[發明專利]一種鍍覆厚金膜的鈦板及其制備方法

無效

• 申請號: 200810227769.1
• 申請日: 2008-12-02
• 公開（公告）號: CN101748427A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 羅遠輝;王力軍;陳松;張力;尹延西;江洪林
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C25B11/04
• 分類號: C25B11/04;C25B11/10;C25D3/48;C25D5/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于金屬材料鍍覆技術領域，特別涉及一種鍍覆厚金膜(厚度為5～10μm)的鈦板，同時本發明還涉及上述鍍金鈦板的制備方法。

背景技術

在武器材料、部件的生產中，常常要使用電化學表面加工處理工藝，如電解和電鍍等，使部件表面形成特殊的功能涂層，以滿足其使用性能和工作環境要求。目前國內外使用得較多的是貴金屬涂層(金、銀、鉑和銠等)。在使用電化學處理工藝制備表面涂層的過程中，一般要使用惰性電極，如石墨、不銹鋼、鉛合金、鎳合金、鈦合金和鈦合金/涂層電極等，由于電解/電鍍一般是在酸性或堿性溶液環境中使用，使用環境苛刻，不僅要求電極本身具有優良的電化學催化反應活性和導電性能，而且要求電極具有優良的耐腐蝕性和電化學穩定性，盡可能降低電化學反應過程的能耗。

金在水溶液中具有很高的電極電位，具有很強的化學穩定性和耐腐蝕性，在許多種酸、堿和氧化性介質中都不發生溶解。

Au→Au⁺+e

Au→Au³⁺+3e

為標準電極電位。

鈦的致鈍電位較負，表面極易形成一層薄而致密的氧化物膜，在許多介質中具有很強的鈍化傾向和鈍態穩定性。鈦在許多介質(如酸性、中性、弱還原性和氧化性介質等)中具有優良的耐腐蝕性，特別是具有優良的抗局部腐蝕(點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、磨蝕、疲勞腐蝕和應力腐蝕等)性能。

鈦表面涂覆金的電極既能夠保持優良的電化學催化反應活性和導電性，又具有很強的耐腐蝕性和電化學穩定性。這種電極即使使用在含氯化物的溶液中，仍然具有良好的耐蝕性。如果使鈦與鍍金層結合牢固，鍍金層致密且具有一定厚度，這樣制得的電極在電化學工作環境(電解/電鍍)中具有良好的電化學活性、穩定性和優良的導電性，能夠滿足長時間大電流電解/電鍍工作的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種鍍覆厚金膜的鈦板，其特征在于，以鈦板為基體，鈦板厚度為1～3mm，鍍金層厚度為5～10μm。

本發明的另一目的是提供一種上述鍍金鈦板的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)選取厚度為1～3mm的鈦板為基板；

(2)鈦板表面處理：噴砂處理8～20分鐘，去除機加工痕跡，增加粗糙度，獲得較新鮮的表面，有利于提高鍍層的結合力；超聲清洗8～20分鐘，用濃度為40％的NaOH熱堿液清洗，去除基板表面因存放或機加工而吸附的油污；采用熱20％HF-20％HCl或20％HF-20％HNO₃混合酸浸蝕基板8～20分鐘，去除基板表面的氧化膜；

(3)化學鍍鎳：

采用弱堿性化學鍍鎳液，在基板上鍍覆鎳底層，采用的鍍鎳液的成分為：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值為8～9.5；工藝溫度為75～90℃，工藝時間為8～20分鐘；鍍鎳后放入清水中清洗干凈，鍍鎳層厚度為1～2μm；

采用化學鍍鎳底層的目的，一是防止鈦合金基體新鮮表面在電鍍前形成氧化物鈍化膜；二是保證電鍍出結合力和致密度合格的金鍍層；

(4)電鍍金：

采用雙脈沖電鍍工藝鍍金，采用電鍍液的成分為8～15g/L的KAuCN，pH值為3.8～5.2，溫度為30～35℃；鈦板作陰極，陰極轉速為5～15m/min，鉑鈦網作陽極；脈沖參數為：平均電流密度為0.7～1.2A/dm²，峰值電流密度為4.5～5.5A/dm²，占空比為1∶3～1∶5，頻率為750～850Hz；電鍍時間為36～60小時，鍍金后放入清水中清洗干凈，鍍層厚度5～10μm；

金電鍍時采用周期換向雙脈沖電流，大幅度短時間的反向脈沖所引起的高度不均勻陽極電流分布，使鍍層凸處被強烈溶解而整平。雙脈沖電鍍金的顯著優點是：(1)鍍層結晶細致、光亮，孔隙率低；(2)鍍層厚度均勻，整平性好；(3)消除氫脆，減少鍍層內應力；(4)提高鍍層結合力；(5)鍍層沉積速度加快。采用雙脈沖電鍍金可使鍍層的耐溫、耐磨、焊接、韌性、防腐、導電率、光潔度等性能指標成倍提高，并可大幅度節約金(節約20～50％)，節約添加劑(如光亮劑節約50～80％)；