[发明专利]一种镀覆厚金膜的钛板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料镀覆技术领域，特别涉及一种镀覆厚金膜(厚度为5～10μm)的钛板，同时本发明还涉及上述镀金钛板的制备方法。

背景技术

在武器材料、部件的生产中，常常要使用电化学表面加工处理工艺，如电解和电镀等，使部件表面形成特殊的功能涂层，以满足其使用性能和工作环境要求。目前国内外使用得较多的是贵金属涂层(金、银、铂和铑等)。在使用电化学处理工艺制备表面涂层的过程中，一般要使用惰性电极，如石墨、不锈钢、铅合金、镍合金、钛合金和钛合金/涂层电极等，由于电解/电镀一般是在酸性或碱性溶液环境中使用，使用环境苛刻，不仅要求电极本身具有优良的电化学催化反应活性和导电性能，而且要求电极具有优良的耐腐蚀性和电化学稳定性，尽可能降低电化学反应过程的能耗。

金在水溶液中具有很高的电极电位，具有很强的化学稳定性和耐腐蚀性，在许多种酸、碱和氧化性介质中都不发生溶解。

Au→Au⁺+e

Au→Au³⁺+3e

为标准电极电位。

钛的致钝电位较负，表面极易形成一层薄而致密的氧化物膜，在许多介质中具有很强的钝化倾向和钝态稳定性。钛在许多介质(如酸性、中性、弱还原性和氧化性介质等)中具有优良的耐腐蚀性，特别是具有优良的抗局部腐蚀(点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、磨蚀、疲劳腐蚀和应力腐蚀等)性能。

钛表面涂覆金的电极既能够保持优良的电化学催化反应活性和导电性，又具有很强的耐腐蚀性和电化学稳定性。这种电极即使使用在含氯化物的溶液中，仍然具有良好的耐蚀性。如果使钛与镀金层结合牢固，镀金层致密且具有一定厚度，这样制得的电极在电化学工作环境(电解/电镀)中具有良好的电化学活性、稳定性和优良的导电性，能够满足长时间大电流电解/电镀工作的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种镀覆厚金膜的钛板，其特征在于，以钛板为基体，钛板厚度为1～3mm，镀金层厚度为5～10μm。

本发明的另一目的是提供一种上述镀金钛板的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)选取厚度为1～3mm的钛板为基板；

(2)钛板表面处理：喷砂处理8～20分钟，去除机加工痕迹，增加粗糙度，获得较新鲜的表面，有利于提高镀层的结合力；超声清洗8～20分钟，用浓度为40％的NaOH热碱液清洗，去除基板表面因存放或机加工而吸附的油污；采用热20％HF-20％HCl或20％HF-20％HNO₃混合酸浸蚀基板8～20分钟，去除基板表面的氧化膜；

(3)化学镀镍：

采用弱碱性化学镀镍液，在基板上镀覆镍底层，采用的镀镍液的成分为：25～40g/L的NiSO₄·7H₂O，10～25g/L的NaH₂PO₂·H₂O，40～60g/L的NH₄Cl，70～90g/L的Na₃C₆H₅O₇·2H₂O；其pH值为8～9.5；工艺温度为75～90℃，工艺时间为8～20分钟；镀镍后放入清水中清洗干净，镀镍层厚度为1～2μm；

采用化学镀镍底层的目的，一是防止钛合金基体新鲜表面在电镀前形成氧化物钝化膜；二是保证电镀出结合力和致密度合格的金镀层；

(4)电镀金：

采用双脉冲电镀工艺镀金，采用电镀液的成分为8～15g/L的KAuCN，pH值为3.8～5.2，温度为30～35℃；钛板作阴极，阴极转速为5～15m/min，铂钛网作阳极；脉冲参数为：平均电流密度为0.7～1.2A/dm²，峰值电流密度为4.5～5.5A/dm²，占空比为1∶3～1∶5，频率为750～850Hz；电镀时间为36～60小时，镀金后放入清水中清洗干净，镀层厚度5～10μm；

金电镀时采用周期换向双脉冲电流，大幅度短时间的反向脉冲所引起的高度不均匀阳极电流分布，使镀层凸处被强烈溶解而整平。双脉冲电镀金的显著优点是：(1)镀层结晶细致、光亮，孔隙率低；(2)镀层厚度均匀，整平性好；(3)消除氢脆，减少镀层内应力；(4)提高镀层结合力；(5)镀层沉积速度加快。采用双脉冲电镀金可使镀层的耐温、耐磨、焊接、韧性、防腐、导电率、光洁度等性能指标成倍提高，并可大幅度节约金(节约20～50％)，节约添加剂(如光亮剂节约50～80％)；