CN102392233A - 一种采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法，其特征在于包括以下步骤：1、化学除油；2、氢化处理；3、化学镀镍；4、热处理。该方法利用氢化处理溶液在钛合金零件表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积，并且可以增加镀层与基体的结合力、硬度高、耐腐蚀等优越的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法，属于一种钛合金化学镀镍前的处理方法。
背景技术
钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和热稳定性好等优点外，还可再500～600℃高温下长期工作而不丧失其原有的机械性能，它不仅在航空发动机上取代了铝合金、镁合金及钢构件，而且在其他领域获得大量应用。但钛及钛合金耐磨性、导电导热性、可焊性能并不十分理想，限制了其应用范围。
为了使钛合金更广泛用于航空工业中，表面镀覆处理显得格外重要。在钛合金表面镀镍，可以提高钛合金的耐磨性和耐腐蚀性，增加零件的使用寿命，使其更能适用于航空航天领域。钛合金的传统表面处理工艺包括化学蚀刻、重铬酸盐活化、冲击镀电镀镍。电镀时电流的边缘放电效应，使得弓箭边缘镀层加厚，不适用与尺寸要求严格的精密零件，且镀镍层暗淡无光，附着性不良。为了克服传统工艺的特点，人们研究除在钛合金上化学镀镍，为了进一步提高钛合金的应用范围及使用寿命，常常要对钛合金进行表面处理，如镀铬、化学镀镍、功能转化膜等，其中在钛基表面化学镀镍，还能赋予钛基表面特殊的物化性能，比如提高钛基硬度、耐磨性等。由于钛合金表面有一层新德氧化膜。严重影响了钛件表面的导电性和化学活性，若再其表面直接施镀金属层是相当困难的。及时经除油、浸蚀除去膜层,新鲜表面暴露在空气中，很快又被氧化形成一层新的氧化层。由于钛合金表面的氧化膜具有很高的化学稳定性，严重影响了钛合金表面的导电性和化学活化，给施镀带来很大的困难，而且施镀的镀层与基体结合力差，渗氢严重，所以必须在施镀之前进行活化处理。目前，大多数钛合金表面的镀层工艺均采只采用适当的镀前活化处理，再进行镀后扩散热处理，使镀层与基体之间形成扩散层来提高其结合力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法，该方法利用氢化处理溶液在钛合金零件表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积，并且可以增加镀层与基体的结合力、硬度高、耐腐蚀等优越的性能。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1）化学除油：将氢氧化钠60~80g/L、碳酸钠30~50g/L、磷酸三钠30~50g/L和硅酸钠10~30g/L配制成化学除油溶液，温度在75~95℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2）氢化处理：将浓度为36%的盐酸350ml/L和浓度为98%的硫酸650ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理60~90分钟；
3）化学镀镍：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.08~0.1 g/L、顺丁烯二酸酐1.5~2 g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为4.5~5.0，温度为85~95℃，然后将钛合金放入其中60~90分钟；
4）热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。
在所述的步骤1和步骤2之间增加活化步骤：将浓度为36%的盐酸40~50ml/L、浓度为40%的氢氟酸25~30ml/L混合配制成活化溶液，零件在其中活化冲洗时间30~45s，温度为室温；同时将所述的步骤2中得氢化处理溶液更改为：浓度为36%的盐酸750ml/L和浓度为98%的硫酸250ml/L混合后配制而成。
该采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法即适用于TC6钛合金，也适用于TC1和TC2钛合金，采用上述步骤能再钛合金表面上得到结合力强、硬度高、耐蚀性能优越的化学镀镍膜层。根据GB/T5270镀层结合力测试方法，钛合金微弧氧化后的化学镀镍膜层在做划格法测量时实验表明，镀镍膜膜层完整，无任何剥落和起皮现象。
具体实施方式
实施例一
一种采用氢化处理作为TC6钛合金化学镀镍前处理方法，包括以下步骤：
1）化学除油：
氢氧化钠（NaOH） 60g/L
碳酸钠（Na2CO3） 30g/L
磷酸三钠(Na3PO4·12H2O) 30g/L
硅酸钠(Na2SiO3) 10g/L
配制成化学除油溶液，温度在75℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2）氢化处理：氢化处理可以在零件的表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积。氢化处理的基本参数为：将浓度为36%的盐酸350ml/L和浓度为98%的硫酸650ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理60分钟；
3） 化学镀镍：在钛合金上化学镀镍，可以提高钛合金的耐磨性和耐蚀性，增加零件的使用寿命，使其更能适用于航天领域。化学镀镍的基本参数为：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.08 g/L、顺丁烯二酸酐1.5 g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为4.5，温度为85℃，然后将钛合金放入其中60分钟；
4）热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。热处理可以提高化学镀镍层的硬度。
实施例二
一种采用氢化处理作为TC6钛合金化学镀镍前处理方法，包括以下步骤：
1）化学除油：
氢氧化钠（NaOH） 80g/L
碳酸钠（Na2CO3） 50g/L
磷酸三钠(Na3PO4·12H2O) 50g/L
硅酸钠(Na2SiO3) 30g/L
配制成化学除油溶液，温度在95℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2）氢化处理：氢化处理可以在零件的表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积。氢化处理的基本参数为：将浓度为36%的盐酸350ml/L和浓度为98%的硫酸650ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理90分钟；
3）化学镀镍：在钛合金上化学镀镍，可以提高钛合金的耐磨性和耐蚀性，增加零件的使用寿命，使其更能适用于航天领域。化学镀镍的基本参数为：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.1 g/L、顺丁烯二酸酐2 g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为5.0，温度为95℃，然后将钛合金放入其中90分钟；
4）热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。热处理可以提高化学镀镍层的硬度。
实施例三
一种采用氢化处理作为TC6钛合金化学镀镍前处理方法，包括以下步骤：
1）化学除油：
氢氧化钠（NaOH） 75g/L
碳酸钠（Na2CO3） 40g/L
磷酸三钠(Na3PO4·12H2O) 40g/L
硅酸钠(Na2SiO3) 20g/L
配制成化学除油溶液，温度在80℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2）氢化处理：氢化处理可以在零件的表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积。氢化处理的基本参数为：将浓度为36%的盐酸350ml/L和浓度为98%的硫酸650ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理70分钟；
3） 化学镀镍：在钛合金上化学镀镍，可以提高钛合金的耐磨性和耐蚀性，增加零件的使用寿命，使其更能适用于航天领域。化学镀镍的基本参数为：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.09 g/L、顺丁烯二酸酐1.8g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为4.8，温度为90℃，然后将钛合金放入其中70分钟；
4）热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。热处理可以提高化学镀镍层的硬度。
实施例四：
一种采用氢化处理作为TC1钛合金化学镀镍前处理方法，包括以下步骤：
1）化学除油：
氢氧化钠（NaOH） 70g/L
碳酸钠（Na2CO3） 40g/L
磷酸三钠(Na3PO4·12H2O) 40g/L
硅酸钠(Na2SiO3) 20g/L
配制成化学除油溶液，温度在80℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2）活化：活化使钛合金材料表面氧化膜溶解，为氢化处理提供了良好的活化表面。活化工艺参数为：将浓度为36%的盐酸45ml/L、浓度为40%的氢氟酸28ml/L混合配制成活化溶液，零件在其中活化冲洗时间35s，温度为室温；
3）氢化处理：氢化处理可以在零件的表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积。氢化处理的基本参数为：将浓度为36%的盐酸750ml/L和浓度为98%的硫酸250ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理70分钟；
4）化学镀镍：在钛合金上化学镀镍，可以提高钛合金的耐磨性和耐蚀性，增加零件的使用寿命，使其更能适用于航天领域。化学镀镍的基本参数为：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.09 g/L、顺丁烯二酸酐1.8 g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为4.8，温度为90℃，然后将钛合金放入其中70分钟；
5）热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。热处理可以提高化学镀镍层的硬度。
实施例五：
一种采用氢化处理作为TC2钛合金化学镀镍前处理方法，包括以下步骤：
1）化学除油：
氢氧化钠（NaOH） 60g/L
碳酸钠（Na2CO3） 30g/L
磷酸三钠(Na3PO4·12H2O) 30g/L
硅酸钠(Na2SiO3) 10g/L
配制成化学除油溶液，温度在75℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2） 活化：活化使钛合金材料表面氧化膜溶解，为氢化处理提供了良好的活化表面。活化工艺参数为：将浓度为36%的盐酸40ml/L、浓度为40%的氢氟酸25ml/L混合配制成活化溶液，零件在其中活化冲洗时间30s，温度为室温；
3）氢化处理：氢化处理可以在零件的表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积。氢化处理的基本参数为：将浓度为36%的盐酸750ml/L和浓度为98%的硫酸250ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理60分钟；
4）化学镀镍：在钛合金上化学镀镍，可以提高钛合金的耐磨性和耐蚀性，增加零件的使用寿命，使其更能适用于航天领域。化学镀镍的基本参数为：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.08 g/L、顺丁烯二酸酐1.5 g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为4.5，温度为85℃，然后将钛合金放入其中60分钟；
5）热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。热处理可以提高化学镀镍层的硬度。
实施例六：
一种采用氢化处理作为TC1钛合金化学镀镍前处理方法，包括以下步骤：
1）化学除油：
氢氧化钠（NaOH） 80g/L
碳酸钠（Na2CO3） 50g/L
磷酸三钠(Na3PO4·12H2O) 50g/L
硅酸钠(Na2SiO3) 30g/L
配制成化学除油溶液，温度在75~95℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2）活化：活化使钛合金材料表面氧化膜溶解，为氢化处理提供了良好的活化表面。活化工艺参数为：将浓度为36%的盐酸50ml/L、浓度为40%的氢氟酸30ml/L混合配制成活化溶液，零件在其中活化冲洗时间45s，温度为室温；
3）氢化处理：氢化处理可以在零件的表面生成一种氢化物膜为主的活性表面，作为钛合金表面化学镀镍前的中间过渡层，从而使化学镀镍层易于沉积。氢化处理的基本参数为：将浓度为36%的盐酸750ml/L和浓度为98%的硫酸250ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理90分钟；
4）化学镀镍：在钛合金上化学镀镍，可以提高钛合金的耐磨性和耐蚀性，增加零件的使用寿命，使其更能适用于航天领域。化学镀镍的基本参数为：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.1 g/L、顺丁烯二酸酐2 g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为5.0，温度为95℃，然后将钛合金放入其中90分钟；
5） 热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。热处理可以提高化学镀镍层的硬度。
通过上述实施例的试验，根据GB/T5270镀层结合力测试方法，钛合金微弧氧化后的化学镀镍膜层在做划格法测试时的试验表明，镀镍膜层完整，无任何剥落和起皮现象。
Claims (2)
1.一种采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1）化学除油：将氢氧化钠60~80g/L、碳酸钠30~50g/L、磷酸三钠30~50g/L和硅酸钠10~30g/L配制成化学除油溶液，温度在75~95℃，将零件进行表面除油，除尽为止，除油后整个领进表面亲水，无水珠和无浸润处，则认为除油合格；
2）氢化处理：将浓度为36%的盐酸350ml/L和浓度为98%的硫酸650ml/L混合后配制成氢化处理溶液，待溶液温度降至室温时，将零件放入溶液中处理60~90分钟；
3）化学镀镍：将硫化镍30 g/L、次亚磷酸钠10 g/L、醋酸钠10 g/L、碘化钾0.08~0.1 g/L、顺丁烯二酸酐1.5~2 g/L配制成化学镀镍液，调节PH值为4.5~5.0，温度为85~95℃，然后将钛合金放入其中60~90分钟；
4）热处理：炉温325℃，保温1.5小时，随炉冷却。
2.如权利要求1所述的采用氢化处理作为钛合金化学镀镍前处理方法，其特征在于：在所述的步骤1和步骤2之间增加活化步骤：将浓度为36%的盐酸40~50ml/L、浓度为40%的氢氟酸25~30ml/L混合配制成活化溶液，零件在其中活化冲洗时间30~45s，温度为室温；同时将所述的步骤2中得氢化处理溶液更改为：浓度为36%的盐酸750ml/L和浓度为98%的硫酸250ml/L混合后配制而成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120328 |