镀硬铬工艺流程 硬铬电镀工艺及配方

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钛合金的表面处理任何材料都有其优点和缺点。为了进一步提高钛合金的耐蚀性、耐磨性、抗微动磨损性和抗高温氧化性，对钛合金进行表面处理是进一步扩大钛合金应用范围的有效途径。可以说，目前几乎所有的金属表面处理方法都应用于钛合金的表面处理，包括金属电镀、化学镀、热扩散、阳极氧化、热喷涂、低压离子技术、电子和激光表面合金化、非平衡磁等。总的来说，在钛合金表面形成TiO、TiN、TiC浸渗涂层和TiAlN多层纳米膜仍然是关键。

电镀:镀镍、镀硬铬、镀银等。在钛合金表面。镀银的目的是提高钛合金的导电性和可焊性。钛合金基体上有一层致密的氧化膜，给电镀带来困难，所以电镀前必须对钛合金表面进行预处理。

交流微弧氧化:微弧氧化是一种在金属表面生长氧化陶瓷膜的新技术。它由阳极氧化发展而来，但施加了几百伏的高电压，突破了阳极氧化的电压限制。该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结，直接将基体金属转化为氧化物陶瓷，获得较厚的氧化膜。钛合金表面微弧氧化膜硬度高，与金属基体结合良好。提高了钛合金表面的耐磨性、耐腐蚀性、抗热震性和绝缘性，在许多领域具有应用前景。

表面氧化处理:一般钛及钛合金与常用的生物合金CoCr合金、316L不锈钢相比，耐磨性较差，产生的磨损粉末可能对生物体产生不良影响。因此，一些新开发的生物用钛合金在体内使用前往往需要进行适当的表面处理，以提高其耐磨性。因此，日本丰桥工业大学和大同特钢公司研究了一种新开发的生物用β钛合金Ti29Nb13Ta46Zr(简称TNTZ合金)，采用表面氧化处理来提高其表面耐磨性。

离子注入:离子注入和其他表面处理技术

与物理或化学气相沉积相比，主要优点如下:

(1)膜与基体结合良好，抗机械和化学作用强，不脱皮；

(2)注射过程不需要升高衬底的温度，因此可以保持工件的几何精度；

③工艺重复性好等。许多研究者报道氮离子注入可以改善Ti6Al4V合金的表面成分、微观结构、硬度和摩擦学性能。

TiC也是超硬相，所以钛合金表面也可以通过离子注入碳来强化。然而，因为基于等离子体的离子注入不是连续的过程，所以当施加每个负脉冲电势时，随着脉冲电势从零以下下降到谷值然后上升到零，发生溅射和注入两个过程。如果等离子体含有金属或碳离子，当脉冲电位为零时，在一定条件下会在表面形成单一的碳沉积层。在一定的脉冲电压(10~30kV)下，单碳层的结构为类金刚石碳(DLC)。因此，与注氮层相比，可以获得具有更低摩擦系数和更好耐磨性的表面改性层。通过实验确定表面的单碳层为DLC膜。这样处理的钛合金表面硬度提高了4倍。在干摩擦条件下，摩擦系数从0.4下降到0.1，耐磨性比未离子注入时提高了30倍以上。

离子束增强沉积(IBED):采用离子束增强沉积(IBED)制备CrC硬质薄膜，可用于钛合金微动磨损防护。研究表明，CrC具有最好的微动疲劳特性。喷丸处理后的CrC膜具有最高的抗微动磨损性能。

涂层技术:涂层技术是提高钛合金抗氧化性的有效方法。美国一家公司开发了一种新方法，通过在钛合金基体上添加均匀的铜合金涂层来提高钛合金的抗氧化性。涂层中使用的铜合金可选自以下三种成分:铜+7%铝；2铜+4.5%铝；3铜+5.5%铝+3%硅。该涂层是在基底温度低于619℃的条件下涂覆的。

激光淬火:据报道，钛合金TC11的微动磨损随着法向载荷和微动振幅的增加而增加。TC11钛合金经激光淬火后，其微动磨损性能有所提高，其提高幅度和微动范围以及微动磨损性能的提高是激光淬火细化组织和提高硬度的结果。

激光熔覆:航空空发动机钛合金和镍基合金摩擦副的接触磨损是航空空发动机使用中的一大难题。利用激光熔覆技术可以获得优异的涂层，为燃气涡轮发动机零件的修复开辟了一条新的途径。熔覆合金粉是CoCrW和WC的机械混合物，提高了高温耐磨性和耐腐蚀性。技术特点是制备时间短，质量稳定，质量高。

离子轰击:TC11钛合金经氮离子轰击表面处理后，表面可获得由TiN和Ti2N组成的改性层，硬度为600 ~ 800HV表面硬度的提高有利于提高TC11钛合金的耐磨性。

等离子渗氮和喷丸处理:采用DC脉冲等离子电源装置对Ti6Al4V钛合金表面进行渗氮，并对渗氮层进行喷丸形变强化(SP)后处理，在钛合金表面获得由TiN、Ti2N、Ti2A1N等相组成的渗氮层。改性层能显著提高钛合金的常规磨损和微动磨损性能，但降低了基体的微动磨损性能。氮化层的减摩耐磨作用与SP引入的表面残余压应力共同作用，使钛合金的FF抗力超过单独SP。提高渗氮层的韧性对改善钛合金FF和FW的性能至关重要。

DLC膜:复合碳膜具有独特的物理、机械和化学性能，被作为许多研究的对象。采用射频等离子体增强化学气相沉积法制备类金刚石薄膜，其主要目的是提高钛合金的表面硬度和摩擦阻力。实验结果表明，当薄膜中钛含量超过9%时，薄膜的硬度会降低，薄膜与基体的结合强度也受到限制。

液相沉积:在TC4表面液相沉积生物陶瓷涂层。近年来，通过化学处理在钛合金基体种植体表面制备生物陶瓷涂层的探索性研究已有公开报道。例如，高浓度NaOH或H2O2处理工艺，建议的两步碱处理工艺，以及引入乙烯基三乙氧基硅烷和聚丙烯酸钠获得生物陶瓷涂层。TC4合金经过简单的酸碱预处理后，浸泡沉积在流体状快速钙化溶液(FCS)中，获得了具有梯度结合和良好生物活性的钛基HA生物陶瓷涂层复合材料。该方法的研究对于钛合金作为硬组织植入材料的直接应用具有非常重要的理论意义和潜在的经济价值。

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