क्या सतही उपचार से धातु 3डी मुद्रित भागों के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार हो सकता है?

一, सतह उपचार प्रौद्योगिकी का मुख्य भाग
सतह की स्थिति का सीधा प्रभाव इस बात पर पड़ता है कि धातु की 3डी मुद्रित वस्तुएं कितनी अच्छी तरह संक्षारण का प्रतिरोध करती हैं। सतह का खुरदरापन, छोटी-छोटी खामियाँ और संरचनागत पृथक्करण क्लोराइड आयनों और अम्लीय गैसों जैसे संक्षारक पदार्थों के प्रवेश को गति देते हैं। दूसरी ओर, सतह उपचार विधियाँ निम्नलिखित कार्य करके सामग्रियों को संक्षारण के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाती हैं:
दोष हटाना: बिना पिघले पाउडर के कणों और पिघले हुए पूल के ओवरलैपिंग निशानों सहित सतह की खामियों से छुटकारा पाएं, और संक्षारक मीडिया को चिपकना कठिन बना दें। उदाहरण के लिए, रासायनिक पॉलिशिंग, सतह के उभारों को चुनिंदा रूप से घोलकर 70 माइक्रोन मोटी चिपचिपी परत से छुटकारा दिला सकती है। इससे गड्ढे में जंग लगने की संभावना बहुत कम हो जाती है।
माइक्रोस्ट्रक्चर को अनुकूलित करने का अर्थ है अनाज के आकार को बदलना और गर्मी उपचार या सतह संशोधन विधियों का उपयोग करके घटक पृथक्करण से छुटकारा पाना। उदाहरण के लिए, गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (HIP) किसी सामग्री के घनत्व को लगभग 100% बना सकता है, आंतरिक छिद्रों से छुटकारा दिला सकता है, और संक्षारक मीडिया के लिए प्रवेश करना कठिन बना सकता है।
धातु सब्सट्रेट को संक्षारक माध्यम से बचाने के लिए, सतह पर एक मोटी ऑक्साइड फिल्म, मिश्र धातु की परत या कोटिंग बनाएं। उदाहरण के लिए, एनोडाइजिंग एक अल ₂ O3 कोटिंग बना सकता है जो एल्यूमीनियम मिश्र धातु की सतह पर 5 से 20 μ मीटर मोटी है। यह उन्हें नमक स्प्रे संक्षारण के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है।
2, सबसे आम सतह उपचार दृष्टिकोण और यह कैसे संक्षारण से बचाने में मदद करता है
1. रसायनों से बफ़िंग और बिजली से बफ़िंग
रासायनिक पॉलिशिंग: सतह पर मौजूद धक्कों को चुनिंदा रूप से घोलने के लिए शक्तिशाली ऑक्सीकरण एसिड समाधान (जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड और नाइट्रिक एसिड) का उपयोग करके, इसे उप-{0}}माइक्रोन स्तर पर चिकना बना दिया जाता है। रासायनिक पॉलिशिंग के बाद, 3डी मुद्रित टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह का खुरदरापन 6-12 माइक्रोमीटर से 0.2-1 माइक्रोमीटर तक चला जाता है। 3.5% NaCl घोल में क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) 15 डिग्री तक बढ़ जाता है, जो इसे पिटिंग जंग के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है।
इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग: नैनोस्केल स्मूथनेस प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियाओं का उपयोग करना और साथ ही एक पैसिवेशन फिल्म बनाना। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग ने 316L स्टेनलेस स्टील की सतह की खुरदरापन को 8 μm से 0.18 μm तक कम कर दिया और नकली शरीर के तरल पदार्थों में संक्षारण दर को 90% तक कम कर दिया, जो कि चिकित्सा प्रत्यारोपण को दीर्घकालिक उपयोग के लिए आवश्यक है।
2. सतह को बदलना और उसे गर्म करना
ताप उपचार आंतरिक तनाव से छुटकारा पाने और अनाज की संरचना में सुधार करने की प्रक्रिया है। एनीलिंग और शमन इसके दो उदाहरण हैं। उदाहरण के लिए, गर्मी उपचार के बाद, उच्च तापमान पर विमान इंजन टरबाइन ब्लेड की ऑक्सीकरण दर 50 डिग्री तक गिर जाती है, और उनकी सेवा जीवन 20% तक बढ़ जाती है।
सतह को नाइट्राइडिंग या कार्ब्युराइज़ करना: एक प्रसार परत बनाने के लिए नाइट्रोजन या कार्बन परमाणुओं को उच्च तापमान पर सतह में डालना जो बहुत कठोर और संक्षारण प्रतिरोधी है। उदाहरण के लिए, नाइट्राइडिंग के बाद, मोल्ड स्टील की सतह की कठोरता 1000-1200HV तक बढ़ जाती है, और यह 1000 घंटे से अधिक समय तक नमक स्प्रे जंग का विरोध कर सकती है।
3. कोटिंग के लिए प्रौद्योगिकी
भौतिक वाष्प जमाव (पीवीडी): चीजों को पहनने और संक्षारण के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाने के लिए टीआईएन और सीआरएन जैसी मजबूत कोटिंग लगाना। उदाहरण के लिए, पीवीडी कोटिंग के बाद, निकल आधारित मिश्र धातुओं की ऑक्सीकरण दर, जो 3डी मुद्रित थी, 650 डिग्री के उच्च तापमान पर 80% तक गिर जाती है।
रासायनिक चढ़ाना/इलेक्ट्रोप्लेटिंग: सतह की खामियों को भरने और एक सुरक्षात्मक फिल्म बनाने के लिए Ni{0}}P, Ni{1}}B, और अन्य मिश्र धातुओं की परतें डालना। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलेस निकल फॉस्फोरस मिश्र धातु, समुद्री जल में स्टेनलेस स्टील के संक्षारण वर्तमान घनत्व को 95% तक कम कर सकता है। इसका संक्षारण प्रतिरोध लगभग टाइटेनियम मिश्र धातु जितना ही अच्छा है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु जैसी हल्की धातुओं पर मोटी ऑक्साइड परतें बनाने के लिए एनोडाइजिंग अच्छा है। उदाहरण के लिए, कठोर एनोडाइजिंग के बाद, अंतरिक्ष यान के एल्यूमीनियम मिश्र धातु वाले हिस्से 5000 घंटे से अधिक समय तक नमक स्प्रे जंग का सामना कर सकते हैं और उनका पिघलने का तापमान 2320K होता है। यह बहुत उच्च पर्यावरण मानकों को पूरा करता है।
3, उद्योग डेटा और मामलों का उपयोग कैसे करता है इसके उदाहरण
एयरोस्पेस क्षेत्र में, GE एविएशन के LEAP इंजन टरबाइन ब्लेड सतह को चिकना बनाने के लिए 3D प्रिंटिंग और रासायनिक पॉलिशिंग का उपयोग करते हैं, जो 10 μm से 1 μm तक होता है, जिससे इंजन 8% अधिक वायुगतिकीय बन जाता है। साथ ही, एचआईपी उपचार आंतरिक छिद्रों से छुटकारा दिलाता है, जो उच्च तापमान थकान जीवन को 5000 से 12000 चक्र तक बढ़ा देता है।
चिकित्सा प्रत्यारोपण: इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग के बाद, जॉनसन एंड जॉनसन के 3डी - मुद्रित टाइटेनियम मिश्र धातु इंटरबॉडी फ्यूजन डिवाइस की सतह खुरदरापन 0.8 माइक्रोन है, स्टैफिलोकोकस ऑरियस आसंजन में 90% की कमी है, और 95% से अधिक की नैदानिक ​​सफलता दर है।
महासागर इंजीनियरिंग: सीएनओओसी द्वारा खारे पानी में बनाए गए 3डी मुद्रित निकल एल्यूमीनियम कांस्य वाल्व की संक्षारण दर लेजर क्लैडिंग और रासायनिक निकल चढ़ाना के बाद 0.5 मिमी/वर्ष से 0.05 मिमी/वर्ष हो गई। वाल्व की सेवा का जीवन भी 10 गुना बढ़ गया था।