匠性表面处理
钛应用于物顶、大夏的外壁等建材,眼睛、手表和垂饰等装饰品,这些用途都是利用了钛的优良的耐蚀性,但另外还要求表面的鲜艳性、光泽性和时髦感等意匠性加工。
(一)表面精加工
1.研磨
2.退火加酸洗—表面失泽/灰色
3.真空退火+酸洗---表面有光泽/深灰色
4.喷丸(50-500um玻璃珠)----表面显犁皮状
5.密条纹加工:150—240#的砂带研磨,使其具有长而连续的研磨条纹的加工方法。
6.花纹压印加工(凹凸加工)----加工表面有凹凸的浮雕图案。(经化学刻蚀或机械雕制图案的压花扎制的方法。
7.化学刻蚀---图案
(二)镜面精加工—钛是镜面精加工较难的材料。
1.软带抛光:加工表面有硬化层、效率低、液:氧化铝+水+KOH、聚氨酯带
2.化学抛光:影响因素:温度、时间和抛光液。
3.电解抛光:无水有机电解液对钛有较好的电抛光作用。
(三)着色
钛表面本来为银白色,为了提高其意匠性,可进行着色处理。
1.大气氧化法:是在电炉等在大气中加热的方法,钛表面生成氧化膜的反射光和通过氧化膜内部,在氧化膜和钛界面反射的内部反射光发生光的干涉作用而显色。成本低,着色均匀性、再现性差,不适用于装饰品。
色度:时间:5min。300℃不变
350℃金属色550紫色750赤紫
微黄600兰紫800光泽灰色
淡黄650天蓝850亮灰色
500淡褐700黄绿
2.阳极氧化法
是利用电解作用使金属表面形成氧化膜过程。钛和氧的亲和性高,在特定的电解液中电解时,随着工艺条件的变化可获得各种颜色膜层。阳极氧化着色又称电解着色。钛在含氧介质中阳极电解时,在阳极发生氧化反应,钛和氧结合形成钛的氧化膜。钛阳极氧化着色原理是由于氧化膜表面的反射光与氧化膜-钛界面的内部反射光,发生光的干涉作用而显色。钛的阳极氧化着色是电压依赖性的,在不同电压下电解时可生成不同厚度的氧化膜,由于光的干涉作用而显现出不同的颜色。钛的氧化膜强度较高,化学稳定性好,色彩鲜艳,颜色均匀,工艺简单,成本低,有较高的装饰和使用价值。在工业上已用于建筑装饰材料和各种工艺品的着色。
为了改善口腔修复体的美观,美国学者Wang(1995)进行了对钛的阳极氧化着色进行了初步研究。在0.1MH2SO4电解液中,在10v、15v、25v的电解电压下,钛表面分别出现金黄色、浅蓝色和蓝色的色调变化。采用10v电压,对3个单位的钛制固定桥进行着色试验得到同样的金黄色外观。认为阳极氧化着色法可用于钛义齿表面着色。其着色工艺和在口腔环境下的腐蚀性和颜色稳定性还有待于进一步研究。
3.氮化法(CVDPVDPCVD离子注入法)(钛的氮化物为金黄色)。
采用辉光放电等离子体渗氮、物理化学气相沉积、多弧离子镀、氮离子注入和激光束氮化等现代表面改性与化学热处理技术,都可在钛表面形成一层金黄色TiN结构,从而达到表面改性强化的目的。
钛义齿部件经氮化处理后,表面金黄色的氮化层,可改善义齿的美学效果,提高义齿的耐磨、耐蚀等理化性能,但技术复杂,设备昂贵,钛义齿的加工成本也将更高,表面氮化处理用于钛义齿的着色与改性,目前,要达到临床实用化还存在困难。
(来源:钢铁产业)