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電壓對TC4鈦合金電鍍銅的影響

發(fā)布時間: 2018-11-08 06:12:04    瀏覽次數(shù):

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)行電鍍勢在必行。

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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20mm×20mm×5mm長方體。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。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。

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2、鍍層結(jié)合力的測試

通過刻劃法,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,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。

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1)在鈦合金TC4表面電鍍銅的過程中,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影響膜基之間的結(jié)合力,本實(shí)驗(yàn)超過1.4V時,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。

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