Bei der Laseroberflächenbehandlung von Titanlegierungen wird ein hochenergetischer Laserstrahl verwendet, um die Materialoberfläche zu erhitzen und zu modifizieren. Durch die präzise Steuerung von Parametern wie Laserleistungsdichte, Scangeschwindigkeit und Pulsintervall kann diese Technik die Oberflächeneigenschaften erheblich verbessern, ohne das Materialvolumen zu verändern.
Prinzipien der Laser-Oberflächenbehandlung
Lokalisiertes Erhitzen und Schmelzen: Der Laserstrahl erzeugt in einem lokalen Bereich auf der Oberfläche der Titanlegierung hohe Temperaturen und schmilzt das Material schnell zu einer dünnen Schicht. Dieser Prozess wird typischerweise von einem Wärmeleitungs-Kühlmechanismus innerhalb des Materials begleitet.
Chemische Reaktionen und Legierungen: Bei hohen Temperaturen reagiert die Oberfläche der Titanlegierung mit Stickstoff unter Bildung von TiN- oder Ti2N-Phasen, wodurch die Oberflächenhärte und die Verschleißfestigkeit verbessert werden. Darüber hinaus kann die Zugabe anderer Elemente wie Al und Cr eine stabile Oxidschutzschicht bilden, wodurch die Korrosionsbeständigkeit und die Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen weiter verbessert werden.
Mikrostrukturelle Veränderungen: Die während der Laserbehandlung erzeugten Mikrohärten und Eigenspannungen nehmen mit zunehmender Laserleistungsdichte zu, was zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit des Materials beiträgt.
Einfluss auf die Antihafteigenschaften
Die Laser-Oberflächenbehandlungstechnologie kann die geringe Härte und Anfälligkeit für adhäsiven Verschleiß von Titanlegierungen wirksam überwinden. Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Die Laserbehandlung erhöht die Oberflächenhärte von Titanlegierungen deutlich und reduziert dadurch den Reibungskoeffizienten und die Verschleißrate. Beispielsweise verringert sich nach der Texturierung mit einem Femtosekundenlaser der Kontaktwinkel eines Flüssigkeitströpfchens auf der Oberfläche der Titanlegierung, was auf eine verbesserte Benetzbarkeit der Oberfläche hinweist, was zur Verringerung der Adhäsion beiträgt.
Verbesserung der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche: Beim Laserlegieren können auf der Oberfläche der Titanlegierung neue chemische Phasen entstehen, beispielsweise TiN oder Ti2N. Diese Phasen besitzen eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit und verbessern dadurch die allgemeinen Anti-{2}}Haftungseigenschaften.
Bilden eines Schutzfilms: Laserbeschichtungen können einen dichten Schutzfilm wie TiO2 oder Al2O3 bilden, der schädliche Substanzen von der äußeren Umgebung isoliert und adhäsiven Verschleiß verhindert.
Das Unternehmen verfügt über führende inländische Produktionslinien für die Titanverarbeitung, darunter:
Produktionslinie für importierte Präzisions-Titanrohre aus Deutschland (jährliche Produktionskapazität: 30.000 Tonnen);
Walzlinie für Titanfolie mit japanischer -Technologie (dünnste bis 6 μm);
Vollautomatische kontinuierliche Extrusionslinie für Titanstäbe;
Intelligentes Titan-Blech- und Band-Fertigwalzwerk;
Das MES-System ermöglicht die digitale Steuerung und Verwaltung des gesamten Produktionsprozesses und erreicht eine Produktmaßgenauigkeit von ±0,01 μm.
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