【摘 要】在硫酸鹽鍍銅溶液中在不同電壓下對TC4鈦合金進(jìn)行電鍍在TC4合金表面獲得銅鍍層，采用劃痕法檢測在不同電壓下制備的銅鍍層的結(jié)合力。結(jié)果顯示：電壓對TC4鈦合金電鍍鍍層的結(jié)合力有一定的影響。
【關(guān)鍵詞】TC4鈦合金；電鍍；電壓
【Abstract】Obtain copper layer by plating copper on TC4 alloy in different voltage. Text the binding between substrate and layer of different voltage. The results show：The voltage have some impact on coating adhesion.
【keywords】TC4 alloy；plating；voltage
前 言
TC4鈦合金以其高的比強(qiáng)度和有意的耐腐蝕性已經(jīng)在航天航空工業(yè)、石油化工、機(jī)械制造、生物工程、船舶行業(yè)等得到了廣泛的應(yīng)用。但TC4鈦合金抗粘連能力差， 磨擦過程中易粘連和磨損， 電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率低， 不易承受釬焊。這些都限制了它的應(yīng)用范圍。所以研究在鈦合金上進(jìn)行電鍍勢在必行。
1、實(shí)驗(yàn)
1.1實(shí)驗(yàn)材料：TC4鈦合金（Ti-6Al-4V），TC4含鈦（Ti） 余量鐵（Fe）≤0.30，碳（C）≤0.10，氮（N）≤0.05，氫（H）≤0.015，氧（O）≤0.20，（Al）5.5～6.8，釩（V）3.5～4.5。試樣大小為若干個(gè)20mm×20mm×5mm長方體。用1200#的砂紙打磨至表面光潔。然后用丙酮超聲波清洗10min。放在干燥皿中待用。
1.2實(shí)驗(yàn)過程：將以上試樣用去離子水洗后的試樣迅速放入酸洗液（40%氫氟酸10ml+70%硝酸30ml+水60ml）中，酸洗1～2min，取出水洗。
活化：將表面粗化的試樣用鐵絲懸掛，浸沒于活化液（40%氫氟酸35ml+添加劑85ml）中反應(yīng)，十分鐘取出，式樣表面附著一層灰色沉積，水洗。
電鍍銅：將試樣分為四組，每組三個(gè)。將五組電壓分別為0.6V、1.0V、1.4V、1.8V在配方為五水硫酸銅150g、濃硫酸27ml、氯化鈉0.02g、去離子水1000ml、適量光亮劑的鍍液中下進(jìn)行電鍍十分鐘。取出進(jìn)行水洗風(fēng)干。
2、鍍層結(jié)合力的測試
通過刻劃法，在所鍍鍍層表面劃兩組相距三毫米的平行線正交，觀察形成的網(wǎng)格中鍍層脫落現(xiàn)象，宏觀表面形貌如下圖1所示。如圖a表示電壓為0.6V時(shí)鍍層刻劃的結(jié)果，網(wǎng)格中鍍層不起皮，結(jié)合力良好，但是較容易刻劃到基體，可能鍍層較薄。如圖b所示為鍍銅電壓為1.0V時(shí)刻劃后的鍍層宏觀形貌圖，由圖可知，刻劃網(wǎng)格中的鍍層未起皮，并且相比于0.6V時(shí)的鍍層刻劃，使勁刻也未刻到基體，表面結(jié)合力很好。如圖c為鍍銅電壓為1.4V時(shí)刻劃后的結(jié)果，刻劃網(wǎng)格內(nèi)的鍍層有起皮現(xiàn)象，但不是成片脫落，由此可知結(jié)合力不好。如圖d為鍍銅電壓為1.8V時(shí)，刻劃后的鍍層宏觀形貌圖，由圖可看出，刻劃后的網(wǎng)格內(nèi)鍍層成片起皮，整片脫落，鍍層結(jié)合力很差。
根據(jù)不同電壓下獲得的銅鍍層厚度繪制出電壓與鍍層厚度的關(guān)系圖如圖2。
結(jié)論
1、在鈦合金TC4表面電鍍銅的過程中，鍍銅電壓的變化影響鍍層的表面形貌，隨著電壓增大，鍍層表面更光亮致密。
2、不同的鍍銅電壓影響膜基之間的結(jié)合力，電壓偏大或偏小都會(huì)影響膜基之間的結(jié)合力，本實(shí)驗(yàn)超過1.4V時(shí)，膜基結(jié)合力變差。
3、在不同的鍍銅電壓條件下，膜層的厚度發(fā)生變化，本實(shí)驗(yàn)電壓在0.6V～1.0V范圍內(nèi)，隨著電壓的增加，鍍層厚度增大。
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