מוטות טיטניוםנמצאים בשימוש נרחב בתעשייה הכימית, ציוד רפואי,-אלקטרוניקה מתקדמת וחלקים מבניים עמידים-בטמפרטורה גבוהה, בשל החוזק הספציפי וההתאמה הביולוגית המעולה שלהם. עם זאת, לאחר חישול קונבנציונלי, טיפול בחום ועיבוד מכני, המשטחים שלהם יפיקו בהכרח שכבות תחמוצת צפופות, סרטי ניטריד ומזהמים שיוריים. למרות ששכבות פני השטח הספונטניות הללו מספקות השפעות הגנה חלשות, הן נוטות לגרום למרקם משטח לא אחיד, סטייה ממדית ויציבות ירודה בריתוך, אנודיזה ועיבוד שבבי מדויק. במקרים חמורים, שאריות תחמוצות ופגמים מיקרו יצמצמו מאוד את עמידות הקורוזיה לטווח הארוך של מצעי טיטניום. לכן, מערכת טיפול משטח שלמה וסטנדרטית חיונית להסרת שכבות לא חוקיות משטח, לאחד מצבי פני שטח ולשפר באופן משמעותי את הביצועים הכוללים נגד קורוזיה- של מוטות טיטניום.
כל תהליך הטיפול עוקב אחר היגיון טכני מתקדם של הסרת פגמים, יישור משטחים וחיזוק ביצועים, בעיקר כולל טיפול מקדים מכני, כבישה כימית, הבהרה מדויקת, הפגת מתח ופסיבציה, כמו גם שינוי פונקציונלי אופציונלי.
טיפול מקדים מכני הוא הבסיס ההכרחי של התהליך כולו.
סיבוב וטחינה גסה מאומצים להסרת עור שחור, אבנית תחמוצת ומיקרו-סדקים, תוך כיול העגלגלות והישרות של מוטות טיטניום. בהתחשב במוליכות התרמית הנמוכה ונטיית ההתקשות-של סגסוגות טיטניום, נדרשים מהירות ליניארית נמוכה, קצב הזנה גדול וקירור מספיק במהלך החיתוך כדי למנוע שריפת פני השטח. על בסיס זה, התזת חול או חיטוי יכול לחסל את תחמוצות העיבוד החמות- וליצור משטח מיקרו- מחוספס אחיד, המשפר למעשה את כוח ההדבקה של הציפויים הבאים. זה קריטי להסיר לחלוטין חלקיקים שוחקים משובצים לאחר התזת חול כדי למנוע זיהום זר.
כהליך הליבה, כבישה כימית קובעת את איכות פני השטח הסופית ובטיחותם של מוטות טיטניום.
מערכת הכבישה המרכזית מאמצת חומצה חנקתית מעורבת וחומצה הידרופלואורית, עם יחס קונבנציונלי של 30%-50% חומצה חנקתית ו-3%-8% חומצה הידרופלואורית. חומצה הידרופלואורית ממיסה במהירות תחמוצת טיטניום ומבצעת חריטה מיקרו- על המצע, בעוד חומצה חנקתית מעכבת קורוזיה מוגזמת ומעודדת את התחדשותם של סרטים פסיביים. טמפרטורת התגובה נשלטת על 20-40 מעלות, וזמן העיבוד נע בין עשרות שניות למספר דקות עד שמופיע משטח מתכתי אפור-כסף אחיד. לאחר הכבישה, נדרשת שטיפה יסודית במים דה-יונים וניטרול אלקליין כדי לסלק שאריות חומצה. עבור רכיבי עומס-גבוהים, חישול של דה-הידרוגנציה בוואקום ב-650-750 מעלות נחוץ כדי למנוע סיכונים להתפרקות מימן.
טיפול ההבהרה מותאם אישית לפי תקני דיוק המוצר.
ליטוש בגימור חצי- מסיר אי-אחידות זעירה במשטח כדי להגיע ל-Ra 1.6-3.2 מיקרומטר, מה שמספק בסיס עקבי לגימור. ליטוש מכני במראה-בדיוק גבוה יכול להשיג-משטחים חלקים במיוחד מתחת ל-Ra 0.2 מיקרומטר, מתאים לאביזרי שעונים-יוקרתיים וחלקי מבנה מדויקים. בשונה מעיבוד מכני, ליטוש אלקטרוליטי אינו מייצר שכבת התקשות- או מתח מתיחה שיורי, ומספק משטחים אחידים וללא סימן-זרימה, שהוא התהליך האופטימלי עבור שתלי טיטניום רפואיים כגון סיכות עצם ורכיבי שיניים.
פסיביות וחישול בהיר הם שלבי מפתח לשיפור עמידות בפני קורוזיה ויציבות ממדית.
חישול בהיר תחת הגנת ואקום או ארגון מבטל את הלחץ השיורי של העיבוד תוך שמירה על הברק המתכתי המקורי ושיקום הפלסטיות של החומר. פסיבציה כימית באמצעות תמיסת חומצה חנקתית מדוללת מייצרת סרט טיטניום דו חמצני צפוף-ננו על פני השטח, מתקן פגמים מיקרוסקופיים שנוצרו בתהליכים קודמים ומשפר מאוד את העמידות בפני קורוזיה של חומצה, כלוריד ומלח.
עבור תרחישי יישום מיוחדים, זמינים טיפולי חיזוק עזר.
אנודיזציה יכולה ליצור סרטי תחמוצת ניתנים לשליטה עם צבעים דקורטיביים וקשיות פני השטח משופרת, תוך שמירה על התאימות הביולוגית של טיטניום. ריסוס פונקציונלי של ציפוי PTFE, קרמי או DLC משפר ביעילות את עמידות הבלאי, יציבות-טמפרטורות גבוהות וביצועי בידוד של מוטות טיטניום תעשייתיים.
בייצור בפועל, שילובי תהליכים מנוסחים בהתאם לדרישות השירות. מוטות טיטניום תעשייתיים רגילים מאמצים טיפול מקדים, כבישה ופסיבציה; מוצרים בדרגה- רפואית מיישמים כבישה קפדנית-במימן, ליטוש אלקטרוליטי וחישול ואקום; חלקי צרכנים-מתקדמים משתמשים בליטוש מראה ואנודיזציה בצבע; רכיבים עמידים לבלאי- ובטמפרטורה גבוהה- דורשים חיספוס בהתזת חול וציפוי קרמי. רק על ידי שליטה קפדנית על פרמטרי תהליך וניקיון מלאים- יכולים מוטות טיטניום להשיג מצבי שטח-ללא תחמוצת, ללא זיהום- וללא זיהום{{10} ועמידות גבוהה בפני קורוזיה-, מה שמעניק משחק מלא לביצועים המעולים של חומרי סגסוגת טיטניום.
קרא עוד:כיצד להפוך חוטי טיטניום ומוטות טיטניום ליותר עמידים בפני שחיקה-