Ad alte temperature, il titanio tende a reagire con gli elementi presenti nell'aria come O, H, N ed elementi nei materiali incorporati come Si, Al, Mg. Questa reazione forma uno strato di contaminazione superficiale sul pezzo fuso, deteriorandone le proprietà. Ciò può comportare una maggiore durezza, una ridotta elasticità e una maggiore fragilità.
A causa della sua bassa densità, il liquido di titanio ha una bassa inerzia durante il flusso, con conseguente scarsa fluidità e bassa velocità di colata. La sostanziale differenza di temperatura (circa 300 gradi) tra la temperatura di colata e la temperatura dello stampo provoca un rapido raffreddamento durante la colata. Fusioni in un ambiente protettivo, i getti di titanio presentano inevitabilmente difetti come pori sulla superficie e all'interno, che influiscono in modo significativo sulla qualità del getto.
Di conseguenza, il trattamento superficiale delle fusioni in titanio è più critico rispetto ad altre leghe. A causa delle proprietà uniche del titanio, quali bassa conduttività termica, durezza superficiale, bassa elasticità, elevata viscosità, bassa conduttività elettrica e suscettibilità all'ossidazione, il trattamento superficiale pone sfide significative. I metodi convenzionali di trattamento superficiale potrebbero non ottenere gli effetti desiderati, richiedendo metodi di lavorazione e approcci operativi speciali.
Metodi di pulizia
Sabbiatura
Per le fusioni in titanio è solitamente preferibile un trattamento di sabbiatura grossolana. La pressione di sabbiatura è generalmente controllata al di sotto di 0,45 MPa. Una pressione di sabbiatura eccessiva può causare scintille intense quando le particelle di sabbia colpiscono la superficie del titanio, portando ad un aumento della temperatura e ad una potenziale reazione con la superficie del titanio, con conseguente inquinamento secondario e compromissione della qualità della superficie.
Lavaggio acido
Il lavaggio acido è in grado di rimuovere rapidamente e completamente lo strato superficiale di reazione senza introdurre contaminazione da altri elementi sulla superficie.
Smerigliatura e lucidatura
Rettifica meccanica
L'elevata reattività chimica del titanio, la bassa conduttività termica e l'elevata viscosità determinano una bassa efficienza di macinazione e taglio durante la macinazione meccanica. Gli abrasivi normali non sono adatti per la molatura e la lucidatura del titanio. È meglio utilizzare superabrasivi altamente termicamente conduttivi come il diamante. La velocità della linea di lucidatura varia generalmente da 900 a 1800 m/min per evitare bruciature da molatura e microfessurazioni sulle superfici in titanio.
Rettifica ad ultrasuoni
La vibrazione ultrasonica causa un parente
movimento tra i grani abrasivi e la superficie
essere lucidato o macinato, facilitando la macinazione e
processo di lucidatura.
Rettifica elettrochimica meccanica di composti
Questo metodo utilizza abrasivi conduttivi insieme all'elettrolita e all'applicazione di tensione tra l'abrasivo e la superficie. Attraverso l'azione combinata meccanica ed elettrochimica, riduce la ruvidità superficiale e migliora la brillantezza superficiale.
Rettifica delle botti
Utilizza la forza centrifuga generata dalla rotazione e rivoluzione di un cilindro di macinazione, consentendo l'attrito tra il contenuto del cilindro e gli abrasivi per ridurre la ruvidità della superficie. Questo metodo è automatizzato ed efficiente ma riduce solo la ruvidità della superficie e non migliora la lucentezza della superficie.
Lucidatura chimica
Raggiunge il livellamento e la lucidatura attraverso reazioni di ossido-riduzione dei metalli in un mezzo chimico. La lucidatura chimica non dipende dalla durezza del metallo, dall'area lucidata o dalla forma strutturale. Non richiede attrezzature complesse ed è semplice da utilizzare.
