CN110592625A - 一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法 - Google Patents

一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110592625A
CN110592625A CN201910962796.1A CN201910962796A CN110592625A CN 110592625 A CN110592625 A CN 110592625A CN 201910962796 A CN201910962796 A CN 201910962796A CN 110592625 A CN110592625 A CN 110592625A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium alloy
graphene modified
plating
composite coating
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910962796.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李轩
谢小青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University of Science and Engineering
Original Assignee
Sichuan University of Science and Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University of Science and Engineering filed Critical Sichuan University of Science and Engineering
Priority to CN201910962796.1A priority Critical patent/CN110592625A/zh
Publication of CN110592625A publication Critical patent/CN110592625A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/10—Other heavy metals
    • C23G1/106—Other heavy metals refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D15/00—Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/38—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of refractory metals or nickel

Abstract

本发明公开了一种钛合金表面石墨烯改性Cu‑Zn复合镀层制备方法，包括如下步骤：对钛合金表面依次进行除油、酸洗、碱洗；再置于HF和K2Cr2O7混合溶液中活化，得到预镀钛合金基体；然后将活化后的预镀钛合金基体作为阴极，Cu‑Zn板作为阳极，在含有CuSO4、ZnSO4、酒石酸钾、柠檬酸钠、NaOH、糖精钠和氧化石墨烯的镀液中进行复合镀处理，得到所述石墨烯改性的Cu‑Zn复合镀层。本发明能够在钛合金表面制备出组织均匀致密、与基体结合紧密、硬度高且耐磨性能优良的石墨烯改性Cu‑Zn复合镀层，同时具有工艺简单、绿色无污染等优势，适于生产和应用。

Description

一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法
技术领域
本申请属于金属材料领域，涉及一种金属材料的表面改性技术，具体而言，涉及一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法。
背景技术
钛合金具有密度低、比强度和比刚度高且耐蚀性能优良等优异的综合性能，在航空航天、交通能源和生物医疗等各领域均有广泛的应用。但钛合金的硬度低而黏性高，在实际使用过程中表面容易出现划伤和磨损；特别是作为连接件使用时，钛合金在摩擦载荷和摩擦热的作用下与空气中的氧气和氮气发生较强烈的反应，使磨损表面处于氧化→磨损→再氧化→再磨损的恶性循环当中，加剧表面磨损甚至是导致产生粘扣和咬合现象。因此迫切需要提高其耐磨性能。
制备表面耐磨涂层是提高钛合金耐磨性能的有效途径，并且能保持其比重、比强度及耐蚀性能上的优势。在目前所发展众多的耐磨防护涂层体系如微弧氧化涂层、化学镀镍磷涂层、真空渗氮固态渗硼涂层等，虽然均能够改善钛合金表面的耐磨性性能，但未能解决钛合金表面粘扣和划伤等磨损问题。
铜的导热性能优良且摩擦系数低，在钛合金表面制备铜涂层可以有效减小摩擦力，提高其耐磨性能。但是，单一镀铜涂层的硬度低而塑性高，在摩擦力作用下塑性变形严重，一方面会加剧摩擦热产生，另一方面极易导致涂层磨穿失效。Cu-Zn合金的硬度显著高于纯铜并且导热性能良好，耐磨性能也明显优于纯铜。
电镀是一种传统制备表面涂层的工艺，具有工艺简单、成本低、可重复性强，生产效率高等许多优势。目前在Fe基材料和铝合表面镀铜及Cu-Zn合金复合镀的技术已经比较成熟。但由于钛元素化学活性大，易发生氧化，在钛合金表面进行电镀或者化学镀很难实现，因此涉及钛合金表面镀铜及Cu-Zn合金复合镀的技术很少，有关钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀技术，特别是绿色、无氰电镀技术尚属空白，未见相关的研究报道和专利。
发明内容
发明目的：本发明针对钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀技术的空白，采用创造性的表面活化工艺，结合合理的镀液配方和复合镀工艺，在钛合金表面制备组织均匀、与基体结合紧密且耐磨性能优良的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层，同时具有工艺简单、成本低廉、绿色无氰、无污染等优势，适于生产和应用，对于促进环境保护也具有重要意义。
技术内容：本发明所提供的钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀方法，包括如下步骤：对钛合金依次进行表面除油、碱洗、酸洗和活化处理；然后将活化后的预镀钛合金基体作为阴极，Cu-Zn板作为阳极，在含有CuSO4、ZnSO4、酒石酸钾、柠檬酸钠、NaOH、糖精钠和氧化石墨烯的镀液中进行复合镀处理，得到所述石墨烯改性的Cu-Zn复合镀层。
具体的，所述的对钛合金依次进行表面除油、碱洗、酸洗和活化处理包括以下内容：所述钛合金表面除油为将钛合金试样置于丙酮溶液中超声清洗5～10min；所述碱洗为将钛合金试样置于(20～60)g/L的NaOH溶液中浸泡20s～1min；所述酸洗为将钛合金试样置于由HNO3、HF和H2O组成的酸洗液中浸泡10～50s，其中HNO3、HF和H2O的体积百分比为HNO3：HF：H2O＝(3-5)：(1-3)：(7-9)；所述表面活化为将钛合金试样置于由HF和K2Cr2O3溶液组成的活化剂中浸泡20min～40min，其中HF浓度为(50-100)ml/L，K2Cr2O7浓度为(250-500)g/L。之所以做这样的预处理，是为了充分清洁和活化钛合金表面组织，促进复合镀过程中石墨烯和Cu-Zn合金在钛合金表面沉积，获得更加均匀致密、与基体结合紧密的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层。对于本发明来说，优选的酸洗液配方为HNO3：HF：H2O＝2:1:4(体积百分比为)，酸洗时间为30s；优选的NaOH溶液浓度为40g/L，碱洗时间为30s；优选的活化剂配方为HF浓度75ml/L，K2Cr2O7浓度400g/L，活化时间为30min。
具体的，所述的镀液由(20-40)g/L的CuSO4、(15-30)g/L的ZnSO4、(120-200)g/L的酒石酸钾、(15-20)g/L的柠檬酸钠、(10-20)g/L的NaOH、(0.5-1)g/L糖精钠和(0.2-1)mg/L氧化石墨烯混合组成。上述镀液配方中，CuSO4和ZnSO4用于提供复合镀层所需的Cu和Zn离子，酒石酸钾作为主络合剂，帮助形成更稳定的金属络合离子，降低金属沉积速度，使复合镀层更为细致；柠檬酸钠为辅助络合剂，帮助提高镀的液稳定性，扩展阴极的电流密度范围和提高阴极电流效率；NaOH为镀液PH值的调节剂，糖精钠为光亮剂；氧化石墨烯用于对Cu-Zn复合镀层进行改性，提高复合镀层的硬度并降低其摩擦系数，改善其耐磨性能。对于本发明来说，CuSO4和ZnSO4超过所述范围易于导致镀层沉积速率加快，内应力增加，低于所述范围则Cu和Zn离子含量不足，镀层生长缓慢；酒石酸钾高于所述范围易导致复合镀层沉积速率过慢，低于所述范围易导致复合镀层组织疏松；柠檬酸钠高于所述范围易导致复合镀层生长缓慢，低于所述范围则镀液稳定性差，且能够使用的阴极电流密度范围较窄、效率较低；NaOH含量超过所述范围会导致复合镀层中Cu含量过高而Zn含量过低，使得复合镀层的硬度明显下降，耐磨性变差，低于所述范围也会导致相似结果；糖精钠含量超过所述范围容易导致复合镀层颜色灰暗，高于所述范围则会导致复合镀层起皱；氧化石墨烯高于所述含量容易造成石墨烯溶解困难，导致复合镀层中出现单纯的石墨烯颗粒，低于所述范围复合镀层中石墨烯含量较低，改性效果变差。对于本发明来说，优选配方为，CuSO4为30g/L，ZnSO4为(15-30)g/L，酒石酸钾为160g/L，柠檬酸钠为(15-20)g/L，NaOH为(10-20)g/L，糖精钠为(0.5-1)g/L，氧化石墨烯为0.6mg/L。。
具体的，所述镀液的配制过程为：1)首先在镀槽中加入蒸馏水，然后加入酒石酸钾钠，搅拌至酒石酸钾钠完全后再加入NaOH，搅拌至NaOH完全溶解后备用；之所以在酒石酸钾钠中加入NaOH，是因为NaOH溶解放热，酒石酸钾钠溶解吸热，两者相互促进可提高溶解速度，并且酒石酸钾钠需要在碱性条件下才能充分络合。2)另取容器加入蒸馏水，加入氧化石墨烯并搅拌均匀，然后在50～60℃温度范围内超声振动至氧化石墨烯完全溶解；最后依次加入CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、柠檬酸钠和糖精钠，搅拌至完全溶解后倒入镀槽内，继续搅拌均匀后静置24h；所以这么处理，一是为了保证氧化石墨烯充分溶解，二为了使镀液各组分充分融合并除去底部的污渣。
具体的，所述复合镀处理的工艺为：阴极电流密度1～6A/dm2，镀液温度20～60℃，搅拌速度200～400r/min，电镀时间10min～60min。目的在于获得组织均匀致密、与基体结合紧密，并且沉积速率合理的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层。电流密度高于此范围容易导致沉积速率过快而与基体结合强度差，甚至是导致镀层烧蚀，低于此范围沉积速率较低，生产效率低下；温度高于此范围沉积速率加快，且镀层中铜含量升高，镀层硬度降低，低于该范围生产效率低下；搅拌速率高于所述范围会导致镀层表面粗糙度增加，低于该范围则镀层厚度不均；电镀时间过短会使镀层厚度较薄，容易磨穿，时间过久则导致镀层过厚而内应力增加，镀层与基体结合力不强。对于本发明来说，优选的复合镀工艺为，阴极电流密度为4A/dm2，镀液温度40℃，搅拌速度300r/min，电镀时间30min。
有益效果：本发明创造性的在Cu-Zn合金中添加少量的石墨烯，利用石墨烯来提高Cu-Zn合金的硬度并降低和稳定其摩擦系数，提高了钛合金的耐磨性能。
本发明通过复合镀工艺在其表面制备表面石墨烯改性的Cu-Zn复合镀层，同时，创造性的采用表面活化工艺，结合合理的镀液配方和复合镀工艺，在钛合金表面制备出了组织均匀、与基体结合紧密且耐磨性能优良的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层。
本发明具有工艺简单、成本低廉、绿色无氰、无污染等优势，对于提高钛合金的表面耐磨性能，能够极大地促进其在航空航天、交通能源及生物医疗等各领域的应用，对于促进当前的环境保护也具有非常重要的意义。
附图说明
图1是钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层的表面形貌。
图2是钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层的截面形貌。
图3是纯Cu镀层、Cu-Zn复合镀层和石墨烯改性Cu-Zn复合镀层与GCr15球对磨30min后的磨损形貌。
图4是纯Cu镀层、Cu-Zn复合镀层和石墨烯改性Cu-Zn复合镀层与GCr15球对磨30min后磨损表面的EDS成分分析结果。
图5是是钛合金基体、纯Cu镀层和石墨烯改性Cu-Zn复合镀层与GCr15球对磨时的摩擦系数及磨损率对比。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
①试样准备：采用80～2000号水砂纸将预镀钛合金试样表面依次打磨光滑；②表面除油：将试样置于丙酮溶液内超声清洗10min后取出；③表面酸洗：将除油后的钛合金试样置于由体积比为3:1:7的HNO3、HF和H2O组成的酸洗液中浸泡10s后取出；④表面碱洗：将酸洗后的钛合金试样置于20g/L的NaOH溶液中浸泡20s后取出；⑤表面活化：将碱洗后的钛合金试样置于由浓度为50ml/L的HF和250g/L的K2Cr2O7混合溶液中活化20min，取出备用；⑥镀液配制：在镀槽内加入500ml蒸馏水和120g酒石酸钾，搅拌至完全溶解后加入10g的NaOH，搅拌至完全溶解；另取烧杯加入500ml蒸馏水和0.2mg氧化石墨烯并搅拌均匀，然后在50℃水浴中超声振动至氧化石墨烯完全溶解；最后依次加入20g的CuSO4·5H2O、15g的ZnSO4·7H2O、15g的柠檬酸钠和0.5g的糖精钠，搅拌至完全溶解后倒入镀槽内，继续搅拌均匀后静置24h；⑦复合镀处理：将预镀试样作为阴极、纯Cu-Zn板作为阳极置于镀液中，接通电源进行10min复合镀后取出，冲洗，冷风吹干，实施例完成；复合镀采用的阴极电流密度为1A/dm2，镀液温度为20℃，搅拌速度为200r/min。
实施例2
①试样准备：采用80～2000号水砂纸将预镀钛合金试样表面依次打磨光滑；②表面除油：将试样置于丙酮溶液内超声清洗10min后取出；③表面酸洗：将除油后的钛合金试样置于由体积比为2:1:4的HNO3、HF和H2O组成的酸洗液中浸泡30s后取出；④表面碱洗：将酸洗后的钛合金试样置于40g/L的NaOH溶液中浸泡30s后取出；⑤表面活化：将碱洗后的钛合金试样置于由浓度为75ml/L的HF和400g/L的K2Cr2O7混合溶液中活化30min，取出备用；⑥镀液配制：在镀槽内加入500ml蒸馏水和160g酒石酸钾，搅拌至完全溶解后加入15g的NaOH，搅拌至完全溶解；另取烧杯加入500ml蒸馏水和0.6mg氧化石墨烯并搅拌均匀，然后在50℃水浴中超声振动至氧化石墨烯完全溶解；最后依次加入30g的CuSO4·5H2O、20g的ZnSO4·7H2O、17g的柠檬酸钠和0.8g的糖精钠，搅拌至完全溶解后倒入镀槽内，继续搅拌均匀后静置24h；⑦复合镀处理：将预镀试样作为阴极、纯Cu-Zn板作为阳极置于镀液中，接通电源进行30min复合镀后取出，冲洗，冷风吹干，实施例完成；复合镀采用的阴极电流密度为4A/dm2，镀液温度为40℃，搅拌速度为300r/min。
实施例3
①试样准备：采用80～2000号水砂纸将预镀钛合金试样表面依次打磨光滑；②表面除油：将试样置于丙酮溶液内超声清洗10min后取出；③表面酸洗：将除油后的钛合金试样置于由体积比为5:3:9的HNO3、HF和H2O组成的酸洗液中浸泡50s后取出；④表面碱洗：将酸洗后的钛合金试样置于60g/L的NaOH溶液中浸泡40s后取出；⑤表面活化：将碱洗后的钛合金试样置于由浓度为100ml/L的HF和500g/L的K2Cr2O7混合溶液中活化40min，取出备用；⑥镀液配制：在镀槽内加入500ml蒸馏水和200g酒石酸钾，搅拌至完全溶解后加入20g的NaOH，搅拌至完全溶解；另取烧杯加入500ml蒸馏水和1mg氧化石墨烯并搅拌均匀，然后在50℃水浴中超声振动至氧化石墨烯完全溶解；最后依次加入40g的CuSO4·5H2O、30g的ZnSO4·7H2O、20g的柠檬酸钠和1g的糖精钠，搅拌至完全溶解后倒入镀槽内，继续搅拌均匀后静置24h；⑦复合镀处理：将预镀试样作为阴极、纯Cu-Zn板作为阳极置于镀液中，接通电源进行60min复合镀后取出，冲洗，冷风吹干，实施例完成；复合镀采用的阴极电流密度为6A/dm2，镀液温度为60℃，搅拌速度为400r/min。
如图1所示，将实施例1～3不同工艺条件下获得的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层表面形貌，进行对比。
其中图1(a)为按照实施实例1所述条件制备石墨烯改性复合镀层表面形貌；
图1(b)为按照实施实例1所述条件制备石墨烯改性复合镀层表面形貌，为优选工艺条件；
图1(c)为按照实施实例1所述条件制备石墨烯改性复合镀层表面形貌。
可以看出，实施例2所制备的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层表面较为平整且组织致密。
如图2所示，将实施例1～3不同工艺条件下获得的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层截面形貌，进行对比。
其中图2(a)为按照实施实例1所述条件制备石墨烯改性复合镀层的截面形貌；
图2(b)为按照实施实例2所述条件制备石墨烯改性复合镀层的截面形貌，为优选工艺条件；
图2(c)为按照实施实例2所述条件制备石墨烯改性复合镀层的截面形貌。
可以看出，实施例2所制备的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层表面光滑、厚度适中、组织致密，并且复合镀层与基体之间的结合比较紧密，少见裂纹和孔洞；因此，本发明利用创造性的表面活化处理、合理的镀液配方和复合镀工艺，在钛合金表面制备出了组织致密、与基体结合紧密的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层。
产品性能测试
如图3所示，将实施例2工艺条件下获得的钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层、钛合金表面纯Cu镀层和钛合金表面Cu-Zn镀层的表面硬度，进行对比。可以看出，纯Cu镀层的表面硬度约为107HV0.49N，Cu-Zn镀层的表面硬度约为244HV0.49N，本发明涉及石墨烯改性Cu-Zn复合镀层的表面硬度约为326HV0.49N，约为纯Cu镀层硬度的3倍，Cu-Zn镀层硬度的1.5倍。
如图4所示，将实施例2工艺条件下获得的钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层、钛合金表面纯Cu镀层和钛合金表面Cu-Zn镀层分别与GCr15球对磨30min后的磨损形貌和磨损表面的成分，进行对比。
其中图4(a)为钛合金表面纯Cu镀层与GCr15球对磨30min后的磨损形貌，图4(b)为磨损表面成分；图4(c)为钛合金表面Cu-Zn镀层与GCr15球对磨30min后的磨损形貌，图4(d)为磨损表面成分；图4(e)为实施例2工艺条件下获得的钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层与GCr15球对磨30min后的磨损形貌，图4(f)为磨损表面成分。
由图4(a)可以看出，与GCr15球对磨30min后，钛合金表面纯Cu镀层的磨损表面粗糙，存在明显的塑性变形和犁沟，且存在镀层剥落痕迹；图4(b)中的成分分析结果中除了Cu以外，还出现了大量的基体合金元素Ti、Al和V，说明Cu镀层已经被磨穿而失效。
由图4(c)可以看出，与GCr15球对磨30min后，钛合金表面Cu-Zn镀层的磨损表面较为粗糙，存在较多和较深的犁沟，塑性变形痕迹不明显，局部出现组织剥落；图4(d)中的成分分析结果中只存在Cu和Zn，说明镀层由Cu和Zn组成，且表面完整性较好。
由图4(e)可以看出，与GCr15球对磨30min后，钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层的磨损表面光滑，犁沟细小，无明显的塑性变形痕迹，局部有少量组织剥落；图4(f)中的成分分析结果中，除了含有复合镀层元素Cu、Zn和C以外，还出现了磨球的元素Fe，说明石墨烯改性Cu-Zn复合镀层表面完整性较好，且对GCr15磨球造成了一定程度的磨损。
如图5所示，将实施例2工艺条件下获得的钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层、钛合金表面纯Cu镀层和钛合金表面Cu-Zn镀层分别与GCr15球对磨时的摩擦系数和磨损率，进行对比。
由图5(a)可以看出，钛合金表面纯Cu镀层的摩擦系数平均值约为0.71，在磨损前7分钟内较为平稳，但随后出现大幅度增加，这是由于镀层被磨穿的缘故；Cu-Zn镀层的摩擦系数平均值约为0.46，摩擦系数波动较大，但整个磨损过程较为平稳；钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层的摩擦系数最小，平均约为0.28，并且波动也很小，整个磨损过程平稳。
由图5(b)可以看出，钛合金表面纯Cu镀层的磨损率最高，达到约0.14mm3/h，Cu-Zn镀层的磨损率约为0.074mm3/h，而石墨烯改性Cu-Zn复合镀层的磨损率最低，只有约0.043mm3/h。
图3～图5的对比结果说明，本发明涉及石墨烯改性Cu-Zn复合镀层较纯Cu镀层和Cu-Zn镀层具有更高的硬度和更优的耐磨性能，对钛合金的摩擦磨损防护效果明显更好。
将实施例1～实施例3所述方法得到的石墨烯改性Cu-Zn复合镀层，进行摩擦磨损性能测试。所得结果如下表所示，其中对比例1为纯Cu镀层，对比例2为Cu-Zn镀层。
对于本申请来说，实施例2的耐磨性能表现最好。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。

Claims (8)

1.一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对钛合金表面依次进行除油、酸洗、碱洗；再置于HF和K2Cr2O7混合溶液中活化，得到预镀钛合金基体；然后将活化后的预镀钛合金基体作为阴极，Cu-Zn板作为阳极，在含有CuSO4、ZnSO4、酒石酸钾、柠檬酸钠、NaOH、糖精钠和氧化石墨烯的镀液中进行复合镀处理，得到所述石墨烯改性的Cu-Zn复合镀层。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，所述钛合金表面除油为将钛合金试样置于丙酮溶液中超声清洗5～10min。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，所述钛合金表面酸洗为将钛合金试样置于由HNO3、HF和H2O组成的酸洗液中浸泡10～50s，其中HNO3、HF和H2O的体积百分比为HNO3：HF：H2O＝(3-5)：(1-3)：(7-9)。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，所述钛合金表面碱洗为将钛合金试样置于(20～60)g/L的NaOH溶液中浸泡20s～40s。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，所述钛合金表面活化为将钛合金试样置于由HF和K2Cr2O3溶液组成的活化剂中浸泡20min～40min，其中HF浓度为(50-100)ml/L，K2Cr2O7浓度为(250-500)g/L。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，所述镀液由(20-40)g/L的CuSO4、(15-30)g/L的ZnSO4、(120-200)g/L的酒石酸钾、(15-20)g/L的柠檬酸钠、(10-20)g/L的NaOH、(0.5-1)g/L糖精钠和(0.2-1)mg/L氧化石墨烯混合组成。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，镀液的配制过程为：1)首先在镀槽中加入蒸馏水，然后加入酒石酸钾钠，搅拌至酒石酸钾钠完全溶解后再加入NaOH，搅拌至NaOH完全溶解后备用；2)另取容器加入蒸馏水，加入氧化石墨烯并搅拌均匀，然后在50～60℃温度范围内超声振动至氧化石墨烯完全溶解；最后依次加入CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、柠檬酸钠和糖精钠，搅拌至完全溶解后倒入镀槽内，继续搅拌均匀后静置。
8.根据权利要求1所述的一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法，其特征在于，所述复合镀处理的工艺为：阴极电流密度1～6A/dm2，镀液温度20～60℃，搅拌速度200～400r/min，电镀时间10min～60min。
CN201910962796.1A 2019-10-11 2019-10-11 一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法 Pending CN110592625A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910962796.1A CN110592625A (zh) 2019-10-11 2019-10-11 一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910962796.1A CN110592625A (zh) 2019-10-11 2019-10-11 一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110592625A true CN110592625A (zh) 2019-12-20

Family

ID=68866404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910962796.1A Pending CN110592625A (zh) 2019-10-11 2019-10-11 一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110592625A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112846172A (zh) * 2021-01-08 2021-05-28 江西理工大学 一种生物医用钛-铜微球集合型微球粉体、生物医用钛-铜合金及制备工艺
CN113106512A (zh) * 2021-04-26 2021-07-13 上海电气集团股份有限公司 一种燃料电池用钛基板的表面改性方法
CN117265606A (zh) * 2023-10-12 2023-12-22 广州工程技术职业学院 用于金属过滤网的电镀液、金属过滤网及其制备方法
CN117265606B (zh) * 2023-10-12 2024-04-26 广州工程技术职业学院 用于金属过滤网的电镀液、金属过滤网及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102286763A (zh) * 2011-08-25 2011-12-21 西北工业大学 一种tc4钛合金表面电镀铜工艺方法
CN104313667A (zh) * 2014-10-17 2015-01-28 长安大学 TC4钛合金表面制备ZrO2/Cu复合镀层的方法
CN106283139A (zh) * 2016-09-08 2017-01-04 江西理工大学 镍‑钨‑石墨烯复合镀液、镀层及其制备方法
CN106906498A (zh) * 2017-04-06 2017-06-30 上海电力学院 一种氧化石墨烯锌复合电镀溶液及其制备方法和应用
CN107099834A (zh) * 2017-03-29 2017-08-29 广东工业大学 一种铜基自润滑复合涂层及其制备方法
CN107630244A (zh) * 2017-08-24 2018-01-26 南京理工大学 一种镍‑改性石墨烯耐磨复合镀层的制备方法
CN108191007A (zh) * 2018-03-09 2018-06-22 陕西科技大学 一种Cu/GO/Ti电极与制备方法及其在去除水中氨氮和硝酸盐中的应用
CN110506753A (zh) * 2019-07-30 2019-11-29 黄山永瑞生物科技有限公司 一种改性纳米银抗菌复合材料的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102286763A (zh) * 2011-08-25 2011-12-21 西北工业大学 一种tc4钛合金表面电镀铜工艺方法
CN104313667A (zh) * 2014-10-17 2015-01-28 长安大学 TC4钛合金表面制备ZrO2/Cu复合镀层的方法
CN106283139A (zh) * 2016-09-08 2017-01-04 江西理工大学 镍‑钨‑石墨烯复合镀液、镀层及其制备方法
CN107099834A (zh) * 2017-03-29 2017-08-29 广东工业大学 一种铜基自润滑复合涂层及其制备方法
CN106906498A (zh) * 2017-04-06 2017-06-30 上海电力学院 一种氧化石墨烯锌复合电镀溶液及其制备方法和应用
CN107630244A (zh) * 2017-08-24 2018-01-26 南京理工大学 一种镍‑改性石墨烯耐磨复合镀层的制备方法
CN108191007A (zh) * 2018-03-09 2018-06-22 陕西科技大学 一种Cu/GO/Ti电极与制备方法及其在去除水中氨氮和硝酸盐中的应用
CN110506753A (zh) * 2019-07-30 2019-11-29 黄山永瑞生物科技有限公司 一种改性纳米银抗菌复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. GHORBANI等: "Electrodeposition of graphite-brass composite coatings and characterization of the tribological properties", 《SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY》 *
侯娜等: "电沉积 Cu－Zn－SiO2纳米复合镀层工艺及耐蚀性研究", 《广州化工》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112846172A (zh) * 2021-01-08 2021-05-28 江西理工大学 一种生物医用钛-铜微球集合型微球粉体、生物医用钛-铜合金及制备工艺
CN112846172B (zh) * 2021-01-08 2022-10-25 江西理工大学 一种生物医用钛-铜微球集合型微球粉体、生物医用钛-铜合金及制备工艺
CN113106512A (zh) * 2021-04-26 2021-07-13 上海电气集团股份有限公司 一种燃料电池用钛基板的表面改性方法
CN117265606A (zh) * 2023-10-12 2023-12-22 广州工程技术职业学院 用于金属过滤网的电镀液、金属过滤网及其制备方法
CN117265606B (zh) * 2023-10-12 2024-04-26 广州工程技术职业学院 用于金属过滤网的电镀液、金属过滤网及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101643926B (zh) 一种无氰预镀铜电镀液
WO2010072121A1 (en) Electroplating method and electroplated product
CN113774442B (zh) 一种基于内生析出法的纳米复合镀层及其制备工艺
CN109576740B (zh) 光亮黑镍电镀液及其制备方法、电镀件及光亮黑镍的电镀方法
CN110592625A (zh) 一种钛合金表面石墨烯改性Cu-Zn复合镀层制备方法
CN103484909A (zh) 一种铁基五金件电镀的前处理方法
CN108220959A (zh) 一种塑料无铬粗化处理方法及其节水电镀方法
CN103215574B (zh) 一种镁合金化学镀镍溶液及其镀镍工艺
CN112680761B (zh) 一种镀镍铈合金软铜线生产工艺
WO2022170803A1 (zh) 一种强酸性条件下钢铁基体直接无氰镀铜电镀液及其制备方法
CN111349957A (zh) 一种表面无钯环保低成本活化电镀工艺
CN101311322B (zh) 一种电镀铁镍合金表面处理工艺及其电镀液
CN110846662B (zh) 一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料及其制备方法
CN103806033A (zh) 一种锌压铸件表面电镀金属层的方法
CN1058053A (zh) 钕铁硼合金电镀光亮镍的方法
CN111826642A (zh) 一种镀镍锡线的生产工艺
CN110592644A (zh) 一种钛合金表面纳米化辅助沉积Cu-石墨复合镀层的方法
CN104233296A (zh) 铝及铝合金镀银的方法
CN109652806B (zh) 一种以紫铜或黄铜为基材的亮锡汽车零部件的退镀液和退镀工艺
CN110129779B (zh) 一种铝合金表面化学浸镀铁的方法
CN111733432B (zh) 浸锌液及其制备方法、金属的表面处理方法、铝制件
CN103668391A (zh) 镁合金表面仿电镀处理方法及其产品
JPH0241588B2 (zh)
CN114259600B (zh) 具有Zn-Cu-Ti合金镀层的材料及其制备方法与应用
CN115233265A (zh) 一种提高电镀铜镍合金耐蚀性的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191220

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication