Em altas temperaturas, o titânio tende a reagir com elementos presentes no ar, como O, H, N, e elementos nos materiais incorporados, como Si, Al, Mg. Esta reação forma uma camada de contaminação superficial da peça fundida, deteriorando suas propriedades. Isto pode resultar em aumento da dureza, redução da elasticidade e aumento da fragilidade.
Devido à sua baixa densidade, o líquido do titânio tem baixa inércia durante o fluxo, levando a baixa fluidez e baixa taxa de fundição. A diferença substancial de temperatura (cerca de 300 graus) entre a temperatura de fundição e a temperatura do molde causa um resfriamento rápido durante a fundição. Fundidas em um ambiente protetor, as peças fundidas de titânio inevitavelmente apresentam defeitos como poros em sua superfície e no interior, impactando significativamente a qualidade da peça fundida.
Consequentemente, o tratamento de superfície para peças fundidas de titânio é mais crítico em comparação com outras ligas. Devido às propriedades únicas do titânio, como baixa condutividade térmica, dureza superficial, baixa elasticidade, alta viscosidade, baixa condutividade elétrica e suscetibilidade à oxidação, o tratamento de superfície apresenta desafios significativos. Os métodos convencionais de tratamento de superfície podem não atingir os efeitos desejados, exigindo métodos de processamento e abordagens operacionais especiais.
Métodos de limpeza
Jato de areia
Para peças fundidas de titânio, geralmente é preferível um tratamento de jato de areia grosso. A pressão de detonação é geralmente controlada abaixo de 00,45 MPa. A pressão excessiva de jateamento pode causar faíscas intensas quando as partículas de areia impactam a superfície do titânio, levando ao aumento da temperatura e à potencial reação com a superfície do titânio, resultando em poluição secundária e afetando a qualidade da superfície.
Lavagem ácida
A lavagem ácida é capaz de remover rápida e completamente a camada de reação superficial sem introduzir contaminação de outros elementos na superfície.
Moagem e Polimento
Moagem Mecânica
A alta reatividade química, a baixa condutividade térmica e a alta viscosidade do titânio resultam em baixa eficiência de retificação e corte durante a retificação mecânica. Abrasivos regulares são inadequados para lixamento e polimento de titânio. É melhor usar superabrasivos altamente condutores térmicos, como o diamante. A velocidade da linha de polimento geralmente varia de 900 a 1800m/min para evitar queimaduras e microfissuras em superfícies de titânio.
Moagem ultrassônica
A vibração ultrassônica causa relativa
movimento entre os grãos abrasivos e a superfície
ser polido ou lixado, facilitando o lixamento e
processo de polimento.
Moagem de compostos mecânicos eletroquímicos
Este método emprega abrasivos condutores juntamente com aplicação de eletrólito e tensão entre o abrasivo e a superfície. Através de ação mecânica e eletroquímica combinada, reduz a rugosidade superficial e aumenta o brilho da superfície.
Moagem de barril
Utiliza a força centrífuga gerada pela rotação e revolução de um cilindro de moagem, permitindo o atrito entre o conteúdo do cilindro e os abrasivos para reduzir a rugosidade da superfície. Este método é automatizado e eficiente, mas apenas reduz a rugosidade da superfície e não melhora o brilho da superfície.
Polimento Químico
Alcança nivelamento e polimento através de reações de oxidação-redução de metais em meio químico. O polimento químico não depende da dureza do metal, da área polida ou do formato estrutural. Não requer equipamentos complexos e é simples de operar.
