[发明专利]一种钢铁制件表面镀钛层的方法

说明书

本发明公开一种钢铁制件表面镀钛层的方法，属于钢铁基体表面镀覆技术领域。本发明所述方法至少包括以下步骤：前处理、装料、调整镀液pH值、镀钛、漂洗、出料几个步骤，在镀钛之前对基体表面进行镀锡活化；镀钛过程中添加钛粉和活化剂进行镀钛，钛粉+活化剂的添加次数大于等于1次，所述活化剂中各原料及其质量百分比为：氟化氢铵10%~25%、硫酸锌（ZnSO₄·7H₂O）5%~12%、聚乙二醇6%~15%、氨基磺酸镍3%~8%、乳化剂3%~8%、次亚磷酸钠2%~5%、无机强酸0.5%~6%和余量水。本发明的镀钛层制备方法容易实现工艺过程的准确控制和镀层质量的稳定控制，制备的镀钛层厚度均匀、结合牢固、表面平整。

技术领域

本发明涉及一种钢铁制件表面镀钛层的方法，属于钢铁材料的表面镀覆技术领域，用于钢铁制件表面镀钛层的制备。

背景技术

金属钛具有优异的耐蚀性能，其耐蚀性可达锌、铝防护层的几十倍。非常适合于装备的构件、连接件表面防护。但由于钛的化学特性等方面的原因，金属钛无法在水溶液中进行电镀，只能采用熔盐电镀、溅射沉积、喷涂进行成层，且只有溅射沉积获得了应用，熔盐电镀、喷涂多处于研究阶段。机械沉积镀是一种在常温常压下利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞使金属粉末在基体表面形成镀层的工艺。金属粉末的机械沉积过程是金属粉体的直接成型过程，是金属粉末固态→固态的转变，不同于电镀过程金属的固态→离子态→固态转变，也不同于热浸镀过程的固态→液态→固态转变；故机械沉积镀过程采用不同材质粉末作为原材料制备不同性能要求的镀层有着明显的技术优势，更容易获得各类金属镀层。

文献检索表明，机械沉积镀技术发展至今没有发现高耐蚀金属粉体的镀敷研究及应用，更没有发现钛及钛合金机械沉积镀的相关报道；究其原因是钛耐蚀性高、纯钛极易氧化，钛表面难以活化并稳定保持活化状态；故钛粉的机械化学沉积难度较大。鉴于此，本申请的发明人及其团队于国内外首次提出并开展了采用钛粉机械化学沉积制备钛镀层的研究工作，以期获得钛粉机械化学沉积镀工艺，制备一定厚度的镀钛层，这也是金属表面涂镀科技工作们亟待开展的工作；这为高耐蚀钛镀层的制备及应用带了曙光。

发明内容

本发明目的在于突破当前镀液环境中不能制备镀钛层及应用的困境，提供一种用于钢铁制件表面镀钛层的方法，该方法借助于传统的机械镀设备完成，其工艺流程至少包括以下步骤：前处理、装料、调整镀液pH值（1~2）、镀钛、漂洗、出料几个步骤，方法的关键在于：在镀钛之前对基体表面进行镀锡活化，镀钛过程中添加钛粉和活化剂进行镀钛，钛粉+活化剂的添加次数大于等于1次，实现镀层的增厚，每次添加钛粉+活化剂后保持5～7min的间隔。

本发明所述基体表面进行镀锡活化时活化剂为硫酸亚锡、氯化亚锡中的一种或两种按任意比例混合得到的混合物。

本发明镀钛过程中的活化剂中各原料及其质量百分比为：氟化氢铵10%~25%、硫酸锌（ZnSO₄·7H₂O）5%~12%、聚乙二醇6%~15%、氨基磺酸镍3%~8%、乳化剂3%~8%、次亚磷酸钠2%~5%、无机强酸0.5%~6%和余量水。

优选的，本发明所述镀锡活化时活化剂的添加量为Q_Sn=(8~15)×S，其中的8～15为经验系数，其中的S为预镀基体表面积，S单位：平方米，Q_Sn的单位：克。

优选的，本发明所述镀锡活化时活化剂的添加方式为粉状直接添加，或者配制成溶液进行添加。