钛及钛合金的前处理

第五节　钛及钛合金的前处理

在钛及钛合金表面镀上一层适当的金属，可改善其易划伤、咬死，导电、导热性差，缺乏高温耐蚀性的缺点，改善其特性。

钛和铝、镁一样，表面也会迅速生成一层氧化膜，必须采取适当的措施或镀后进行热处理，才能得到结合力良好的镀层。通常可采用以下几种方法进行处理。

一、侵蚀活化法

经侵蚀活化法处理完后，可直接进行电镀其他金属，故又称为钛上直接电镀法。钛及钛合金按一般方法脱脂后，首先进行强侵蚀。

1．强侵蚀工艺

氢氟酸(HF，40%)　　　　　　　　　　　　　　　50～70mL/L

硝酸(HNO₃，65%)　　　　　　　　　80～100mL/L

过氧化氢(H₂O₂，30%)　120～200mL/L，其余为水

温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 室温

时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5～10min

2．活化

方法一:

盐酸(HCl，37%)　　　　　　　　　　　　　　　　500mL/L

三氯化钛(TiCl₃，15%～20%)　　　　 10～20mL/L

活化剂A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2g/L

温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 室温

时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表面形成灰黑色活化膜

方法二:

甲酰胺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　500～800mL/L

氢氟酸(HF，40%)　　　　　　　　　　　　　　　　100～150mL/L

活化剂B　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2～3g/L

温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　室温

时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表面形成灰黑色活化膜

活化后就可在钛及其合金上直接电镀，镀后也不需要进行热处理。

活化剂A和B是哈尔滨工业大学研制的产品。

二、化学侵蚀法

(1)除油。按一般钢铁件脱脂工艺进行。

(2)预侵蚀。

氢氟酸(HF，60%)　　　　　　　　　　　　　　　　　1份(体积)

硝酸(HNO₃)　　　　　　　　　　　　　　3份(体积)

温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　室温

时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　冒红烟

该工艺适用于纯钛及钛合金。

(3)侵蚀。

氢氟酸(HF，60%)　　　　　　　　　　　　　　　　　　48mL/L

重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇·2H₂O)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　250g/L

温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　82～100℃

时间 20min

该工艺适用于纯钛及钛合金。

(4)电镀。最好先预镀一层镍(1μm以上)，然后再镀所需要的金属镀层。

(5)热处理。为保证镀层具有良好的结合力，应再进行一次热处理，温度为540～800℃，时间1～4h。

三、电化学侵蚀

(1)除油和化学侵蚀。按化学侵蚀法进行。

(2)电化学侵蚀。

醋酸(CH₃COOH)　　　　　　　　　　　　　　　875mL/L

氢氟酸(HF，60%)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　125mL/L

温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＞50℃

先化学侵蚀10～15min，再通上交流电，在电压为40V和电流密度为2A/dm²条件下电解10min即可。该法适用于纯钛及一般钛合金。电化学侵蚀完后，即可电镀其他金属。

四、活化、浸镀镍

该法是在活化钛基体上进行预浸镍，获得一层致密、结合力良好的浸镀层，呈黄褐色，具有催化活性，在其上可直接化学镀镍。

活化、浸镀镍工艺如下。

(1)除油。与前述方法相同。

(2)化学侵蚀。

盐酸(HCl，37%)　　　　　　　　　　　94%～96%(质量)

氢氟酸(HF，70%)　　　　　　　　　　 4%～6%(质量)

温度　　　　　　　　　　　　　　　　室温

时间　　　　　　　　　　　　　　　　2min

(3)浸镀镍。由于浸镀液中加入了氟离子，对钛表面起侵蚀及活化作用。同时又含乳酸络合剂，使镍离子呈络合状态，这样，浸镀时的置换反应得以缓慢进行，从而可得到良好、致密，并具有活化作用的镀层。浸镀镍镀液组成及工艺条件如下。

乙二醇(C₂H₆O₂)　　　　　　　　　　700mL/L

醋酸(CH₃COOH)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　180mL/L

氟化氢铵(NH₄HF₂)　　　　　　　　　　　　　　　35g/L

氯化镍(NiCl₂·6H₂O)　　　　　　　　　　　　　20g/L

乳酸(C₃H₆O₃)　　　　　　　　　　　20mL/L

硼酸(H₃BO₃)　　　　　　　　　　　　　　　　　 50g/L

温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＞50℃

pH值　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5.0～5.5

时间　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　30min

(4)化学镀镍。可在常规的化学镀镍中进行。