钛合金化学镀镍工艺的研究

钛合金化学镀镍工艺的研究

1钛合金镀层的制备钛合金崇拜通常很难崇拜。因为钛合金表面有致密的氧化膜。当钛合金的新鲜表面暴露在空气和溶液中时，新的氧化膜将立即产生。为获得结合力良好的镀层,在施镀前就必须对钛合金进行特殊的处理,破坏或阻止这层膜的形成。钛合金是一种极易渗氢的金属,在电镀过程中,钛合金表面析氢量随阴极极化电位的增加而明显增大,氢以原子态吸附在钛合金表层,通过钛合金晶格向内扩散,形成脆性晶间化合物,引起氢脆。本文研究了一种钛合金化学镀镍工艺,在控制基体中渗氢量的同时,保证镀层结合力良好。2实验2.1试验片的仪器与方法试验材料:尺寸为50mm×100mm×1mm的TC6试片仪器:RH-404氢含量检查仪,FJ-2810G型X射线荧光分析仪,HC390B恒温器,MINITEST2000型测厚仪,M-400-H型显微硬度计2.2工艺除油→→热水洗→→冷水洗→→干燥→→吹砂处理→→冷水洗→活化→冷水洗→预镀镍→冷水洗→化学镀镍→冷水洗→热水洗→干燥→热处理→检验2.3涂层性能试验2.3.1涂层固结力(1)不鼓泡、不起皮、不合格镀层的制备将试样在210±5°C恒温箱式电阻炉内,保温1～1.5h,迅速取出,投入18～25°C的冷水中骤冷5min后取出,以镀层不鼓泡、不起皮、不脱落为合格。(2)旋转轴实际磨削方向用锉刀从基体沿45°角锉向镀层或用高速旋转的砂轮对试样边沿部分进行磨削,磨削方向与用锉刀的方向相同,在完全露出基体与镀层的断面时,以镀层不起皮、不脱落为合格。2.3.2材料和镀层性能测定镀层成分用FJ-2810G型X射线荧光分析仪测定;基体材料中氢含量用RH-404氢含量检查仪测定;镀层硬度用M-400-H型显微硬度计测定;镀层厚度用MINITEST2000型测厚仪测定。3结果与分析3.1金表面预镀采用活化处理后,镀层结合力得到明显的提高,这是由于钛合金经过活化处理可以使钛合金表面的氧化膜大大减薄,在后面的预镀过程中,只要施以适当的电压就可击穿这层薄膜,从而在钛合金表面形成结合紧密的中间镀层。活化溶液配方及活化时间对镀层结合力均有不同程度的影响,其中以加有适当添加剂的盐酸溶液活化处理2～5min为最佳。3.2砂法对精炼层的结合影响零件经吹砂处理后,可提高镀层结合力,这主要是由于喷砂增加了零件表面粗糙度,增大了镀层与基体的结合面积。3.3涂层固结力采用上述工艺获得的Ni-P合金镀层外观良好,用热震法和锉磨法测试结合力,测试结果表明,Ni-P合金镀层与基体之间有良好的结合力。3.4不同温度下处理显微硬度表1是采用本工艺获得的Ni-P合金镀层在不同温度下处理1h后的显微硬度。从表1可以看出,Ni-P合金镀层在600°左右处理1h,可以获得与镀铬层相近的硬度。3.5表面处理技术对基本体的渗透氢含量的影响(1)活化时间对体体规划的影响图1、图2和图3为钛合金在不同体系活化液中的活化时间与基体中氢含量的关系图。从图1、图2和图3可以看出,基体中氢含量随活化时间的增加而增加;在活化时间相同的情况下,以盐酸系活化液对基体的渗氢量最低。(2)金属镍离子检测在化学镀Ni-P合金镀层的过程中,镀液中的次磷酸根离子在钛合金表面被催化形成活性极强的原子态氢,部分原子态氢使金属镍离子还原形成金属镍,原子态氢则通过金属表面向内部扩散渗透。图4为钛合金在化学镀镍溶液中的施镀时间与基体中氢含量的关系图。由图4可以看出,基体中氢含量在一定范围内随施镀时间的增加而增加。4镀层及渗氢量控制(1)对钛合金进行喷砂、活化及预镀镍处理后化学镀,可获得厚度大于50μm、结合力良好的Ni-P合金镀层。(2)在选用适当的活化