● 钛电镀最新创新工艺

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  • 时间:2018-10-09 16:24
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钛电镀最新创新工艺

  •       钛电镀工艺日异创新,钛电镀最新创新工艺于航天航空工业有了显著的突破。航空航天工业是一个国家经济与军事力量的重要组成部分,就拿美国来说,该行业直接雇用了50万名美国工人,另还有70万人从事相关上下游行业,其主要制造商波音和洛克希德马丁为各国航空公司和美国国防工业生产飞机。而且美帝在航空航天产品上每年出口额达到1300亿美元,贸易余额达到900亿美元,这是美国工业出口的最高盈余项目。
     
  •     一直以来,航天事业的发展都离不开钛这个元素。因为其重量轻,质量好,一直被用来制作机翼、方向盘、液压系统等其他零部件,现代航空航天工业大部分依靠钛和钛合金制造各种飞机零部件。如军用飞机,歼20,F-22,F-35和UH-60黑鹰直升机,以及商用飞机,C919,波音B787和空中客车A380等。就在一个多月前美国因“间碟门”事件,欲对俄罗斯官员和企业实施严厉制裁,两国关系一度达到冰点,对峙之下,莫斯科的议员放风要禁止向美国出售钛材后,美帝就扛不住认怂了! 因为一架波音777飞机上有300万个零件,钛材料的比重占到了8.5%到12%不等。

 

航空航天钛电镀的重要性
  •        无论是在飞机制造,火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、医疗中使用钛金属电镀都是极为重要加工工艺。因为虽然钛及其合金具有很高的强度重量比,耐腐蚀性能优异,中温性能好。但是由于钛及钛合金却有耐磨性能差,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。
  •       通过电镀工艺予以处理,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。

 

在钛上面电镀
 
  •       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国际上研究的重点。目前也只有少数几个航空航天金属表面处理公司拥有成功将金属镀覆到钛表面的专业技术。今天我们乐将团队就给大家献上几个最新而有含量的技术工艺供各位同仁参考试用。

一, 大家可能知道一般日资电镀厂在钛上工艺会选择以下前处理,即在电镀之前:

1.   钛材产品用黑色金属喷沙,然后在电镀之前使用下列溶液浸铜。

 
 
 

硫酸铜             200克/升

硫酸                40克/升

硫酸铝             24克/升

润湿剂              0.1%

(注:此配方中也有人使用硫酸锌代替硫酸铜,据说能提高结合力)

 
 
 

2.在下面的溶液中以80度的温度浸泡1分钟

 
 
 

重铬酸钠            100克/升

硫酸铜                5克/升

氢氟酸(52%)   50ml / 升

 
 
 

二, 强力喷沙(包括湿式和干式)可以去除钛产品上的脏物与氧化物并达到粗糙表面增加与镀层结合的目的,但这种力也会导致产品变形与尺寸变化影响产品精度。所以找到一种替代有效的方法是很多我们乐将平台上会员常常问起的,经过深入研究我们发现前处理可以用以下方法:

1.     膨胀钛产品先在诸如二甲苯的溶剂中脱脂,然后将其放入以下溶液中以溶解产品氧化物表层,配方是

 
 
 

氟化氢铵    70克/升

氟化铵       6克/升

温度          室温

时间          70秒

 
 
 

2.     再将经过上述处理的钛产品置于下面配方溶液中阴极电解活化,配方是

 
 
 

磷酸                     1%

硫酸(SP光谱级)  1.05克

电流                     1A/DM2

时间                     10分钟

 
 
 

在上述过程中,利用阴极析出的氢气与干净的钛表面反应结合,形成了钛氢化物层。

3.     接下来一步是及时转入电镀镍缸镀上镍层,配方就是

 
 
 

NiSO 4 ·6H 2 O   350克/升

 NiCl 2 ·6H 2 O   45克/升

H 3 BO 3             35克/升

电流                     5A/DM2

时间                     1.5分钟

镀完镍后有了底镀层,水洗干净后就可以转入其它要求的镀种了。

 
 
 

三,很多平台上朋友还有给我们发来咨询的是:站长你好,我们厂很多钛产品需要镀化学镍的性能,那怎么解决呢?针对此我们乐将团队再分享另一种方法。

广泛应用于航空航天的钛合金被称为Ti-6Al-4V 。但我们提供的这个工艺不但可以用在这种材料上面,同样适合各类钛及钛合金。

1.   用50体积%的盐酸水溶液化学浸泡钛产品,以除去大多数在产品表面上的氧化物,时间约15分钟。

2.   在盐酸浸泡之后,用去离子水冲洗,之后将产品放入以下溶液中活化:

 
 
 

30体积%浓硝酸      100-200毫升/升

氢氟酸                    50毫升/升

 
 
 

浸泡后不久,在产品上会形成气泡,浸泡持续约1分钟,这样产品就活化好了。

3.  水洗后再进入以下溶液中处理15分钟

 
 
 
87.5体积%冰乙酸,12.5体积%氢氟酸,按1:1加水
 
 
 

4.  进入冲击镍打底

 
 
 

盐酸        100克/升

氯化镍     200克/升

电压        3-5伏

时间        2-3分钟

这样就能形成约10-25微英寸厚的镍触击层。

 
 
 

5. 进入化学镀镍

 
 
 
配方大致为:28克/升六水合硫酸镍,17克/升乙酸钠,24克/升次磷酸钠,0.0015克/升乙酸铅,pH值为4.6,温度为82-88℃。
 
 
 

6. 在化学镍镀完所需厚度之后,为加强结合力,(在产品镀完3个小时以内)还需要在在惰性气体如氮气或真空中进行热处理。温度保持在435-445摄氏度,最佳温度为440摄氏度的氮气炉中约60-65分钟,然后关闭炉子的电源,并将该电炉冷却至室温后并从炉中取出。


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