Eine Titanlegierung der Güteklasse 5 (Ti-6Al-4V) bildet beim Erhitzen oder Verarbeiten eine hartnäckige Oxidschicht (hauptsächlich TiO₂), die entfernt werden muss, um die Oberflächenqualität und Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen. Die Behandlungsmethoden werden in mechanische, chemische und fortschrittliche Verfahren eingeteilt, die auf die Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind.
Die mechanische Entfernung ist der Hauptschritt für schwere Oxidablagerungen.Beim Kugelstrahlen oder Dampfstrahlen werden Titan- oder Keramikstrahlmittel verwendet, um Verunreinigungen zu vermeiden. Sandstrahlen ist aufgrund der möglichen Einbettung weniger empfehlenswert. Durch Drehen oder Schleifen werden die Oxidschicht und die darunter liegende, mit Sauerstoff-kontaminierte Zone entfernt, was für Anwendungen mit hoher-Integrität von entscheidender Bedeutung ist. Die mechanische Nachbehandlung erfordert normalerweise ein leichtes Beizen, um verbleibende Verunreinigungen zu entfernen.
Chemisches Beizen ist die Standardmethode zur gründlichen Entzunderung.Die Industrie verwendet eine Lösung aus Flusssäure-Salpetersäure (HF-HNO₃): 3–5 % HF (löst Oxide) und 15–30 % HNO₃ (passiviert und verhindert die Wasserstoffaufnahme). HF-HCl-Mischungen werden für Klasse 5 aufgrund des hohen Risikos der Wasserstoffaufnahme vermieden. Die Beizzeit wird auf 5–30 Minuten begrenzt, gefolgt von Spülen und Trocknen, um die Passivität aufrechtzuerhalten.
Zu den fortschrittlichen Methoden gehört die Laserreinigung, bei der Nanosekundenlaser zum Abtragen von Oxidablagerungen verwendet werden, ohne das Substrat zu beschädigen, was für Präzisionskomponenten geeignet ist. Elektrochemisches Polieren kombiniert Entzunderung mit Oberflächenglättung, ideal für Teile aus der Medizin- oder Luftfahrtindustrie.
Die allgemeinen Lieferbedingungen für Titanlegierungen der Güteklasse 5 entsprechen ASTM B348 (Stäbe), B338 (Rohre) und B265 (Bleche), definiert durch mechanische Bearbeitung und Wärmebehandlungszustände:
Warmverformt (HW):Als-gewalzt, geschmiedet oder extrudiert, mit einer grob-körnigen Struktur. Wird für die Grobbearbeitung verwendet und bietet eine hohe Formbarkeit und Kosteneffizienz.
Kaltverformt (CW):Im-gezogenen oder kaltgewalzten Zustand-mit verbesserter Maßhaltigkeit und Oberflächengüte. Geeignet für Präzisionskomponenten, die enge Toleranzen erfordern.
Geglüht (AN):Der häufigste Zustand ist die Verarbeitung bei 700–800 Grad, gefolgt von Luftkühlung. Erzielt eine ausgewogene Mikrostruktur aus + Phasen und optimiert Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit für den allgemeinen technischen Einsatz.
Lösungsbehandelt und gealtert (STA):Bei 920–950 Grad gelöst, abgeschreckt und bei 450–550 Grad gealtert. Maximiert Festigkeit und Härte für hochbelastete -Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Industrie.
Oberfläche-Fertig:Wird je nach Kundenspezifikation mit gebeizten, geschliffenen, polierten oder kugelgestrahlten Oberflächen geliefert, um die Einhaltung von Korrosionsbeständigkeits- oder Klebeanforderungen zu gewährleisten.
