机械镀是一种新兴的表面工程技术,因为其具有效率高、成本低、能耗小、工艺简单、环境污染小,是一种清洁生产技术和绿色制造技术,在国内外得到广泛重视且在实际生产中被越来越广泛应用。随着社会的发展以及资源的匮乏,以前那种机械镀单一金属镀层的工艺已经不能满足人们生产和生活的需求,此时机械镀金属合金镀层工艺被高度重视。昆明理工大学已经成功研制出了机械镀锌基铝、稀土等合金镀层工艺。在此基础上,本论文的目的主要是研究机械镀锌基钛合金镀层工艺及其镀层的各项物理和化学性能,从而分析机械镀锌基无结晶镀层形成中添加钛离子的作用。本论文主要通过锌、钛金属盐共同沉积吸附的现象和结果初步分析钛的行为作用;采用正交实验法确定了机械镀Zn-Ti合金的生产工艺;按正交实验确定的工艺镀含钛金属盐从0～1.0%的机械镀锌基钛合金镀层,从各种试样中随机抽样进行盐水全浸腐蚀实验、中性盐雾实验、电化学腐蚀实验、大气暴露实验,从而确定不同成分的镀层的耐化学及电化学腐蚀性能;通过各种试样镀层的结合强度、孔隙率、密度、显微硬度、外观评价,确定各镀层的物理性能;同时利用体视显微镜、荧光光谱仪、扫描电子显微镜观察分析机械镀锌基钛合金镀层的表面形貌、镀层元素分布及含量、镀层断口形貌等特征。从中分析添加钛离子后对机械镀锌基无结晶镀层的作用机理。由各组实验和检测结果表明:机械镀锌基钛合金镀层工艺是可性的;比起纯锌镀层而言,锌钛镀层具有更强的耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能,年腐蚀率降低了55%以上,同时随着钛的加入量增加,镀层各项耐腐蚀特性呈先变好再变坏的趋势,其中耐腐蚀性最好的是Zn-Ti0.6%镀层;锌钛合金镀层的外观较纯锌镀层光亮平整,且镀层具有较高的结合强度、密度和显微硬度值,其值也随着钛加入量增加先增大后减少趋势,其中Zn—Ti0.6%镀层的结合强度、密度以及显微硬度最大;由镀层成分分析和物相分析可知,钛在镀层中存在于2theta等于86.18°位置,只有在含钛金属盐0.6%时才能从峰值上判断其存在,当加入量为1.0%时,测出钛元素相对含量为0.144%,镀层中钛主要以TiO₂和TiO形成存在。机械镀锌基钛合金镀层具有好的物理和化学特性,分析钛离子在镀层形成过程中所起得作用机理主要有:钛金属盐一定程度上能细化镀液中的锌粉藻团,改变锌粉藻团在工件表面的沉积方式,使点状沉积趋向于面状沉积,有利于形成均匀致密的镀层;同时钛也能改变镀层的耐电化学腐蚀特性,由点蚀形式向面腐蚀形式转化;第三,钛本身具有很强的耐腐蚀性能,在许多介质中很稳定,钛能在表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,对金属基体具有很好的保护性能。