材料特性:非常高的强度、重量比优良的抗腐蚀性、难以进行冷加工、良好的可焊接性、大约比钢轻40%,比铝重60%、低导电性、低热胀率、高熔点。
典型用途: 高尔夫球杆、网球拍、便携式电脑、照相机、行李箱、***植入物、飞行器骨架、化学用具以及海事装备等。另外,钛也被用作纸张、绘画以及塑料等所需的白色颜料。
利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的技术来改变零件表面的状况和性质,使之与心部材料作优化组合,以达到预定性能要求的工艺方法,称为表面处理工艺。
表面处理的作用:提高表面耐蚀性和耐磨性,减缓、消除和修复材料表面的变化及损伤;使普通材料获得具有特殊功能的表面;节约能源、降低成本、改善环境。
发黑:
钢材或钢件在空气-水蒸气或化学中加热到适当温度使其表面形成一层蓝色或黑色氧化膜的工艺。也成为发蓝。
磷化:
工件(钢铁或铝、锌件)浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程,称之为磷化。
主要是指铝及铝合金的阳极氧化。阳极氧化是将铝或铝合金制件浸沉于酸性电解液中,在外电流作用下作为阳极,在制件表面上形成与基体牢固结合的防蚀氧化膜层。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。
阳极氧化前要经过抛光、除油、清洗等预处理,其后要进行冲洗、着色和封闭等处理。
应用:常用于汽车、飞机的某些特殊部件的防护处理以及工艺品和日用五金制品的装饰性处理。
19世纪工业革命以来,为了适应耐磨耐高温、耐酸碱腐蚀和高强度、高硬度等特殊要求,人们需要不断开发各种特殊合金材料以满足需求,然而这些合金材料往往成本高昂,而且多数情况下,难以同时满足整体和表面的性能要求。金属材料服役时不可避免的与环境相接处,而与环境真正接触的是金属表面,如各种机械零件和工程构件,甚至体内植入材料等。当金属表面发生***或失效,将严重影响其服役效果和使用寿命。1983年英格兰伯明翰大学汤·贝尔提出表面工程的概念,利用量材料对金属基体表面进行改性处理,使金属表面得到保护和强化,解决单一材料无法解决的问题,从而大大提高产品的使用寿命和可靠性。
沉积膜层主要指依靠电能、动能或热能,将成膜原子、分子或离子输送至基体表面,进而发生凝聚形成的膜层。一般而言,形成的涂层化学成分多样,可以根据需求和应用不同选择无机或有机成分甚至金属涂层。由于加工方法的多样性和差异性,形成的沉积膜层与基体的结合强度变化也很大。目前形成沉积膜层的方法主要包括喷涂(spraying)、气相沉积(vapor deition)、溶胶-凝胶法(sol-gel)以及仿生沉积(biomimetic)等。
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