ניקוי חמצון וכבישה של סגסוגות טיטניום

סגסוגות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב בתעשיות שונות בשל תכונותיהן המצוינות כגון משקל קל, חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה ותאימות ביולוגית. עם זאת, סגסוגות אלו רגישות ביותר לחמצן, מה שעלול להוביל לזיהום פני השטח ולפגיעה בביצועים. לכן, יש להסיר חמצן על פני סגסוגת טיטניום באמצעות תהליכי ניקוי חמצון וכבישה.

דה חמצון הוא תהליך של הסרת חמצן מפני השטח של סגסוגות טיטניום. זה נעשה בדרך כלל על ידי חימום החומר בוואקום או באווירת גז אינרטי כמו ארגון. במהלך תהליך החימום, חמצן מגיב עם חומר הסגסוגת ליצירת תחמוצות, אשר מוסרות לאחר מכן על ידי אידוי. הטמפרטורה, הלחץ והזמן הנדרשים להתחמצנות תלויים בסוג הסגסוגת ובמצב פני השטח שלה.

טיפול פני השטח נדרש בעיקר במהלך הטיפול בחום ולאחריו להסרת קשקשת תחמוצת ומזהמים שונים על פני המתכת, הפחתת פעילות משטח המתכת החשופה, ומריחת שכבת הגנה וציפויים פונקציונליים שונים על פני הטיטניום וסגסוגותיו. טיפול פני השטח נדרש גם לפני ובמהלך תהליך הציפוי. ציפוי זה מוחל על מנת לשפר את תכונות משטח המתכת, כגון מניעת קורוזיה, חמצון ובלאי.

כבישה היא תהליך של שימוש בתמיסה חומצית להסרת זיהומים ותחמוצות מפני השטח של סגסוגות טיטניום. תמיסת החומצה המשמשת בדרך כלל לתהליך זה היא תערובת של חומצה הידרופלואורית (HF) וחומצה חנקתית (HNO3). חומצת HF ממיסה את שכבת התחמוצת, בעוד שחומצת HNO3 מסירה את כל הזיהומים שנותרו על פני השטח. תהליך הכבישה יכול להתבצע בטמפרטורת החדר או בטמפרטורה גבוהה.

תהליך הכבישה יכול לשמש גם לניקוי פני השטח של סגסוגות טיטניום לאחר פעולות ריתוך או עיבוד שבבי. ריתוך ועיבוד שבבי עלולים להשאיר משקעים ושאריות על משטחי החומר, מה שעלול להוביל לקורוזיה ולבעיות אחרות. כבישה מסירה משקעים אלה ומחזירה את פני הסגסוגת למצבו המקורי.

תנאי הכבישה של טיטניום וסגסוגותיו נקבעים לפי סוג (מאפיינים) של שכבת התחמוצת ושכבת התגובה הקיימת, וסוג שכבה זו מושפע מתהליך החימום בטמפרטורה גבוהה ומהעלייה בטמפרטורת העיבוד (כגון פרזול, יציקה, ריתוך וכו'). רק שכבת תחמוצת דקה נוצרת בטמפרטורת עיבוד נמוכה יותר או בטמפרטורת חימום גבוהה של כ-600X ומטה. בתנאי טמפרטורה גבוהים, נוצר אזור דיפוזיה עשיר בחמצן ליד שכבת תחמוצת מסוימת, שגם היא חייבת להיפלט על ידי חומצה. בנוסף לשכבת דיפוזיה עשירה בחמצן זו. ניתן להשתמש בשיטות שונות להסרת אבנית: שיטות מכניות להסרת שכבות תחמוצת עבות ושכבות משטח קשות, הסרת אבנית באמבטיות מלח מותך וכבישה בתמיסות חומצה להסרת אבנית.

בקיצור, ניקוי חמצון וכבישה הם תהליכים חיוניים בייצור ותחזוקה של סגסוגות טיטניום. תהליכים אלו מבטיחים כי פני החומר נקיים משכבות זיהום וחמצון, תוך שמירה על ביצועיו המצוינים. יישום נכון של תהליכים אלה יכול להאריך את חיי השירות של סגסוגות טיטניום ולהבטיח ביצועים אמינים במגוון יישומים.