Der Sandstrahlprozess von Titan und Titanlegierungsmaterialien ist eine wichtige Oberflächenbehandlungstechnologie, deren Zweck darin besteht, die Oxidschicht und Schadstoffe auf der Oberfläche zu entfernen, die Oberflächenrauheit des Substrats zu verbessern, die Haftung der Beschichtung zu verbessern, oder um der Oberfläche spezifische physikalisch-chemische Eigenschaften zu verleihen, die mechanischen Eigenschaften des Materials und andere Aspekte zu verbessern.
Beim Sandstrahlen wird ein abrasiver Hochgeschwindigkeitsstrahl mit Druckluft oder Wasser auf die Oberfläche einer Titanlegierung gesprüht, um die Oberfläche von Oxidschichten, Schmutz und Verunreinigungen zu entfernen und so die Oberflächenrauheit und Haftung zu verbessern. Dieses Verfahren wird häufig bei der Oberflächenbehandlung von Titanguss- und -schmiedeteilen verwendet, um den Hafteffekt bei der anschließenden Bearbeitung oder Beschichtung sicherzustellen.
Das Strahlen dient nicht nur der Reinigung und Aufrauung der Oberfläche, sondern auch der Verbesserung der Mikrostruktur des Materials durch Anpassung der Parameter. Beispielsweise kann die Korngröße von Titanlegierungen durch Strahlen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 2 Millimetern auf etwa 44 Nanometer reduziert werden, was ihre Ermüdungstoleranz und Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsrisse erhöht. Darüber hinaus kann die Nassstrahltechnologie in Kombination mit Ultraschallvibrationen die Lebensdauer der Strahlmittel verlängern, die lokale Streckgrenze erhöhen und gleichzeitig die Oberflächenrauheit verringern.
Kugelstrahlen hat ein breites Anwendungsspektrum in medizinischen Implantaten, der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen. Beispielsweise kann Sandstrahlen auf Implantatoberflächen die Oberfläche vergrößern, die Zelladhäsion und -proliferation fördern und die Osseointegration verbessern. Beim integrierten Formen von Verbundwerkstoffen und Titanlegierungen kann durch Sandstrahlen die Scherfestigkeit deutlich verbessert werden, was der Verbindung zwischen Verbundwerkstoffen und Titanlegierungen förderlich ist.
Sandstrahlverfahren
1. Trockensandstrahlverfahren: – Trockensandstrahlen ist das gebräuchlichste Sandstrahlverfahren, bei dem Druckluft als Energiequelle genutzt wird, um abrasive Materialien (wie Quarzsand, Diamantsand, Eisensand usw.) auf die Oberfläche des Werkstücks zu strahlen zum Zweck des Reinigens, Entgratens, Erhöhens der Oberflächenrauheit usw. Je nach den verschiedenen Teilen werden unterschiedliche Körnungen ausgewählt, um den unterschiedlichen Anforderungen des Werkstücks gerecht zu werden. - Wählen Sie je nach den verschiedenen Teilen Schleifmittel mit unterschiedlicher Partikelgröße und unterschiedlichem Druckluftdruck. Beispielsweise können für größere Stahlteile mit einer Dicke von mehr als 3 mm 2,{5},5 mm Quarzsand und ein Druckluftdruck von 0,3~0,5 MPa verwendet werden.
2. Nassstrahlverfahren: - Nassstrahlen ähnelt dem Trockenstrahlen, jedoch wird dem Strahlmittel Wasser zugesetzt, um eine Aufschlämmung zu bilden, die die Staubverschmutzung reduziert und die Oberflächentemperatur des Werkstücks senkt. Nasssandstrahlen wird oft dann eingesetzt, wenn ein hohes Maß an Umweltsauberkeit erforderlich ist.
3. Kugelstrahlen: – Kugelstrahlen ähnelt dem Sandstrahlen, verwendet jedoch ein kugelförmiges Strahlmittel (z. B. Stahl- oder Glaskugeln) anstelle eines sandigen Strahlmittels. Durch Kugelstrahlen können Druckspannungen erzeugt, die Ermüdungsfestigkeit der Teile und die Beständigkeit gegen Spannungskorrosion verbessert werden, was häufig bei der Oberflächenbehandlung von Präzisionsteilen eingesetzt wird.
4. Siphonstrahlen: - Beim Siphonstrahlen wird das Strahlmittel über ein Siphonrohr in den Luftstrom gesaugt und dient der Oberflächenvorbereitung kleiner, komplex geformter Teile.
5. Druckstrahlen: - Beim Druckstrahlen wird das Strahlmittel in einem unter Druck stehenden Behälter mit hoher Geschwindigkeit herausgedrückt. Es eignet sich für die Oberflächenbehandlung großer Flächen mit hoher Effizienz, stellt aber auch höhere Anforderungen an die Ausrüstung.
6. Nassstrahlen: - Nassstrahlen kombiniert Wasser mit abrasivem Material, um Staub zu reduzieren und die Oberfläche zu reinigen. Es eignet sich für Anwendungen, bei denen Umweltsauberkeit erforderlich ist.
7. Perlenstrahlen: - Beim Perlenstrahlen werden Glasperlen zum sanften Reinigen und Polieren von Oberflächen verwendet. Es eignet sich für feine Oberflächen wie Schmuck und Präzisionsinstrumente.
8. Trockeneisstrahlen: - Die Reinigung mit Trockeneispellets hinterlässt keine Rückstände und eignet sich für Anwendungen, die eine rückstandsfreie Reinigung erfordern, wie z. B. Lebensmittelverarbeitungsgeräte. Die Wahl des Strahlverfahrens hängt von der Art des zu behandelnden Materials, der Beschaffenheit der Oberfläche, dem Zweck des Verfahrens und den Umweltanforderungen ab. Jedes Strahlverfahren hat seine eigenen, einzigartigen Anwendungsszenarien und Vorteile, und die richtige Wahl des Strahlverfahrens kann die Effizienz und Qualität der Oberflächenbehandlung erheblich verbessern.
