一种钛合金表面电镀方法与流程

本技术涉及钛合金表面电镀，具体涉及一种钛合金表面电镀方法。

背景技术：

1、钛是一种重要的结构金属，而钛合金具有强度高、密度低、耐蚀性好、耐热性高的特点，使得钛合金被广泛应用于各个领域。为了提高钛及钛合金在各种应用中的性能和功能性，一般需要对钛及钛合金的表面进行电镀处理。而在传统的钛及钛合金的表面电镀过程中，阴极的电流密度通常会被设置为一个较大的定值，以提高钛及钛合金的表面镀层结晶的沉积速度，但是过高的电流密度会造成镀层结晶粗大甚至烧焦，降低钛合金表面镀层的电镀质量。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种钛合金表面电镀方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种钛合金表面电镀方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种钛合金表面电镀方法，该方法包括以下步骤：

4、采集各采样时刻的电流密度和表面镀层结晶灰度图像；

5、使用fcn语义分割模型获取表面镀层结晶灰度图像的各镀层结晶区域，根据像素点的灰度值分布获取镀层结晶区域的各镀层结晶行分布序列和镀层结晶列分布序列，使用波峰波谷二阶差分识别算法获取镀层结晶行分布序列和镀层结晶列分布序列的各峰谷数据点；根据镀层结晶行分布序列中的峰谷数据点和序列长度获取各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行凹凸系数；根据峰谷数据点所在波峰和波谷的宽度获取各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行粗粒程度；根据镀层结晶行凹凸系数和镀层结晶行粗粒程度获取各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行细腻平整度及镀层结晶列分布序列的镀层结晶列细腻平整度；根据镀层结晶行细腻平整度和镀层结晶列细腻平整度获取各镀层结晶区域的镀层结晶综合细腻平整度；根据镀层结晶综合细腻平整度构建镀层结晶细腻平整变化序列，使用最小二乘法获取镀层结晶细腻平整变化序列的镀层结晶细腻平整变化拟合直线；根据镀层结晶细腻平整变化序列和镀层结晶细腻平整变化拟合直线的斜率获取钛合金的镀层结晶细腻平整劣化趋势指数；使用svm支持向量机模型获取镀层结晶综合细腻平整度阈值，根据镀层结晶综合细腻平整度阈值和镀层结晶细腻平整劣化趋势指数获取电流密度调节指数；

6、根据电流密度调节指数获取电流密度调节值，完成对钛合金在电镀过程中的电流密度进行自适应地调整。

7、进一步，所述根据像素点的灰度值分布获取镀层结晶区域的各镀层结晶行分布序列和镀层结晶列分布序列，使用波峰波谷二阶差分识别算法获取镀层结晶行分布序列和镀层结晶列分布序列的各峰谷数据点，包括：

8、对于各镀层结晶区域，将镀层结晶区域中的每一行的所有像素点的灰度值按照像素点的横坐标的升序进行排列，构建镀层结晶区域的各镀层结晶行分布序列；将镀层结晶区域的每一列的所有像素点的灰度值按照像素点的纵坐标的升序进行排列，得到镀层结晶区域的各镀层结晶列分布序列；

9、使用savitzky-golay平滑算法对镀层结晶行分布序列中的数据进行平滑处理，获取镀层结晶行分布平滑序列，将镀层结晶行分布平滑序列作为波峰波谷二阶差分识别算法的输入，输出为镀层结晶行分布平滑序列中所有的波峰数据点和波谷数据点，将波峰数据点和波谷数据点统称为峰谷数据点；

10、对于各镀层结晶列分布序列，使用与镀层结晶行分布序列相同的方法，获取镀层结晶列分布序列的峰谷数据点。

11、进一步，所述根据镀层结晶行分布序列中的峰谷数据点和序列长度获取各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行凹凸系数，包括：

12、对于各镀层结晶行分布序列，计算镀层结晶行分布序列中所有数据值的均值，计算镀层结晶行分布序列中各峰谷数据点的值与所述均值的差值绝对值；

13、计算镀层结晶行分布序列中峰谷数据点的个数与镀层结晶行分布序列的长度的比值，将镀层结晶行分布序列中所有峰谷数据点的所述差值绝对值与所述比值的乘积的和值作为各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行凹凸系数。

14、进一步，所述根据峰谷数据点所在波峰和波谷的宽度获取各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行粗粒程度，包括：

15、使用半高宽法计算所有峰谷数据点的波峰和波谷的宽度；

16、对于各镀层结晶行分布序列，计算镀层结晶行分布序列中所有峰谷数据点的所述宽度的均值，计算镀层结晶行分布序列中所有峰谷数据点的所述宽度的和值，计算所述和值与镀层结晶行分布平滑序列的长度的比值，将所述均值与所述比值的乘积作为各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行粗粒程度。

17、进一步，所述根据镀层结晶行凹凸系数和镀层结晶行粗粒程度获取各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行细腻平整度及镀层结晶列分布序列的镀层结晶列细腻平整度，包括：

18、对于各镀层结晶行分布序列，计算镀层结晶行分布序列的镀层结晶行凹凸系数和镀层结晶行粗粒程度的乘积，将所述乘积与预设调参常数的和值的倒数作为各镀层结晶行分布序列的镀层结晶行细腻平整度；

19、对于各镀层结晶列分布序列，采用与镀层结晶行分布序列一样的方法获取各镀层结晶列分布序列的镀层结晶列细腻平整度。

20、进一步，所述根据镀层结晶行细腻平整度和镀层结晶列细腻平整度获取各镀层结晶区域的镀层结晶综合细腻平整度，包括：

21、对于各镀层结晶区域，计算镀层结晶区域中所有镀层结晶行分布序列的镀层结晶行细腻平整度的均值作为第一均值，计算镀层结晶区域中所有镀层结晶列分布序列的镀层结晶列细腻平整度的均值作为第二均值，将所述第一均值与第二均值的乘积作为各镀层结晶区域的镀层结晶细腻平整度。

22、进一步，所述根据镀层结晶综合细腻平整度构建镀层结晶细腻平整变化序列，使用最小二乘法获取镀层结晶细腻平整变化序列的镀层结晶细腻平整变化拟合直线，包括：

23、将钛合金在所有采样时刻的镀层结晶区域的镀层结晶综合细腻平整度按照时间的升序顺序进行排列，获取钛合金的镀层结晶细腻平整变化序列；

24、以时间为横坐标、镀层结晶综合细腻平整度为纵坐标，使用最小二乘法对镀层结晶细腻平整变化序列中的数据进行线性拟合，得到镀层结晶细腻平整变化序列的镀层结晶细腻平整变化拟合直线。

25、进一步，所述根据镀层结晶细腻平整变化序列和镀层结晶细腻平整变化拟合直线的斜率获取钛合金的镀层结晶细腻平整劣化趋势指数，包括：

26、计算镀层结晶细腻平整变化序列的赫斯特指数，计算所述赫斯特指数与预设常数的差值绝对值，计算以自然常数为底、以镀层结晶细腻平整变化拟合直线的斜率为指数的指数函数的计算结果，将所述差值绝对值与所述计算结果的比值作为钛合金的镀层结晶细腻平整劣化趋势指数。

27、进一步，所述使用svm支持向量机模型获取镀层结晶综合细腻平整度阈值，根据镀层结晶综合细腻平整度阈值和镀层结晶细腻平整劣化趋势指数获取电流密度调节指数，包括：

28、获取预设个数的钛合金在电镀过程中各个采样时刻的镀层结晶区域的镀层结晶综合细腻平整度，将得到的所有镀层结晶综合细腻平整度作为svm支持向量机模型的输入，获取镀层结晶综合细腻平整度阈值；

29、计算第t个采样时刻的镀层结晶区域的镀层结晶综合细腻平整度与镀层结晶综合细腻平整度阈值的差值绝对值，计算镀层结晶细腻平整劣化趋势指数与预设调参常数的和值，将所述差值绝对值与所述和值的比值的归一化值作为第t+1时刻的电流密度调节指数。

30、进一步，所述根据电流密度调节指数获取电流密度调节值，表达式为：

31、

32、式中，为第时刻的电流密度调节值；表示钛合金在第个时刻的电流密度；表示钛合金在第个时刻的电流密度调节指数；、分别表示钛合金在电镀过程中的最大、最小电流密度；表示钛合金在第个时刻的镀层结晶区域的镀层结晶综合细腻平整度；表示镀层结晶综合细腻平整度阈值。

33、本发明至少具有如下有益效果：

34、本发明提出一种钛合金表面电镀方法，通过分析钛合金的镀层结晶区域构建的镀层结晶行分布序列中数据的分布情况构建镀层结晶行细腻平整度，其有益效果在于考虑了钛合金表面的镀层结晶在镀层结晶区域中每一行的凹凸分布的特征以及镀层结晶粒度的粗细程度，对镀层结晶区域中每一行的镀层结晶的细腻平整程度进行区分；其次，结合镀层结晶行细腻平整度和镀层结晶列细腻平整度构建镀层结晶综合细腻平整度，其有益效果在于考虑了因钛合金表面镀层结晶电镀质量较差而引起钛合金表面的镀层结晶不能形成细腻平整镀层的情况，能够更准确地对钛合金在不同电镀时刻的表面镀层的电镀质量进行评估；通过分析镀层结晶综合细腻平整度构建的镀层结晶细腻平整变化序列中数据的变化情况构建镀层结晶细腻平整劣化趋势指数，并结合使用svm支持向量机获得的镀层结晶综合细腻平整度阈值构建电流密度调节指数，其有益效果在于考虑了钛合金表面电镀锌过程中，由锌负极和基底材料的晶格常数存在差异而引起钛合金表面的镀层结晶的细腻平整程度出现持续下降趋势的特征，提高了因电流密度较高或因锌负极和基底材料的晶格常数存在差异而引起钛合金表面镀层质量变差的这两种原因的区分度，进而提高对电流密度的调节程度的精度；基于电流密度调节指数对钛合金在电镀过程中的电流密度进行自适应地调节，其有益效果在于能够在保持钛合金表面镀层的电镀质量的同时，尽可能地提高钛合金的表面镀层结晶的沉积速度。