[發明專利]一種鈦合金電鍍鋁前處理方法

有效

• 申請號: 201811339576.5
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109338429B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 張騏;易俊蘭;詹中偉;湯智慧;宇波;秦銳;孫志華;彭超;宋袁曾;吳宏亮;孫小峰
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院;上海飛機制造有限公司
• 主分類號: C25D5/38
• 分類號: C25D5/38
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種鈦合金電鍍鋁前處理方法，屬于金屬鍍覆和化學覆蓋工藝中基體的前處理技術領域。針對傳統鈦合金前處理工藝中存在制備的電鍍鋁層外觀不均、鍍層膜層容易掉落的問題，本發明提出一種鈦合金電鍍鋁前處理方法，其步驟包括：除油；吹砂；惰性氣氛電化學刻蝕；惰性氣氛有機溶劑清洗。本發明可完全去除鈦合金表面的氧化層，使電鍍鋁層表面均勻，與基體結合力良好。

技術領域

本發明屬于金屬鍍覆和化學覆蓋工藝中基體的前處理技術領域，特別涉及一種鈦合金電鍍鋁前處理技術。

背景技術

鈦合金是目前航空領域內的一種重要的金屬材料，它的比強度高、耐蝕性能優異，在軍用民用飛機上的應用日益增加。目前針對鈦合金的表面處理方式主要有電鍍鉻、化學鍍鎳、鍍鋁及鋁合金、陽極化及微弧氧化等，其中鍍鋁及鋁合金是為了消除鈦與其他常用航空金屬間的電偶腐蝕傾向。鈦合金在大氣中極易氧化而生成致密的氧化層，嚴重影響電鍍鋁膜層的均勻性及與基體的結合力。因此，在對鈦合金進行電鍍前，需要對鈦合金進行前處理。傳統的鈦合金前處理方法主要有酸洗、吹砂、氫化、反拔、電化學等工序。傳統前處理工序雖然操作方法比較簡單，但是去除鈦合金氧化層效果不佳。在實際工業生產中，鈦合金電鍍鋁零件常因表面處理不完全導致返修，嚴重影響產品質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服傳統鈦合金前處理工藝中存在制備的電鍍鋁層外觀不均、鍍層膜層容易掉落的缺點，提高鍍層的外觀均勻性和與基體之間的結合力。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：提出一種鈦合金電鍍鋁前處理方法，其步驟包括：第一步除油、第二步吹砂、第三步惰性氣氛電化學刻蝕、第四步惰性氣氛有機溶劑清洗。

一種鈦合金電鍍鋁前處理方法涉及的除油是為了完全去除鈦合金工件表面的油污，除油方法包括但不限于以下兩種方法：(1)采用北京航空材料研究院的RJ-1型清洗劑，溫度為室溫，時間30～90s；(2)NaOH 30～50g/L,Na₂CO₃ 20～30g/L,Na₃PO₄·12H₂O 30～50g/L,Na₂O·nSiO₂ 10～30g/L，溫度75～95℃，時間15～30min。

一種鈦合金電鍍鋁前處理方法中涉及的吹砂是為了完全去除鈦合金表面的陳舊氧化膜層，并增加鈦合金基體的表面粗糙度。吹砂工序中采用干式噴砂機或濕式噴砂機，砂粒選用白剛玉砂、棕剛玉砂或石英砂的一種，砂粒目數為80～120目，噴砂壓力為0.1～1Mpa，噴砂距離為10～300mm。

一種鈦合金電鍍鋁前處理方法中涉及的惰性氣氛電化學刻蝕是為了完全去除鈦合金表面的氧化膜層，具體操作方法為：在充滿惰性氣體的密閉裝置內，以鈦合金零件為陽極、不溶性導電體為陰極，使用路易斯酸對鈦合金進行電化學刻蝕。

惰性氣氛電化學刻蝕涉及的惰性氣體包括但不限于氬氣和氮氣。

惰性氣氛電化學刻蝕涉及的不溶性導電體包括但不限于鉑片、鋅片、鋁片。

惰性氣氛電化學刻蝕涉及的路易斯酸的成分為：其溶質包括二烷基咪唑鹵化物和鹵化金屬鹽，其溶劑為有機溶劑；溶質中鹵化金屬鹽占總溶質的摩爾分數為0.5～0.67，有機溶劑占路易斯酸質量總和的百分比為0～50％。

惰性氣氛電化學刻蝕涉及的二烷基咪唑鹵化物分子特征為：

其中R1、R2為烷基、X^-為鹵素離子。可用種類包括但不限于氯化-1-甲基-3-乙基咪唑、溴化-1-甲基-3-乙基咪唑、氯化-1-甲基-3-丁基咪唑、溴化-1-甲基-3-丁基咪唑、氯化-1-甲基-3-烯丙基咪唑、溴化-1-甲基-3-烯丙基咪唑。

惰性氣氛電化學刻蝕涉及的鹵化金屬鹽，包括但不限于溴化鋅、溴化鉛、氯化鋁、溴化鋁、氯化鋯。