement scientifique, répondant aux exigences d'application de différents domaines. Dans la production réelle, les paramètres du processus doivent être optimisés en fonction du matériau, de la forme et de l'environnement d'utilisation de la pièce pour garantir une qualité de couche de film stable et fiable. Avec les progrès de la science des matériaux et de la technologie électrochimique, le processus d'anodisation des alliages de titane évoluera vers une plus grande précision, des coûts inférieurs et un plus grand respect de l'environnement, offrant ainsi un support technique plus solide au domaine de la fabrication haut de gamme.