钛镀层终极指南

镀钛
杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


通常,化学镀镍处理使其能够很好地实现与钛的良好结合,使其被广泛用于涂覆钛作为初始涂层。虽然铜、金和银不用作在钛顶部进行金属化的初始层,但它们可作为后续镀层涂在镍层上。钛镀层具有与铂金几乎相同的耐腐蚀性。不仅如此,它还限制了盐酸 (HCL)、氯气 (Cl2) 和许多有机酸等化学元素的负面影响。

钛镀镍

用于钛电镀

在接下来的半个世纪里,钛的使用量一直在不停地增长。在无数的工业和制造应用中,以下是主要示例。

航天

钛因其重量轻而得到广泛使用,可以在多种不同类型的飞机中找到。从本质上讲,这种金属提高了飞机的空气动力学性能并提高了燃油效率。除此之外,钛还具有优异的抗疲劳性能和极好的抗裂性和抗腐蚀性能。此外,它还可以承受高温。如前所述,除飞机外,钛还用于开发和制造导弹和航天器。

海洋

钛的耐海水腐蚀能力使其成为海洋应用和海洋应用零件制造的常用选择。这种应用的一个例子是制造水下设备,例如船和潜艇上的监控摄像头。

珠宝

钛的物理特性,包括耐用性、重量轻和耐腐蚀,使其成为制造设计师珠宝和表壳的常用选择。因为钛可以毫不费力地着色,所以它在身体穿孔等较小的珠宝制品中很普遍。

医疗设备

用于髋关节置换术的球窝关节需要重量轻且强度高,这无疑是通过钛实现的。这种金属是为数不多的生物相容性材料之一,使钛对人体无毒无害。钛还用于制造拐杖、轮椅和手术器械。

汽车

钛的空气动力学、轻质和超强度特性,连同其合金,使其成为制造汽车零件的理想选择,例如赛车车身和其他元件。

需要电镀钛

钛是一种卓越的金属,具有非凡的性能,非常适合制造多种零件和工业应用。然而,在钛及其合金上进行电镀有几个原因。一般来说,电镀会进一步增强钛已有的性能,从而进一步增强金属表面处理和金属承受表面疲劳、微动磨损和抗磨损性能的能力。钛镀层进一步提高了在高温和酸性环境中的耐腐蚀性。此外,它可以增加和减少导电性、增加润滑性、反射热量以及修复或调整应用程序的大小。

钛电镀问题

长期以来,镀钛工艺一直被认为是一个复杂的工艺,即使不是完全不可能,也需要完善。这是因为钛仍然是一种高活性金属。钛基本上与电镀过程中产生的氧气发生反应,在基材上形成钝化膜。该薄膜阻碍了电镀过程中金属涂层的结合,使工艺效率低下。解决方法是挑电镀工艺,促进金属镀层与基材的附着力。必须根除原生氧化物,将其与电镀工艺的其余部分隔离开来。毫无疑问,这只能通过聘请一家镀钛公司来高效且经济地实现这些目标中的每一个来实现。
表面处理技巧
最初始的过程是适当地准备钛基体表面。表面处理过程可采用多种方法,通常包括:

  1. ✓ 研磨、蒸汽除油、喷砂、碱洗等常规方法。
  2. ✓ 通过电化学蚀刻激活,无需进行热处理。
  3. ✓ 通过液体喷砂活化。

这些工艺是实用的,适用于钛金属和几种钛合金。更重要的是,这些工艺还符合 ASTM(美国测试与材料协会)国际制定的关于在钛上镀不同金属时促进附着力的标准,从而满足合规性要求。

钛镀镍

由于成功率高,镍是钛金属上较常用的电镀材料之一。由于镀镍,下面的钛变得更耐腐蚀,更不容易磨损。该过程通常包含以下步骤:

  • ✓ 使用溶剂减少基材上的油脂。
  • ✓ 使用浮石粉膏在水中擦洗表面。
  • ✓ 用碱性清洁剂彻底清洁基材。
  • ✓ 将底物浸入含 500 毫升 HCL 和 500 毫升水的溶液中冲洗。
  • ✓ 将基材浸入 120 毫升氢氟酸 (48%)、400 毫升硝酸和 1 升水的溶液中,彻底冲洗基材。
  • ✓ 再次用 130ml 氢氟酸 (70%)、830ml 乙酸和 40ml 阳极处理水的溶液彻底冲洗。
  • ✓ 在室温下施加 15-30ASF 电流密度的同时冲洗基板。
  • ✓ 现在在包含 145°F 保持温度和 1000 ASF 电流密度的氨基磺酸盐镀镍浴中彻底冲洗基材。
  • ✓ 在 480 摄氏度的惰性气体气氛中热处理 2 小时,以增加钛和镍之间的结合力。

化学镀镍作为底涂层

化学镀镍 是另一种方法,通常用于在钛上镀镍。顾名思义,在化学镀中,与电镀相反,您不会在电镀液中引入电流。在更换电流时,您使用自催化化学反应,在该反应中您在基板表面沉积镍磷合金。
化学镀镍被证明优于电镀,因为它提供了更好的厚度均匀性和均匀的涂层。当钛被认为是基材时,化学镀镍通常不用于钛表面涂层。它不是面漆,而是用作其他金属的底漆,以增加它们的粘合强度。在钛上化学镀镍的其他有价值的好处包括更好的导热性、改进的钎焊和焊接,以及增强的高温氧化。

钛镀金

金通常用作钛的电镀材料,以改善基材的外观和外观。但是,由于金的成本较高,所以只用了很薄的一层金来镀钛表面。要想在钛上成功电镀金,首先需要完全去除二氧化钛,然后开始电镀过程,以保证在整个钛表面均匀、均匀、连续的镀层。钛电镀金的一个普遍问题是形成轻微的表面缺陷和瑕疵。这些可能包含形成基板表面的裂缝或孔洞。但是话又说回来,这个问题可以通过首先使用化学镀镍涂层来涂覆钛然后使用电镀在其上施加金来解决。

在钛上镀金不仅可以使用电沉积来完成。然而,也存在一些其他方法。例如,化学置换是珠宝行业中经常使用的工艺。在化学置换中,一种元素在化学反应期间与化合物的另一种元素交换位置。同样,化学置换发生在镀金中。当钛保存在含有金离子的溶液中时,金离子开始置换钛离子并在钛表面形成一层金。

在化学置换过程中用于包裹钛的浴液包括:

  • 用于溶解二氧化钛的氟化物离子(已经作为钛层存在)。
  • 用于在钛上形成涂层的单价金离子。
  • 用于络合单价金的柠檬酸根离子。

此外,将氢离子添加到批料中以获得优选的酸性状态,并且同样可以实施钨离子以保存批料。

下面列出了上述每种材料的理想用量。假设浴槽是根据这些规格准备和应用的。在这种情况下,它会产生均匀的涂层,而不会在基材表面出现任何缺陷。

  • 一价金:25克/升
  • 柠檬酸盐:50克/升
  • 氟化物:10-20克/升
  • 氢气:足以使 pH 值达到 5-6 的量

钛镀铜

为了增加钛的导电性,可以在其上镀铜。就像在钛上镀金一样,为避免涂层变差或涂层出现缺陷,建议首先在钛上形成化学镀镍涂层。为了进一步改善涂层的效果,还需要去除已经存在于钛表面上的氧化钛层。在钛上镀铜常用的工艺如下:

  • 使用溶剂去除基材上的油脂、碎屑和其他污染物。
  • 使用碱性溶液清洁基板。
  • 用去离子水冲洗基材。
  • 使用水性磨料浆对基材进行喷砂处理。
  • 再次,用去离子水冲洗基板。
  • 在具有最佳厚度的钛上进行化学镀镍涂层。
  • 用去离子水清洗基板。
  • 在酸基铜浴中将铜电镀到钛上。
  • 用去离子水清洗基板。

最后,建议在钛上镀铜的过程中进行烘烤,以增加粘合性能。在还原气氛中,热处理应持续约一小时。