Hastes de titâniosão amplamente utilizados na indústria química, em equipamentos médicos, em produtos eletrônicos-de consumo sofisticado e em peças estruturais resistentes a altas-temperaturas devido à sua excelente resistência específica e biocompatibilidade. No entanto, após forjamento convencional, tratamento térmico e usinagem mecânica, suas superfícies produzirão inevitavelmente camadas densas de óxido, filmes de nitreto e contaminantes residuais. Embora essas camadas superficiais espontâneas forneçam efeitos protetores fracos, elas são propensas a causar textura superficial irregular, desvio dimensional e baixa estabilidade na soldagem, anodização e usinagem de precisão subsequentes. Em casos graves, óxidos residuais e microdefeitos reduzirão bastante a-resistência à corrosão a longo prazo dos substratos de titânio. Portanto, um sistema de tratamento de superfície completo e padronizado é essencial para remover camadas inválidas da superfície, unificar os estados da superfície e melhorar significativamente o desempenho geral-anticorrosivo das hastes de titânio.
Todo o processo de tratamento segue uma lógica técnica progressiva de remoção de defeitos, nivelamento de superfícies e desempenho de reforço, incluindo principalmente pré-tratamento mecânico, decapagem química, abrilhantamento de precisão, alívio de tensões e passivação, bem como modificação funcional opcional.
O pré-tratamento mecânico é a base indispensável de todo o processo.
O torneamento e o desbaste são adotados para remover a pele preta forjada, incrustações de óxido e microfissuras, enquanto calibra a circularidade e a retilineidade das hastes de titânio. Considerando a baixa condutividade térmica e a tendência de endurecimento-das ligas de titânio, baixa velocidade linear, grande taxa de avanço e resfriamento suficiente são necessários durante o corte para evitar queimaduras na superfície. Com base nisso, o jato de areia ou o shot peening podem eliminar óxidos teimosos de processamento-a quente e formar uma superfície micro{4}}rugosa uniforme, o que melhora efetivamente a força de adesão dos revestimentos subsequentes. É fundamental remover completamente as partículas abrasivas incrustadas após o jateamento para evitar contaminação externa.
Como procedimento principal, a decapagem química determina a qualidade da superfície final e a segurança das hastes de titânio.
O sistema de decapagem convencional adota uma mistura de ácido nítrico e ácido fluorídrico, com uma proporção convencional de 30% a 50% de ácido nítrico e 3% a 8% de ácido fluorídrico. O ácido fluorídrico dissolve rapidamente o óxido de titânio e realiza micro{5}}decapagem no substrato, enquanto o ácido nítrico inibe a corrosão excessiva e promove a regeneração de filmes passivos. A temperatura da reação é controlada entre 20 e 40 graus e o tempo de processamento varia de dezenas de segundos a vários minutos até que uma superfície metálica cinza prateada uniforme apareça. Após a decapagem, é necessário um enxágue completo com água deionizada e neutralização alcalina para eliminar o ácido residual. Para componentes de alta-carga, o recozimento por desidrogenação a vácuo a 650–750 graus é necessário para evitar riscos de fragilização por hidrogênio.
O tratamento clareador é personalizado de acordo com os padrões de precisão do produto.
O polimento de semi{0}}acabamento remove pequenas irregularidades da superfície para atingir Ra 1,6–3,2 μm, fornecendo uma base consistente para acabamento. O polimento mecânico espelhado de alta-precisão pode alcançar superfícies ultra{5}}lisas abaixo de Ra 0,2 μm, adequadas para acessórios-de relógios de alta qualidade e peças estruturais de precisão. Diferente do processamento mecânico, o polimento eletrolítico não produz camada de endurecimento-ou tensão de tração residual, proporcionando superfícies uniformes e-livres de marcas-de fluxo, que é o processo ideal para implantes médicos de titânio, como pinos ósseos e componentes dentários.
A passivação e o recozimento brilhante são etapas fundamentais para aumentar a resistência à corrosão e a estabilidade dimensional.
O recozimento brilhante sob vácuo ou proteção com argônio elimina a tensão residual da usinagem, mantendo o brilho metálico original e restaurando a plasticidade do material. A passivação química usando solução diluída de ácido nítrico gera um filme denso de dióxido de titânio em escala nano-na superfície, reparando defeitos microscópicos formados em processos anteriores e melhorando significativamente a resistência à corrosão por ácido, cloreto e névoa salina.
Para cenários de aplicação especializados, estão disponíveis tratamentos auxiliares de fortalecimento.
A anodização pode formar filmes de óxido controláveis com cores decorativas e melhor dureza superficial, mantendo a biocompatibilidade do titânio. A pulverização funcional de revestimentos de PTFE, cerâmica ou DLC aumenta efetivamente a resistência ao desgaste, a estabilidade-de altas temperaturas e o desempenho de isolamento das hastes industriais de titânio.
Na produção real, as combinações de processos são formuladas de acordo com os requisitos do serviço. As hastes industriais comuns de titânio adotam pré-tratamento, decapagem e passivação; os produtos-de grau médico aplicam decapagem controlada-com hidrogênio, polimento eletrolítico e recozimento a vácuo; peças de consumo-de alta qualidade usam polimento espelhado e anodização colorida; Componentes-resistentes ao desgaste e a altas-temperaturas exigem rugosidade com jato de areia e revestimento cerâmico. Somente controlando rigorosamente todos os-parâmetros do processo e a limpeza é que as hastes de titânio podem atingir estados de superfície-livres de óxidos, de poluição-livres e de alta-resistência à corrosão-, proporcionando total desempenho ao desempenho superior dos materiais de liga de titânio.
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