钛及钛合金的电镀工艺述评VIP免费

第26卷第11期2005年11月腐蚀与防护CORR0SI()N&PROFECTIONVo1．26No．11November2005～钛及钛合金的电镀工艺述评孙志华，刘佑厚，张晓云，汤智慧，刘明辉(Jg京航空材料研究院，北京100095)摘要：钛及钛合金是非常活泼的金属，由于在其上容易生成一种自然的氧化膜，很难获得结合力良好的镀层。如何进行前处理及后处理一直是研究的重点。通过对钛及钛合金电镀存在的主要工艺难点的介绍．综述了几种典型的前处理工艺方案，并对所获镀层的结合力检测方法作了简要的介绍。关键词：钛上电镀；前处理；工艺；结合力中图分类号：TQ153文献标识码：A文章编号：1005—748X(2005)11—0493—04AREVIEWOFELECTROPLATINGTECHNOLOGYONTITANIUMANDTITANIUMALLOYSSUNZhi—hua，LIUYou-hou，ZHANGXiao-yun，TANGZhi—hui，LIUMing-hui(BeijingInstituteofAeronauticalMaterials，Beijing100095，China)Abstract：Titaniumanditsalloysareactivemetals，anditisverydifficulttOgetcoatingswithgoodadhesionontheirstir{acesbecausetheyarerapidlyattackedbyoxyge．ntOformanadherentoxidelayer．Oncetheoxidecoatingisremoved，re-oxidationoccursimmediatelywhenrinsedinwaterorexposedtOair．HowtOpre-treatandpost—treathasbeenaresearchhotspot．Themaindifficultiesofelectroplatingontitaniumanditsalloysandseveralpre—treatmentproceduresarereviewed，andthemethodstOdetecttheadhesionofthecoatingsareintroduced．Keywords：ElectroplatingonTi；Pre-treatment；Technology~Adhesion1引言纯钛及其合金(以下简称钛)具有很高的强度重量比，耐腐蚀性能优异，中温性能好，已在各个领域特别是宇航工业获得广泛的应用口～I。但是由于钛及钛合金具有耐磨性能差，表面易擦伤、咬死，焊接性能差等缺点，限制了钛及钛合金的应用范围。选用适当的电镀工艺予以处理，可以大大改善钛的表面性能，赋予其新的物理性能，扩大其应用范围。例如，镀铬或化学镀镍可提高其表面硬度，改善其耐磨性能；镀铜或镀银可改善高温承载条件下零件的表面状态，防止胶连咬死并出现微震腐蚀，这对于采用机械方法连接的钛零件，如压气机盘片、叶片等是非常重要的；宇航工业上对钛零件作镀金处理，可改善其表面光反射性能；镀铜或镀镍可改善钛件的钎焊性能。由于钛及钛合金的表面特性，在其上电镀而获得结合力良好的镀层一直是研究的热点问题。本文收稿Et期：2005—01—31；修订日期：2005—03—02在分析钛及钛合金表面特性的基础上，评述了钛上电镀的主要工艺难点，综述了几种典型的工艺方案，并对所获镀层的质量检测方法作了简要的介绍。2钛及钛合金电镀的特点钛在热力学上是一种不稳定的金属，其标准电极电位为一1．63V。但是在大多数介质中，它显示出非常好的耐蚀性。这是因为钛表面覆盖着致密、韧性的薄层氧化膜，保护基体处于钝化状态，即使是清理干净的表面，当置于空气中或水溶液等含氧介质中时又很快重新生成新膜，这是钛耐腐蚀性能优异的主要原因。但这层氧化膜使得钛上电镀难以进行，如果按照常规进行电镀，不能得到良好的结合力。钛上电镀的主要困难在于镀层和基体的结合力差。为了在钛基体上得到一种具有良好结合力的合格镀层，目前国内外研究的主要解决方法有：(1)转化膜方案：实际电镀过程中，在除去表面氧化膜的同时，代之以一层与基体结合良好的、活性的、不影响镀层与基体结合力的膜层(如氢化膜、氟维普资讯http://www.cqvip.com孙志华等：钛及钛合金的电镀工艺述评化膜)，然后在此膜层上施镀；(2)金属底层方案：除去表面氧化膜后，先镀一层金属底层(如浸锌，化学镀镍，闪镀镍等)，在此底层上电镀所需镀层；(3)避免氧介质方案：在隔绝氧介质的气氛中施镀，自然避免了氧化膜的问题，如采用熔融盐电镀，非水体系电镀和真空沉积等。同时，在镀前浸蚀钛基体表面，以扩大镀层与基体之间的面积，以便增加其机械结合力；镀后在适当的温度下进行热处理。目前钛上电镀的工艺通常采用几种方法的联合形式，即：脱脂一喷砂一酸洗一活化一电镀一热处理。下面将详细地介绍各步骤的作用以及工艺方法，并进行分析和讨论。3...