本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种阳极活化钛合金电镀铜的方法。
背景技术：
钛合金以其优良的耐蚀性、极高的强度比而被誉为第三金属，在航空航天等工业中得到了极其广泛的应用。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，特别是工作环境复杂的钛合金零件，一旦发生氢脆将会导致严重的后果。因此在电镀或化学镀的过程中，控制渗氢量显得极为重要。
现有公开的钛合金电镀铜方法，主要包括除油、吹砂、活化、氢化、预镀镍、氰化镀铜等工序，其活化处理工序或氢化处理工序通常采用含有氟硼酸、氢氟酸或浓度较高等强腐蚀酸性溶液对钛合金零件进行浸蚀处理，以达到活化钛合金零件表面提高电镀结合力的目的，该类强腐蚀酸性溶液对钛合零件进行预处理存在基体材料渗氢量大、废水处理困难，对环境污染大等缺点。而另外现有钛合金电镀铜方法采用的直流电镀方法对零件基体材料的渗氢量较大，而且当镀层厚度大于0.05mm时，存在镀层粗糙的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，具有渗氢量少、镀层平整的优点。
本发明一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，包括：
a、阳极活化：将钛合金零件置于预镀镍槽中阳极上，用0.3～0.5a/dm2的电流密度对零件通电处理2～5min；
b、预镀镍：在室温下，将阳极活化后的钛合金零件置于铜槽中进行电镀；其中，电镀采用的阴极电流密度4～5a/dm2，电镀时间为5～8min；
c、镀铜：在铜槽中，将预镀镍后的钛合金零件采用双向脉冲电流进行镀铜，即得。
进一步的，上述一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，还包括在阳极活化前对钛合金零件进行预处理步骤，所述预处理步骤包括将钛合金零件进行除油处理和吹砂处理。
上述一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，所述除油处理为有机溶济除油、电化学除油或化学除油处理中的一种。
进一步的，上述一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，所述吹砂工序为干式吹砂法或湿式吹砂法；所述干式吹砂法为采用压力0.2～0.3mpa、粒度为80～120目的金钢砂，对钛合金零件表面进行喷砂处理，除去零件表面氧化层。
进一步的，上述一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，a步骤中所述镍槽为氯化镍和盐酸组成的镍电镀槽；其中，氯化镍与盐酸重量比为200～250:180～220。
进一步的，上述一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，其中c步骤中所述铜槽为氰化亚铜、氰化钠、碳酸钠、氢氧化钠和酒石酸钾钠组成的铜电镀槽；其中，按照重量比，氰化亚铜:氰化钠:碳酸钠:氢氧化钠:酒石酸钾钠＝38～42:55～65:32～38:12～18:35～45。
进一步的，上述一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，其中c步骤中所述双向脉冲电流的频率为500～2000hz，正相占空比为10～20％，负相占空比为10～20％，正相平均电流密度0.8～1.2a/dm2，负相平均电流密度3～5a/dm2。
进一步的，上述一种阳极活化钛合金电镀铜的方法，其中c步骤中镀铜温度为10～60℃。
本发明的原理：金属零件置于阳极时被氧化最外层金属溶解并析出氧气，金属零件置于电解池阴极被还原形成电镀层并析出氢气。
本发明的有益效果是：
(1)采用在预镀镍槽中通阳极电流进行阳极活化，根据电解原理，阳极活化过程中，零件表面析出的是氧气，从而大减小了活化过程基体材料的渗氢量，环境污染小；
(2)采用双向脉冲电流对钛合金零件进行镀铜，当零件通负相电流时，零件表面发生电沉积同时析出氢气，当零件通正相电流时，根据电解原理，零件表面发生部分镀层溶解，同时析出氧气，氧气与氢气发生化学反应生成水，大大降低了零件表面的氢的浓度，从而大大降低了零件在电镀过程中基体材料的渗氢量；
(3)采用双向脉冲电流对钛合金零件进行镀铜，当零件通正相电流时，零件表面发生部分镀层溶解，根据尖端放电原理，可使零件表面凸起的镀层优先溶解，从而提高了镀层的平整性。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
根据本发明，钛合金电镀铜工艺流程，主要包括除油、吹砂、阳极活化、预镀镍、镀铜工序。并按以下步骤进行电镀。
(1)除油工序：采用有机溶济除油。
(2)吹砂工序：可采用干式吹砂法，压力0.2mpa，80目的金钢砂对钛合金零件进行喷砂处理，吹除零件表面氧化层。
(3)阳极活化：
1l溶液中含有：氯化镍200g，盐酸(密度1.19g/ml)180g；
阳极电流密度：0.3a/dm2；
工作温度：20℃；
电镀时间：2min。
(4)预镀镍
1l溶液中含有：氯化镍200g，盐酸(密度1.19g/ml)180g；
阴极电流密度：4a/dm2；
工作温度：20℃；
电镀时间：5min。
(5)镀铜
溶液组成为：氰化亚铜40g/l，氰化钠60g/l，氢氧化钠15g/l，碳酸钠35g/l，酒石酸钾钠40g/l；
电流参数：脉冲频率(500～2000)hz，正相占空比为20％，负相占空比为20％，正相平均电流密度1a/dm2：负相平均电流密度4a/dm2；
工作温度：20℃。
实施例2
根据本发明，钛合金电镀铜工艺流程，主要包括除油、吹砂、阳极活化、预镀镍、镀铜工序。并按以下步骤进行电镀。
(1)除油工序：采用电化学除油。
(2)吹砂工序：可采用干式吹砂法，压力0.3mpa，120目的金钢砂对钛合金零件进行喷砂处理，吹除零件表面氧化层。
(3)阳极活化：
1l溶液中含有：氯化镍250g，盐酸220g；
阳极电流密度：0.5a/dm2；
工作温度：30℃；
电镀时间：5min。
(4)预镀镍
1l溶液中含有：氯化镍230g，盐酸(密度1.19g/ml)200g；
阴极电流密度：4.5a/dm2；
工作温度：25℃；
电镀时间：7min。
(5)镀铜
溶液组成为：氰化亚铜38g/l，氰化钠55g/l，氢氧化钠12g/l，碳酸钠32g/l，酒石酸钾钠35g/l；
电流参数：脉冲频率(500～2000)hz，正相占空比为20％，负相占空比为20％，正相平均电流密度1a/dm2：负相平均电流密度4a/dm2；
工作温度：40℃。
实施例3
根据本发明，钛合金电镀铜工艺流程，主要包括除油、吹砂、阳极活化、预镀镍、镀铜工序。并按以下步骤进行电镀。
(1)除油工序：采用化学除油。
(2)吹砂工序：可采用湿式吹砂法，压力0.2mpa，100目的金钢砂对钛合金零件进行喷砂处理，吹除零件表面氧化层。
(3)阳极活化：
1l溶液中含有：氯化镍240g，盐酸210g；
阳极电流密度：0.4a/dm2；
工作温度：24℃；
电镀时间：4min。
(4)预镀镍
1l溶液中含有：氯化镍250g，盐酸(密度1.19g/ml)220g；
阴极电流密度：5a/dm2；
工作温度：30℃；
电镀时间：8min。
(5)镀铜
溶液组成为：氰化亚铜42g/l，氰化钠65g/l，氢氧化钠18g/l，碳酸钠38g/l，酒石酸钾钠45g/l；
电流参数：脉冲频率(500～2000)hz，正相占空比为20％，负相占空比为20％，正相平均电流密度1a/dm2：负相平均电流密度4a/dm2；
工作温度：60℃。
采用不同的钛合金电镀铜工艺，分别采用不同的活化方法和电镀电流，在相同成份的电镀铜槽液中，对上述实施例中电镀铜的tc4钛合金试样电镀厚度为0.005mm的铜层，用氢含量检测仪检测试样电镀前后的氢含量(分别检测5个试样，取平均值)，计算出各电镀工艺的渗氢量见下表1。
表1各电镀工艺渗氢量检测结果
从表1中各对照组及实施组的测试数据说明，本发明的电镀工艺渗氢量明显低于对照组。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。