【摘 要】在硫酸鹽鍍銅溶液中在不同電壓下對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行電鍍?cè)赥C4合金表面獲得銅鍍層，采用劃痕法檢測(cè)在不同電壓下制備的銅鍍層的結(jié)合力。結(jié)果顯示：電壓對(duì)TC4鈦合金電鍍鍍層的結(jié)合力有一定的影響。

　　【關(guān)鍵詞】TC4鈦合金；電鍍；電壓

　　【Abstract】Obtain copper layer by plating copper on TC4 alloy in different voltage. Text the binding between substrate and layer of different voltage. The results show：The voltage have some impact on coating adhesion.

　　【keywords】TC4 alloy；plating；voltage

　　前 言

　　TC4鈦合金以其高的比強(qiáng)度和有意的耐腐蝕性已經(jīng)在航天航空工業(yè)、石油化工、機(jī)械制造、生物工程、船舶行業(yè)等得到了廣泛的應(yīng)用。但TC4鈦合金抗粘連能力差， 磨擦過(guò)程中易粘連和磨損， 電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率低， 不易承受釬焊。這些都限制了它的應(yīng)用范圍。所以研究在鈦合金上進(jìn)行電鍍勢(shì)在必行。

　　1、實(shí)驗(yàn)

　　1.1實(shí)驗(yàn)材料：TC4鈦合金（Ti-6Al-4V），TC4含鈦（Ti） 余量鐵（Fe）≤0.30，碳（C）≤0.10，氮（N）≤0.05，氫（H）≤0.015，氧（O）≤0.20，（Al）5.5～6.8，釩（V）3.5～4.5。試樣大小為若干個(gè)20mm×20mm×5mm長(zhǎng)方體。用1200#的砂紙打磨至表面光潔。然后用丙酮超聲波清洗10min。放在干燥皿中待用。

　　1.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將以上試樣用去離子水洗后的試樣迅速放入酸洗液（40%氫氟酸10ml+70%硝酸30ml+水60ml）中，酸洗1～2min，取出水洗。

　　活化：將表面粗化的試樣用鐵絲懸掛，浸沒(méi)于活化液（40%氫氟酸35ml+添加劑85ml）中反應(yīng)，十分鐘取出，式樣表面附著一層灰色沉積，水洗。

　　預(yù)鍍鎳：將經(jīng)過(guò)酸洗、活化的試樣在2.0V電壓條件下，在鍍液成份為氯化鎳150g、濃鹽酸30ml、去離子水1000ml中進(jìn)行預(yù)鍍鎳5min。

　　電鍍銅：將試樣分為四組，每組三個(gè)。將五組電壓分別為0.6V、1.0V、1.4V、1.8V在配方為五水硫酸銅150g、濃硫酸27ml、氯化鈉0.02g、去離子水1000ml、適量光亮劑的鍍液中下進(jìn)行電鍍十分鐘。取出進(jìn)行水洗風(fēng)干。

　　2、鍍層結(jié)合力的測(cè)試

　　通過(guò)刻劃法，在所鍍鍍層表面劃兩組相距三毫米的平行線正交，觀察形成的網(wǎng)格中鍍層脫落現(xiàn)象，宏觀表面形貌如下圖1所示。如圖a表示電壓為0.6V時(shí)鍍層刻劃的結(jié)果，網(wǎng)格中鍍層不起皮，結(jié)合力良好，但是較容易刻劃到基體，可能鍍層較薄。如圖b所示為鍍銅電壓為1.0V時(shí)刻劃后的鍍層宏觀形貌圖，由圖可知，刻劃網(wǎng)格中的鍍層未起皮，并且相比于0.6V時(shí)的鍍層刻劃，使勁刻也未刻到基體，表面結(jié)合力很好。如圖c為鍍銅電壓為1.4V時(shí)刻劃后的結(jié)果，刻劃網(wǎng)格內(nèi)的鍍層有起皮現(xiàn)象，但不是成片脫落，由此可知結(jié)合力不好。如圖d為鍍銅電壓為1.8V時(shí)，刻劃后的鍍層宏觀形貌圖，由圖可看出，刻劃后的網(wǎng)格內(nèi)鍍層成片起皮，整片脫落，鍍層結(jié)合力很差。

　　根據(jù)不同電壓下獲得的銅鍍層厚度繪制出電壓與鍍層厚度的關(guān)系圖如圖2。

　　結(jié)論

　　1、在鈦合金TC4表面電鍍銅的過(guò)程中，鍍銅電壓的變化影響鍍層的表面形貌，隨著電壓增大，鍍層表面更光亮致密。

　　2、不同的鍍銅電壓影響膜基之間的結(jié)合力，電壓偏大或偏小都會(huì)影響膜基之間的結(jié)合力，本實(shí)驗(yàn)超過(guò)1.4V時(shí)，膜基結(jié)合力變差。

　　3、在不同的鍍銅電壓條件下，膜層的厚度發(fā)生變化，本實(shí)驗(yàn)電壓在0.6V～1.0V范圍內(nèi)，隨著電壓的增加，鍍層厚度增大。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]王一棟，周海暉，劉文樂(lè)，等.鈦合金新型鍍鎳工藝的研究[J].Electroplating&Pollution Control，2007，27（2）：10-14.

　　[2]沈志超，謝發(fā)勤，吳向清，等.鈦合金銅鍍層的性能[J].中國(guó)表面工程，2012，25（5）：45-49.

　　[3]孫志華，劉佑厚，張曉云，等.鈦合金的電鍍工藝述評(píng)[J].腐蝕與防護(hù)，2005，26（11）：493-496.

　　[4]吳申敏.鈦合金電鍍新工藝及其應(yīng)用[J].上海航天，1994（3）：22-24.

　　[5]信世堡.鈦合金表面處理技術(shù)的新進(jìn)展（上）[J].表面工程資訊，2009（2）：1-5.

　　[6]屠振密，朱永明，李寧，等.鈦及鈦合金表面金屬電沉積的預(yù)處理問(wèn)題[J].中國(guó)表面工程，2010，23（2）：24-29.

　　[7]孫志華，劉佑厚，張曉云，等.鈦合金鍍銅工藝研究[J].材料腐蝕與表面工程，1994：1068-1072.

　　[8]張景雙，李萌初等.鈦材表面生成“活性膜”的研究[J].電鍍與環(huán)保，1993，13（5）：3-5.

　　[9]張宏祥，王為.電鍍工藝學(xué)[M].天津科學(xué)技術(shù)出版社，2002：130-153.

　　[10]付艷艷，宋月清，惠松驍.航空用鈦合金的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].稀有材料，2006，30（6）：850-856.