钛合金表面沉积镍层的制备方法

本发明属于钛合金表面处理，涉及一种钛合金表面沉积镍层的制备方法。

背景技术：

1、钛合金具有质量轻、强度高、耐热性好等优异特性，广泛应用于航空航天、生物医学、化工等领域。然而，钛合金在使用过程中存在加工硬化能力差、摩擦系数大、接触电阻大等缺点，且暴露在空气中极易形成一层致密的氧化膜，表面处理非常困难，尤其是具有曲面等复杂结构的钛合金。传统的钛合金表面处理需要专用设备和复杂工艺，成本较高，且无法有效地解决曲面问题，使其满足使用要求，因此需要提出一种较为适宜的钛合金表面处理技术解决方案。

2、在众多材料表面处理方法中，电沉积法具有灵活性高、工艺简单等优点，能够沉积单层或多层性能较好的金属层，以此改变钛合金表面的化学成分和结构，增强其硬度和强度，提高其导电性。但目前大多钛合金电沉积工艺局限于平面沉积，很少在曲面上成功电沉积金属层，能够沉积的金属层均匀度也很差，所以提供一种能够对钛合金曲面进行处理的电沉积工艺很有意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钛合金表面沉积镍层的制备方法，该方法克服了现有技术难以对钛合金曲面进行表面处理的缺陷，使钛合金曲面电沉积均匀的金属层成为可能。

2、本发明所采用的技术方案是，钛合金表面沉积镍层的制备方法，包括如下过程：

3、对钛合金依次进行机械打磨抛光、有机除油、喷砂、酸洗、电沉积镍及后处理。

4、本发明的特点还在于：

5、钛合金为tc6合金。

6、喷砂过程中砂子选用200#～400#的石英砂，喷砂压力0.3mpa～0.6mpa，喷砂距离8mm～12mm，喷砂角度45°。

7、酸洗具体过程为：浸泡在由7％～10％氢氟酸、10％～13％硝酸、77％～83％无水乙醇组成的混合酸洗溶液中20～40s。

8、电沉积镍过程中电沉积液包含的组分及含量为：六水合硫酸镍150g/l～160g/l、硫代硫酸钠15g/l～17g/l、十二烷基硫酸钠5g/l～30g/l、硼酸18g/l～30g/l；所述电沉积工艺参数为：温度50℃～60℃，ph值4～5.5，电流强度0.3a～0.7a，电沉积时间10min～30min。

9、本发明的有益效果是，本发明提供了一种沉积层性能稳定的钛合金表面电沉积工艺。钛合金表面加工硬化能力差、硬度低、导热导电等性能较差，表面极易生成一层天然氧化膜，通过本发明可以有效去除钛合金表面自然生成的氧化膜，在钛合金平面和曲面电沉积的镍层厚度均达到8-20μm，打破了目前钛合金应用的局限性，突破了钛合金曲面难以进行表面处理的限制，使钛合金曲面电沉积均匀的金属层成为可能，且镍层与钛合金之间无脆性金属间化合物生成，增大了钛合金硬度和强度。

技术特征：

1.钛合金表面沉积镍层的制备方法，其特征在于，包括如下过程：

2.根据权利要求1所述的钛合金表面沉积镍层的制备方法，其特征在于，所述钛合金为tc6合金。

3.根据权利要求1所述的钛合金表面沉积镍层的制备方法，其特征在于，所述喷砂过程中砂子选用200#～400#的石英砂，喷砂压力0.3mpa～0.6mpa，喷砂距离8mm～12mm，喷砂角度45°。

4.根据权利要求1所述的钛合金表面沉积镍层的制备方法，其特征在于，所述酸洗具体过程为：浸泡在由7％～10％氢氟酸、10％～13％硝酸、77％～83％无水乙醇组成的混合酸洗溶液中20～40s。

5.根据权利要求1所述的钛合金表面沉积镍层的制备方法，其特征在于，所述电沉积镍过程中电沉积液包含的组分及含量为：六水合硫酸镍150g/l～160g/l、硫代硫酸钠15g/l～17g/l、十二烷基硫酸钠5g/l～30g/l、硼酸18g/l～30g/l；所述电沉积工艺参数为：温度50℃～60℃，ph值4～5.5，电流强度0.3a～0.7a，电沉积时间10min～30min。

技术总结
本发明公开了一种钛合金表面沉积镍层的制备方法，具体按照如下步骤进行：步骤1：将钛合金加工为圆柱体，进行机械打磨抛光，后进行超声清洗；步骤2：对机械打磨好的钛合金进行有机除油；步骤3：采用喷砂机对钛合金进行喷砂；步骤4：对喷砂后的钛合金进行酸洗活化，随后再次清洗，最后得到预处理后的钛合金基体材料；步骤5：将酸洗活化后的钛合金进行电沉积，得到沉积镍层的钛合金，并进行后处理。本发明所采用的电沉积工艺可实现在钛合金平面和曲面成功沉积满足要求的镍层，得到的镍层与钛合金之间具有良好的结合力且无脆性金属间化合物生成，拓展了钛合金的应用，同时也突破了钛合金曲面难以进行表面处理的限制。

技术研发人员：孙利星,姜琪,张艺豪,张容焱,邹军涛,杨倩,梁淑华
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15