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无氰电镀镉-钛合金镀层可作为高强度钢的防护层,该镀层中微量的钛(0.1-0.7%)对镀层的氢脆性能和耐蚀性能有较大的影响,但在实际生产中仍存在镀层中钛含量难以控制,镀液不够稳定易水解等技术难题,阻碍了该项技术的推广应用。本文以中性铵盐镀镉液为基础镀液,加入自制的氯氧钛,采用电沉积法制备了镉-钛合金镀层,通过极化曲线法、X射线光电子能谱(XPS)等测试方法探索了镉-钛合金镀层的电沉积行为;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)观察了镀层微观形貌和晶面取向,采用单因素实验研究了工艺参数对镀层钛含量的影响;利用“陈化”实验和“连续镀”实验研究了镀液的稳定性,主要研究结果如下:1.无氰电镀镉-钛合金镀液中的钛酰离子在阴极表面未发生电化学反应,而是在阴极界面处与OH-反应生成TiO2和少量的Ti2O3,夹杂于镉镀层中,其沉积过程推测为:TiO2++OH-→ TiO2+H+TiO2++H→ TiO++H+2TiO++2OH-→ Ti2O3+H2O镀液中钛盐的引入增大了工作电流密度区的阴极极化,使镉的形核过电位变大,镀层晶粒变细。2.自制主盐氯氧钛时,钛与盐酸的比例控制为1:4(g/ml),中性铵盐镀镉液中引入该自制的氯氧钛(钛含量)为4-5 g/L,且镀液中钛与镉的比例为1:3,施镀时电流密度控制为2-3 A/dm2时,获取10μm镉-钛合金镀层为稻黄色,钛含量达0.4%左右,且该镀液可长期稳定使用。3.无氰镀纯镉层表面为暗灰色,结晶粗糙,主要取向为(101)、(002)面,沉积类型为倾斜型镀层,而镀液中引入自制的氯氧钛所获取的镉-钛合金镀层(钛含量约为0.5%)表面呈稻黄色,结晶细致,在(101)、(100)、(110)面为主要取向,沉积类型为垂直型镀层,钛的引入改变了镀层的择优取向和沉积类型,有利于氢气的释放,降低了氢脆的可能性。另外镉-钛合金镀层的自腐蚀电位为-0.825 V,自腐蚀电流密度为1.765×10-2 A/dm2,比纯镉镀层的自腐蚀电位更正,自腐蚀电流密度更小,镀层的耐蚀性增强。4.“陈化”实验和“连续镀”实验研究表明:新配制的镀液pH值为5.99和7.05时,镀液稳定常数分别为0.886和0.873,18 d后镀液变浑浊,而pH值为6.7时,稳定常数为0.946,该镉-钛合金镀液在10-60℃室内长期存放时,未产生沉淀,但温度高于60℃时,镀液开始浑浊,产生白色沉淀,沉淀产物主要是Ti(OH)4、TiO2、H2Ti2O11·3H2O、NH4Cl;新配制的25 L镀液连续施镀过程中,施镀至16 d时,通电量为2.07×106 C,镀层钛含量达到峰值,至28 d后,通电量为3.63×106C,镀层钛含量低于0.1%,镀液中络合剂消耗较快,需重新分析补充镀液的成分,确保其能长期稳定生产。