[发明专利]钛-锰合金电镀液及电镀方法

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种钛-锰合金电镀液及电镀方法。

背景技术

各种金属例如钢，不锈钢，铝合金等都广泛的用于各种方面从工厂机器，汽车，民生产品甚至国防工业；这些以各种金属所制成的产品例如发动机的风扇叶，风力发电风扇叶等表面都会受到污染、空气中粉尘等而造成严重磨损进而降低功率，增加维修支出，减少有效使用时间。例如，在美国2005 年燃料消耗资料中显示， 每增加1%燃料效率，则可以为所有美国的航空公司节约每年高达 460,000,000 美元的燃油成本（《航空运输协会经济学和能源公报 》2007 年 1 月 18 日）。

虽然有相关的技术将金属件小部份表面例如刀具或风扇叶的尖端利用硼(boron)的特性来增耐磨性及硬度，这些技术在相关的专利US 3,842,921， US3,922,038，US 3,024,175，US 3,024,176均有详述，但却常造成金属表面变脆而易产生裂缝。钛锰合金有很高的拉伸强度、韧性和重量轻的特性，具有非同寻常的耐蚀性和极端温度的承受能力。然而到目的前为止，仍未出现可实用化的电镀钛-锰合金技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛-锰合金电镀液以实现在金属表面覆盖钛-锰镀层，从而增加金属的硬度和耐久性。

一种钛-锰合金电镀液，该电镀液含有钛化合物、锰化合物、氢氯酸、氢氟酸、氯化铵、硫酸铵和硫氰酸，其中，钛化合物与锰化合物的重量比为（1～2）：1。

进一步，所述钛化合物为三钛酸钠、氢氧化钛和氟化钛中的一种或多种。

进一步，所述锰化合物为硫酸锰、磷酸锰、氯化锰、碳酸锰和柠檬酸锰中的一种或多种。

进一步，按重量百分含量计，所述电镀液中含有：钛化合物5～10%、锰化合物5～10%、氢氯酸1～3%、氢氟酸1～3%、氯化铵5～10%、硫酸铵3.75～7.75%、硫氰酸3～7%。

上述钛-锰合金电镀液用于电镀钛-锰合金的方法，在以下条件下进行：

（1）钝气保护；

（2）电镀液温度为25～90℃；

（3）电流密度为3～28A/dm²；

（4）电镀液的含氧度为0.1～0.05ppm。

进一步，所述钝气为氩气和/或氦气。

进一步，电镀液温度为50～60℃。

进一步，电镀液的pH为4～5。

有益效果：在镀件表面镀上一层0.0254～0.254mm厚的均匀的钛锰合金镀层，可使镀件（如钛涡轮叶片）努氏硬度由原来的300～400 HK提高至800～900HK，使镀件具有良好耐蚀性，提高了镀件的使用效率。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实践中发现，钛化合物与锰化合物的质量比大于2.2或小于0.8时，镀层的均匀度会急剧下降，影响镀件的拉伸强度、韧性和耐蚀性。

电镀时，将电镀液pH值调节至4～5可提高镀层质量，调节pH所用的碱性化合物有碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠等。

电镀液中的各成分使用高纯度与使用工业级纯度对镀层质量没有明显的改进，使用工业级原料即可。

实施例1

电镀液：

将上述配比量的化合物溶解于水中得到电镀液，使用之前先用氢氧化钠将电镀液的pH调节至4，然后向电镀液通入氩气或氦气20～24小时，使电镀液中的含氧度（液体中溶解氧的质量浓度）降至0.1～0.05ppm，再将电镀液加热至55℃，插入钛涡轮叶片镀件，以钛锰合金为阳极，电流密度为15A/dm²，阴极与阳极的间距为2.5cm，电镀1小时，整个电镀过程在封闭的电镀槽中进行，且电镀槽处于氩气或氦的保护气氛下，电镀上钛锰合金层后，依次用5wt%硫酸和2wt%氢氧化钠浸洗镀件表面。

实施例2

电镀液：

与实施例1不同之处还在于，电镀液温度为60℃，电流密度为3A/dm²，电镀3小时。

实施例3

与实施例2不同之处在于采用如下的电镀液：

。

实施例4

电镀液：

与实施例1不同之处还在于，使用之前先用碳酸钠将电镀液的pH调节至5，电镀液温度为50℃，电流密度为28A/dm²，电镀20分钟。

实施例5

电镀液：