عند درجات الحرارة المرتفعة، يكون التيتانيوم عرضة للتفاعل مع العناصر الموجودة في الهواء مثل O، H، N، والعناصر الموجودة في المواد المدمجة مثل Si، Al، Mg. يشكل هذا التفاعل طبقة تلوث سطحية على الصب، مما يؤدي إلى تدهور خصائصه. قد يؤدي ذلك إلى زيادة الصلابة وتقليل المرونة وزيادة الهشاشة.
بسبب كثافته المنخفضة، فإن سائل التيتانيوم لديه قصور ذاتي منخفض أثناء التدفق، مما يؤدي إلى ضعف السيولة وانخفاض معدل الصب. إن الفرق الكبير في درجة الحرارة (حوالي 300 درجة) بين درجة حرارة الصب ودرجة حرارة القالب يسبب التبريد السريع أثناء الصب. عند الصب في بيئة وقائية، فإن مصبوبات التيتانيوم بها حتماً عيوب مثل المسام الموجودة على سطحها وداخلها، مما يؤثر بشكل كبير على جودة الصب.
ونتيجة لذلك، تعد المعالجة السطحية لسبائك التيتانيوم أكثر أهمية مقارنة بالسبائك الأخرى. نظرًا لخصائص التيتانيوم الفريدة مثل الموصلية الحرارية المنخفضة، وصلابة السطح، والمرونة المنخفضة، واللزوجة العالية، والتوصيل الكهربائي المنخفض، والقابلية للأكسدة، فإن معالجة السطح تشكل تحديات كبيرة. قد لا تحقق طرق المعالجة السطحية التقليدية التأثيرات المرغوبة، مما يتطلب طرق معالجة خاصة وأساليب تشغيلية.
طرق التنظيف
السفع الرملي
بالنسبة لسبائك التيتانيوم، عادة ما يكون العلاج بالسفع الرملي الخشن هو الأفضل. يتم التحكم في ضغط التفجير بشكل عام تحت 0.45 ميجا باسكال. قد يتسبب ضغط التفجير المفرط في حدوث شرارات شديدة عندما تصطدم جزيئات الرمل بسطح التيتانيوم، مما يؤدي إلى زيادة درجة الحرارة والتفاعل المحتمل مع سطح التيتانيوم، مما يؤدي إلى تلوث ثانوي والتأثير على جودة السطح.
الغسيل الحمضي
الغسيل الحمضي قادر على إزالة طبقة التفاعل السطحية بسرعة وبشكل كامل دون إدخال التلوث من العناصر الأخرى إلى السطح.
طحن وتلميع
طحن ميكانيكي
يؤدي التفاعل الكيميائي العالي للتيتانيوم، والتوصيل الحراري المنخفض، واللزوجة العالية إلى انخفاض كفاءة الطحن والقطع أثناء الطحن الميكانيكي. المواد الكاشطة العادية غير مناسبة لطحن وتلميع التيتانيوم. من الأفضل استخدام مواد كاشطة فائقة التوصيل للحرارة مثل الماس. تتراوح سرعة خط التلميع عمومًا من 900 إلى 1800 م/دقيقة لمنع حروق طحن السطح والشقوق الصغيرة على أسطح التيتانيوم.
طحن بالموجات فوق الصوتية
الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية يسبب النسبي
الحركة بين الحبوب الكاشطة والسطح
يتم صقلها أو طحنها، مما يسهل عملية الطحن
عملية التلميع.
طحن المركبات الميكانيكية الكهروكيميائية
تستخدم هذه الطريقة مواد كاشطة موصلة إلى جانب تطبيق الإلكتروليت والجهد بين المادة الكاشطة والسطح. من خلال العمل الميكانيكي والكهروكيميائي المشترك، فإنه يقلل من خشونة السطح ويعزز لمعان السطح.
طحن برميل
يستخدم قوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران وثورة أسطوانة الطحن، مما يسمح بالاحتكاك بين محتويات البرميل والمواد الكاشطة لتقليل خشونة السطح. هذه الطريقة آلية وفعالة ولكنها تقلل فقط من خشونة السطح ولا تعزز لمعان السطح.
تلميع كيميائي
يحقق التسوية والتلميع من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال للمعادن في وسط كيميائي. لا يعتمد التلميع الكيميائي على صلابة المعدن أو المساحة المصقولة أو الشكل الهيكلي. لا يتطلب معدات معقدة وسهل التشغيل.
