[发明专利]一种TC2钛合金电镀铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在钛合金表面电镀铜的方法，具体涉及一种TC2钛合金电镀铜的方法。

背景技术

钛合金具有许多优良的性能，已应用于航空、航天、航海及化工设备中，常以比重轻、抗腐蚀性优良等优点应用航空产品中，在苏-27飞机上各种钛合金零件的重量约占飞机结构重量的15％，美国第三代战斗机F-14、第四代战斗机F-22上的钛合金用量已达飞机结构总重量的24％和41％，并且在新研飞机中钛合金的使用比例仍呈上升趋势。尽管钛合金具有诸多优点，但由于它存在成本高、刚性低、耐磨性差、对热盐腐蚀性敏感、表面膜的导热及导电性低、焊接困难、易与镉等金属发生接触腐蚀等缺点使其在应用上受到了一定的限制。铜是玫瑰红色富有延展性的金属，铜镀层为浅红色或玫瑰红色，镀层均匀、细致，具有稳定防止渗碳、渗氮能力和良好导电能力。在钛合金表面电镀铜，不仅保留了钛合金自身的优良性能，又可提高钛合金材料的导电性，又可防止其与镉金属发生接触腐蚀，进而提高其综合性能。但是钛合金表面只要暴露在空气和水溶液就会立即形成氧化膜，该膜层不活泼，无法再进行表面电镀，而且经处理完毕的钛合金表面暴露在空气或水中时又会立即重新生成氧化膜，即使在其表面镀上铜层，其与镀覆层的结合力也不牢固，在其表面经常会出现剥落、鼓泡、破裂、烧焦、黑点、粗糙、毛刺、树枝状、条纹状或海绵状等缺陷。因此在钛合金表面电镀铜的工艺中，如何保证和提高钛合金表面与镀覆层的结合力，是本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种TC2钛合金电镀铜的方法，该方法保证并提高TC2钛合金表面与镀覆层的结合力，避免电镀后TC2钛合金表面出现剥落、鼓泡、破裂、烧焦、黑点、粗糙、毛刺、树枝状、条纹状或海绵状等缺陷，提高TC2钛合金材料的导电性能并防止其与镉金属发生接触腐蚀，进而提高TC2钛合金材料的综合性能。

本发明采用的技术方案为：

一种TC2钛合金电镀铜的方法，包括如下步骤：

1)选用颗粒尺寸不大于60目的刚玉砂对TC2钛合金进行喷砂处理，喷砂压力为0.3MPa～0.5MPa；

2)将喷砂后的TC2钛合金在下列酸性溶液和条件下进行活化处理，使TC2钛合金表面去除厚度2μm～7μm；

酸性溶液组成为：盐酸(ρ＝1.19g/ml)40ml/l～50ml/l，体积百分比为40％的氢氟酸25ml/l～30ml/l，余量为水；

活化条件为：温度18℃～25℃，时间30s～45s。

3)将活化后的TC2钛合金在温度为18-25℃的硫酸和盐酸混合溶液中放置30min～60min进行氢化处理，硫酸和盐酸的混合溶液具体为：

硫酸ρ＝1.84g/ml    430g/L～570g/L，

盐酸ρ＝1.19g/ml    195g/L～225g/L，

水                  余量。

4)对氢化后的TC2钛合金在下列溶液和条件下进行镀铜，

溶液组成如下：

条件：温度50℃-60℃、电流密度1A/dm²-2A/dm²、沉积速度为0.3μm/min-1μm/min。电镀时间为10min～60min。

通常，为了提高防接触腐蚀，电镀时间优选15min～40min；为了提高导电性，电镀时间优选10min～60min。

5)对已镀铜的TC2钛合金进行钝化处理：在室温下，于钝化溶液中静置1min～2min；所述的钝化溶液组成为：铬酸酐100g～200g/L，硫酸2g/L～4g/L，余量为水。

6)对钝化后的TC2钛合金进行热处理，热处理的温度为200℃～220℃，时间为55min～65min。

本发明一种TC2钛合金电镀铜的方法具有以下有益效果：

通过本发明方法对TC2钛合金进行电镀铜，使得TC2钛合金不仅保留了自身的优良性能，又提高了TC2钛合金材料的导电性，且防止TC2钛合金与镉金属发生接触腐蚀，进一步提高TC2钛合金的综合性能。

本发明方法通过喷砂、活化和氢化处理后对TC2钛合金进行电镀铜，其喷砂的目的是为了去除机械加工的痕迹，粗化工件表面，从而提高氢化处理的效果。活化为了进一步提高氢化处理的效果。氢化处理是为了提高铜镀层的结合力，在通过本发明方法提供的镀液和条件下对TC2钛合金进行电镀铜，使得铜镀层与TC2钛合金基体有很好的结合度。