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钛在表面处理中的应用须知

作者:袁诗璞
一、前言
    钛,作为一种质轻、强度高、耐腐蚀性优异的金属材料,应用日广。然而,由于其价格较贵,过去主要应用在高技术、高附加值的军品及部分民品上。例如,一架F—15战斗机,其总重量的26.5%为钛,一架波音747飞机需钛36吨。前苏联1978年建造的阿基里斯号核动力潜艇,用钛量达3500吨。一套60万千瓦火电站用钛75钝、一套110万千瓦核电站用钛达190吨。因为,不少人对性能、特点、使用要求缺乏全面了解,有的文献报道的情况又未必完全准确,难免出现设计失误、使用不当等问题。笔者近年来因工作需要,对钛的特性不得不作些全面了解。本文拟就钛在表面处理中应用的必备知识作一介绍,以期能对其设计、使用尽量做到合理,减少或避免浪费。提供的资料可供表面处理同行参考
二、 钛的一般知识及其物理性能
    钛元素发现于1793年。它在地壳中的贮量仅次于铁、铝、镁,居第四位。在地壳外层十英里范围内含量约0.4%,资源总量达七亿七千万吨,为铁的四分之一、铬的20倍、镍的30倍、铜的60倍。然而由于其冶炼、加工较为困难,直到本世纪五十年代初才投入工业生产。如今,由于世界各国竞相研究钛的冶炼和应用技术,钛在军工、冶金、石油、化工、轻工、纺织以及等行业已获得广泛应用,成为及仅次于铁、铝的第三金属
钛元素位于周期表中第四周期付族。原子量47.90,原子序数22,核半径5×10-13厘米,核外电子排布为(Ar)3d24S2。由于4S和Sd电子的电离势均小于50电子伏特,因而易于失去,即具有4个价电子,其最高正价为+4价
    钛具有两种同素异构体态:低温(<882.5℃)为稳定的α型,称为α钛,为密排六方晶格;高温(>882.5℃)时为β型,称为β钛,为体心立方晶格。当有α钛转为β态时,体积增加5.5%。当钛中含有氧、氮、碳等杂质时,其转变温度回升高
    钛的熔点为1668±4℃,沸点为3260±20℃。钛的密度与温度有关:20℃时为4.506~4.5165克/厘米3,β钛在900℃时密度为4.32,1000℃时为4.3,熔化温度时为4.11±0.08。其线膨胀系数具有各向异性
    钛的导热性较差,其导热系数比不锈钢略低,当其含有杂质时,导热系数还将下降。化学钝钛在50k时达最大值,为8.8卡/米.秒.度,800k时达最小值5.9卡/米.秒.度;工业钝钛的导热系数一开始随温度增加而增大,在250℃时达最大值(4.2)以后逐渐减小,在580K时达最小值(4.04)。但由于其强度高、耐蚀性好,因而可以用减薄壁厚的办法来弥补其导热差的不足,仍广泛用着换热器材料
    钛的导电性较差,也近似于不锈钢。若以铜的导电率为100%。20℃时钝钛电阻率为42.0微欧.厘米。当钛中有杂质时,其导电性还将下降。工业钝钛在20℃式的电阻率为55.6微欧.厘米。随温度升高,其电阻率还将上升。到达882.5℃相变温度时,又突然下降。因此,当钛用作导体时,如电镀用挂具、钛阳极筐挂钩、导电极棒等,均应有足够的截面积
    钛是顺磁性物质,其导磁率为1.00004。其磁化率随温度升高而增大,20℃时为3.2±0.4×10-6电磁系单位/克
    钛与其它部分金属的物理性能比较见表一
项目
类别
工业钝钛1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni12Mo2Ti
密度
(20℃、克/厘米3)
4.51.72.77.98.968.916.66.57.97.92
熔点
(℃)
1668650660153510831455299618301400~14251370~1400
比热
(卡/克. ℃)
0.138
(20℃)
0.2400.214
(20℃)
0.1100.0920.105
(20℃)
0.0360.0670.120.12
电阻系数
(微欧.厘米)
47.84.31.83
(20℃)
9.72.727.8
(20℃)
12.4
(18℃)
45.072 
导热系数
(卡/厘米。秒。℃)
0. 41
(25℃)0.0364
(100℃)
3.50.52
(25℃)
0.200.940.198
(100℃)
0.130
(25℃)
0.040.039
(100℃)
0.047
(100℃)
线膨胀系数X10-6(1/℃)8.5
(25℃)
26.022.9
(20℃)
11.716.513.5
(20℃)
6.5
(25℃)
5.2
(25℃)
6.6
(20℃~100℃
16.1
(20℃~100℃
弹性模量
(公斤力/毫米2)
10850436072102000011200210001890079102030020300
磁化率α×10-6(厘米.克.秒制)3.15±0.02 0.086
(18℃)
   0.93-0.45  
三、 钛的机械性能及加工特性
    在设计钛制品时,必须顾及钛的加工特性,以免造成无法加工现象
化学钝钛的化学稳定性好,但强度很低,工业利用价值不大。工业上广泛应用是工业钝钛合金。钛合金由于掺入含量不同元素,可以改变其机械性能,多用于各种目的的军用和航天航海以及专用化工。兼顾机械性能及耐蚀性,在一般化工行业多使用工业钝钛。由于其中有加多量的氧、氮、碳及多种其它杂质元素,其强度大大提高,甚至可与高强度钢相比
    我国工业钝钛中杂质含量为%:
Fe:0.02~0.15 C:0.02~0.08 O:0.01~0.1
N: 0.001~0.01 H:0.01
    其牌号及机械性能如表二所示
牌号材料厚度
(mm)
机械性能
强度极限бb
(公斤力/毫米2)
延伸率
(%)
弯曲度
(度)
供应状态
(M)
TA10.3~10.035~5030~40130~140退火
TA20.3~10.045~6025~3090~100退火
TA30.3~10.055~7020~2580~90退火
国产工业钝钛的供应状态均为退火态。由于热处理困难,当要求较好弹性时,则显出不足。此时可选用未退火的工业钝钛(专门订货)或最常用的合金钛Ti—6AI—4V,即牌号TC4合金。其抗蚀力比工业钝钛稍差,但一般不影响使用
钛的焊接要求较高:、一是必须采用保护良好的氩弧焊(氩气钝度要高——02<0.005%、N2<0.01%、水份<0.07克/米3=或者等离子焊。二是钛无法与钢、不锈钢、铜等溶焊。三是焊缝处有较大残余应力,晶粒变粗,因而、焊接处的耐蚀力会有所下降(曾在CS多稀土镀铬液中发现进焊接处出现局部腐蚀现象)。若钛材中铁杂质含量高,在焊接处会发生选择腐蚀。同时,焊接处的脆性较大。四是钛对缺口的敏感性较高。因此,决不能设计钛与其它金属的组合焊接,且焊接处应越少越好。设计时应避免结构的不连接续性且焊接应尽可能平滑。当使用过的钛制件,若因渗氢,使氢含量达600PPMm以上,可焊接很差,则很难再焊接修复
钛的回弹显著,远比钢大,是不锈钢冷成型的2~3倍。因此钛不适用冷钛冲压加工成形。钛管在弯曲成型时,其弯曲半径至少应为其直径的2.5倍以上,这在设计蛇形换热器时必加以重视。对钛板卷筒时,也应根据实验来确定加工参数
工业钝钛的塑性与温度有关。在450~500℃是相对延伸率最小,记忆与脆裂。因此使用温度最好不超过350℃
    国产工业钝钛的冲击强度较低,室温下仅8.0公斤力.米/厘米2 。因此在设计钛设备时应尽量避免应力集中,防止产生局部峰值应力
钛可以铸造成型,但凝固迅速,往往导致在热量集中的地方产生裂纹和缩孔。在设计铸件时,各相邻部位应避免厚薄截面的急剧性变化和尖角
    钛和不锈钢一样,容易发生粘连和冷焊现象,耐摩性差,因此钛不宜用于制作承受摩擦的工件
    钛较难攻丝。因丝锥中有限切屑沟和钛的严重粘着作用会导致螺纹恶化,同时易导致丝锥断裂。因而在设计丝孔应避免盲孔和过长的通孔,同时应放松配合等级公差
钛的切削加工特点是:切屑变形小、切屑温度高、切削力不大、加工硬化严重、刀具易磨损。在切削时若温度过高,钛以吸收大其中的氧、氮而形成因而脆的外皮,产生严重加工硬度现象。因此切削钛时应选用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量,并应进行良好的冷却
    国产钛管的延伸率在28~40%的范围内波动(不锈钢在50~60%之间)。因此,钛制管壳式换热器的胀管间隙应比不锈钢制的小,否则在胀接时列管易出线裂纹
四、钛的化学性
(一) 钛的钝化
    从热力学角度讲,钛是极不稳定的金属,其标准电极电位为:
Ti→Ti2++2e ―1.63伏
Ti→Ti3++3e ―1.24伏
Ti+2H2O→TiO2+4H+4e ―0.90伏
    似乎钛能从水中置换出氢,但钛实际上非但不溶于水,也不溶于某些稀酸,其原因是在较低温度(500℃以下)时,钛的表面有一层致密的、结合牢固的保护性氧化膜(主要为TiO2)。这层钝化膜使其在0.5 N NaCl 溶液中的稳定电位达+0.181伏。钛经酸洗完全除膜后,又迅速与氧化作用生成新的氧化膜,几小时内达20爱,以后增大缓慢,一个月后达30~40爱。在弱酸、中性溶液、碱性溶液或硝酸中,即使在缺氧的条件下,钛通过与电解质中溶氧或OH―的相互作用,也能使遭到破坏的表面膜自动修复,恢复钝态。在活性介质中,或者溶液中含有氧化剂或者外加阳极电流,当扩散电流大于钛的临界钝化电流时,也可以使钛钝化。在一些有机介质中,当含有足够浓度的水时,钛可由活化态转变为钝态
    钛的钝化系数达2.44,而铁为0.18,镍为0.37,铬为0.74,铝为0.82
(二)工业钝钛的耐蚀性
1、 硝酸:
    在低于沸点的所有硝酸水溶液中,钛的腐蚀铝极低。当液温达240℃时腐蚀率最高。加入含氧化硅或硅酮油的化合物以及铝盐能仰制钛在硝酸中的腐蚀,而磷的化合物会加速腐蚀。在发烟硝酸中,当过剩的NO2超过2%,而水含量不足时,反应放热会起爆炸。在发烟硝酸中因缺水,由于轻微创击或磨擦就会引起剧烈爆炸;当硝酸浓度在80%以下实则不可能发生爆炸。(南光机器厂在酸洗钛时就发生过爆炸事故)。因此,在酸洗钛时,应予高度重视
2、 硫酸:
    钛在无杂质的硫酸溶液中耐蚀力较差,且随温度的升高,腐蚀加快:
    Ti+H2SO4= TiSO4+H2
    2Ti+3H2SO4= Ti2(SO4)3+3H2
    在10~98%的硫酸中,钛均不耐蚀,腐蚀率大于1.2毫米/年
当硫酸中含有高价铁、高价铜、铬酸根、二氧化锰、硝酸、氧气时,钛的耐蚀性大大提高。Ti4+通过阴极过程,也能促进钛的钝化
3、盐酸:
    钛在无杂质的盐酸中仅中等耐蚀,室温下耐7.5%,60℃时耐3%,其腐蚀反应为:
2Ti+3HCL=2TiCL3+3H2
空气、氧气、硝酸、次氯酸钠、铬酸盐及Fe3+、Cu2+、少量贵金属及以及足够浓度的Ti4+能促进钛在盐酸中的钝化。例如在60℃时加入0.1%NaNO2,钛既可用于20%的盐酸中
4、磷酸
    钛在磷酸中的耐蚀性较在盐酸中略好,适用以下35℃30%磷酸,100℃时仅在3%以下的磷酸中保持稳定。当磷酸中含有Fe3+、Cu2+、Ag2+、Hg2+及硝酸时,耐蚀性得到改善。例如,若含有0.05% Fe3+或0.0025% Cu2+的60℃50%磷酸,钛的腐蚀率从3.7毫米/年降至0.15毫米/年及0.18毫米/年
5、氢氟酸与氟硅酸
    是钛最强的腐蚀介质。钛在氢氟酸中完全不能使用,在含氟的酸性介质(如氟硅酸、氟硼酸)中也会遭到严重腐蚀:
2Ti+3HF=2TiF3+3H2
氢氟酸中含有盐酸或硫酸,溶解更加快。酸洗钛时可以用硝酸与氢氟酸的混合酸
6、其它无机酸:
    钛在硼酸、铬酸等其它无机酸中都具有优导的耐蚀性
7、混合酸
    钛在硫酸、硝酸或盐酸的混合酸中具有较好的耐蚀性。例如,10%硫酸+90%硝酸60℃蚀腐蚀率为0.01毫米/年,5%盐酸+5%硝酸时腐蚀率为0.02毫米/年。在王水中(HCI:HNO3=3:1),黄金溶夜在室温下钛完全不腐蚀,80℃ 时年腐蚀率也仅0.86毫米/年
8、碱:
    除沸腾的氢氧化钾溶液外,钛对大多数碱溶液具有良好的耐蚀能力。在50%、60℃苛性钠中腐蚀率为0.013毫米/年,73%130℃时为0.18毫米/年;在50%沸腾KOH中腐蚀率为0.3毫米/年。当碱液中含有氧化或含有游离氯时,则具有优良耐蚀性。若碱液中含有过氧化氢,则钛不耐蚀,但硅酸钠及偏磷酸钠对其有缓蚀作用
9、盐:
    钛在大多数高温高浓度的无机盐溶液中均极为耐蚀,但不耐沸腾的硫酸氢纳溶液。对60℃25%氯化铝耐蚀性良好,但达100℃则严重腐蚀;对105℃55%氯化钙耐蚀,温度达155℃以上则不耐蚀。对氯化锌可耐蚀浓度达75%。总的来说,钛在氯化物中的耐蚀性远比不锈钢、镍及合金优异
10、其它:
    钛对于高温蒸镏水、自来水有很高的耐蚀性。无论是静海水或流动海水均有优异耐蚀性,超过目前造船工业的其它任何结构材料。舰船用的通讯导航天线也拟将改为钛材(我厂已专为授外军舰生产过钛天线)
除了不通空气的甲酸、相当浓度的柠檬酸和草酸外,钛对所有的有机酸均具有优异耐蚀性。钛不耐冰乙酸腐蚀,而当含水量>0.02%时,即使沸腾得乙酸也不腐蚀钛。当草酸中含有Fe3+、Cu2+(只要0.025%)时,钛的耐蚀性即相当良好
    钛在碳氢化合物及氯化碳氢化合物中耐蚀性极好,但不耐沸腾的三氯醋酸
除甲酸外,钛不耐所有的有机醇、醛和酮的腐蚀
(三)进一步提高钛耐蚀性的措施
    从理论上讲,使钛的稳定电位正移或负移均可提高钛的耐蚀性能。如使其它电位负移,出现电化学阴极保护,能提高耐蚀性,但此时必须施加大阴极电流,在酸性条件下会引起强烈吸氢,导致氢脆。因而适用的方法是使钛的电位正移,使电位达到法拉弟电位EF,腐蚀电流降至维钝电流ipass而过渡到钝化区,其腐蚀速度可降低数百倍,钛有两个钝化区:一是TiH2钝化区,另一是TiO2钝化区。但前者在温度高于80℃时,氢会向钛中扩散,导致氢脆。故最有效的是钝化区
提高钛的稳定电位使其高于的主要措施有:
1、 阳极保护
    在硫酸、盐酸、磷酸、草酸、碱溶液中,对钛实施阳极保护均是有效的
    例1、 对60℃、40%硫酸;阳极保护电流>0.3mA/cm2,外加电压+2.1V,维持钝态电流0.5~1цA/cm2,钛的腐蚀率降低1100倍,仅0.005毫米/年
    例2、 对6037%盐酸,外加电压+1.7V,腐蚀率降低2080倍,仅0.068毫米/年
    例3、 对沸腾的60%磷酸,外加电压+2.7V,腐蚀率降低了124倍,为1.30毫米/年(显然,腐蚀仍较严重)
    例4、 对90℃26%草酸,外加电压+1.6V,腐蚀率降低了1000倍,为0.038毫米/年
    将钛与电位更正的铂、石墨、18—8不锈钢等接触,也能实现阳极保护
必须明确,钛的阳极电位过正时,若达到其点蚀开始的“点蚀电位”时,由于阳极电流迅速增加,钛反而会发生点蚀
2、 加入氧化剂
    在允许的情况下,于腐蚀介质中加入作为阳极缓蚀剂的,足够浓度的氧化剂,能提高钛的耐蚀性。它们是:氧和空气、氧化性金属离子(Fe3+、Cu2+ 、Ti3+ 、 Ti4+等)氧化性阴离子(NO3-、Cro42—、MnO42—等)以及钛在水溶液中的基本钝化剂——水
    这里仅就水的作用,作一介绍。水是很重要的钝化剂:
Ti+2H2O→TiO2+4H+4e
Tim++2H2O→TiO2+4H++(4—m)e
    例如,钛在干氯气中生成TiCI4并引起燃烧,但当氯气中含水量大于0.1%时,钛即完全钝化。再如,钛在冰醋酸中遭到严重腐蚀,但在含水达0.06%的沸腾浓醋酸中却处于钝态
3、 表面处理
    ⑴ 氮化:进行气体渗碳(800℃~1200℃下在氮气中保持1~6小时)活力自律化能大大提高钛的耐蚀性,其效果由于渗氧、渗硼和氰化。例如在25℃、20%硫酸中,经氮化的钛腐蚀速度降低1100多倍
    ⑵ 涂复贵金属钯、钌等:用于电解食盐制取次氯酸纳的阳极最佳材料未钌钛阳极,即在钛上用特殊工艺涂复、烧结钌粉,形成了具有半导体性质的二氧化钌层,具有优异抗蚀性能。台上涂钯,其抗缝隙腐蚀能力提高数百倍。镀铂钛网已用作电镀进的不溶性阳极来代替金阳极,据研究,台上贵金属涂层及使有空隙,通过空隙也能对钛其阳极保护作用
    ⑶ 表面加热氧化:将钛与大气中加热到600℃保持10分钟,其氧化层大大加厚,抗蚀力大大提高,并具有防止吸氢能力
    ⑷ 阳极氧化:在5~10%硫酸按溶液中用25V直流电压处理72小时,氧化膜厚度可由几十埃增至3000~5000埃。在30%硝酸中外1.28V直流电压进行阳极氧化也很有效果
    ⑸ 化学氧化:例1.在30%硝酸中外加外100毫克/升三氯化铁,通入空气沸腾10小时。例2.在30℃、10%盐酸+40%三氧化铬液中处理1小时。例3.在80℃、30%硫酸+10%三氧化铬液中处理1小时
4、 合金钛:
    在钛中加入提高钝化的元素Cr、Ta、Zr、Nb、V,或加入能降低阳极活性、提高热力学稳定性的元素Mo以及加入贵金属Pt、Pd、等形成多种合金,能提高钛在盐酸、硫酸或流动性硝酸等易腐蚀性场合的抗缝隙腐蚀、点腐蚀、均匀腐蚀能力。但这些合金价格较贵、供应较难,目前在表面处理中尚难应用,不再介绍
五、表面处理中的具体应用
    钛在表面处理中可以应用于诸多方面,今择要介绍如下
(二) 铭牌与印制板生产
    染色液加热器、不含氟的氯件化学砂面也加热器
印制板孔金属化敏化、活化、解胶液加热器。三氯化铁、氯化铜腐蚀液加热器、空气搅拌器,印制板生产用挂具等
(三) 电镀前处理
    除油液蒸汽或电加热器,混合酸酸洗容器、加热器、酸洗筐篮,铜件光亮酸洗液加热器、酸洗挂具等
    不推荐用钛作盐酸、硫酸的加热器,特别是新酸中无高价金属离子时,腐蚀较快
    不含氟化物的非磷酸系化学抛光液容器、加热器、挂具。不主张用钛作盐酸洗化学抛光液容器、加热器等,此时钛腐蚀很快,不如用不锈钢的便宜
    各种体系电解抛光用挂具(不推荐在浓度高的磷酸即硫酸电抛光液中用钛作加热器——除非加油阳极保护,但可用作挂具)。由于一般电抛光的DA很大,在设计挂具时应考虑足够的截面及与工件的接触面积
    塑料电镀铬酐系粗化液容器、蒸汽或电加热器,化学镀的加热器、挂具
(四) 转化膜工艺
    1、 钢铁件碱性发兰可用钛作电热器,但建议用价廉的不锈钢加热器
    2、 铜及铜合金铬酸钝化液及苯并三氮唑钝化液加热器、挂具、挂蓝
    3、 铜及铜合金化学氧化、电位学氧化加热器、挂具、筐蓝
    4、 钢铁件磷化液蒸汽及电加热器
    5、 不含氟的铝件、镁件化学氧化液加热器、搅拌器
    6、镀锌低铬钝化空气搅拌器、超低铬钝化液加热器、搅拌器
    7、 关于铝件阳极氧化及着色工艺中的应用,有值得注意的问题
    ⑴ 钛是阳极氧化制作夹具的最佳材料,宜推广应用。过去用铝材作夹具,在工件氧化时夹具也被氧化,再次使用前必须先在碱液中除膜,结果寿命很短。且铝的弹性不好,易产生与工件接触不良现象。钛夹具弹性好,每次用后不必除膜,在着色液中也着不上色,可直接再使用,方便、耐用
    制作钛夹具应注意的两个问题:一是因钛的导电性较差,故夹具(特别主杆)应有足够大的截面积,否则电压增大,也会因欧姆热加速氧化液的温升。二是特别需要高弹力时应注明采用未退火的工业钝钛或采用TC4钛合金
    ⑵ 溶液蛇管式或槽外循环冷却用列管、排管式换热器,可用冷水或氟里昂等致冷剂冷却
    a. 用于铬液阳极化溶液时,钛质换热器可不作处理,直接应用
    b. 用于硫酸阳极化溶液时,由于钛对不含氧化性离子的钝硫酸溶液耐蚀性不令人满意,应注意:
    第一、 必须在配液后完全冷却至室温后再放入冷却器,否则热流酸液会破坏自然形成的钝化膜
    第二、 最好将冷却器接成阳极,以18~24伏电压人为氧化数小时,以增厚钝化膜
    第三、 平时使用时可用一电阻丝将其接在阳极上,在处理工件同时,施加阳极保护
    第四、 对溶液采用空气搅拌有利于钛的钝化
    采取这些措施后,钛换热器不至于发生点腐蚀,其使用寿命可达十多年
    另外,选用的钛管壁厚宜1.5~2毫米,而不宜过薄,焊接应尽量少
c. 用于草酸阳极化的冷却器,也宜先电化学氧化并施加阳极保护
⑶ 钛用作氧化液空气搅拌器
⑷ 着色液蒸汽或电加热器
⑸ 蒸馏水或不含氟的镍盐封闭液蒸汽或电加热器
六、电沉积工艺
在电解冶炼中广泛用着换热器,电镀中的应用:
8、 镀铜
    钛可用于除氟硼酸盐镀铜外的任何不含氟的镀铜体系
⑴ 氰化镀铜
    钛在100℃饱和氰化钠中的腐蚀率0.05毫米/年,可见钛是耐氰化物的。有资料报导,钛在经典氰化镀铜液中的腐蚀率小于0.002毫米/年。钛在氰化镀铜液中可用作丝按或蒸汽加热器、辅助阳极、阳极筐等
⑵ 硫酸盐镀铜
    钛对钝硫酸液的耐蚀性较差,但在酸性镀铜液中因大量的氧化性介质Cu2+,钛的耐蚀性,得益大大提高。资料报道,在类似酸性镀铜液的硫酸与硫酸铜混合液中,70℃事态的腐蚀率<0.01毫米/年。因此,钛可用于加热的电接通体系,更能用于要求室温的光亮酸性镀铜液中作加热器、冷却器、空气搅拌器及阳极筐
⑶ 碱性的焦磷酸盐、乙二胺、HEDP、柠檬酸盐等镀铜体系中用作加热器、空气搅拌管及阳极筐
⑷ 对微酸性的草酸盐镀铜,因草酸含量不高,从原理推测钛可以应用,尚缺乏实践与资料。仅见报道在60℃、5%草酸液中添加0.0025%的 Cu2+ ,钛的腐蚀率从39 毫米/年降至0.056毫米/年
9、 镀镍
    钛可用于任何不含氟的镀镍体系。资料报道,在瓦特镍体系中钛的腐蚀率仅0.003毫米/年。对多种镀镍体系的实际观察,钛均具有良好耐蚀力
有资料认为,钛不能用于氨基磺酸盐镀镍,却无具体数据。但笔者所见资料,钛在50%沸腾状的氨基磺酸镍中的腐蚀率为0.012毫米/年。又据对全息激光像制作电铸膜镀液中钛电加热及阳极筐使用效果观察,一年多完全未见腐蚀迹象。因此,钛完全可以放心用于氨基磺酸盐镀镍液
钛在镀镍中广泛用作蒸汽或电加热器、空气搅拌管和阳极筐。特别是近年来性能优异的含硫镍扣(S镍饼)不断为用户所接受以及购买价格较便宜的镍板边角料和充分利用镍阳极料头所需,钛阳极筐已得到越来越广泛的应用,其效果好,经济效益明显
10、 镀铬
    钛可用于除含氟的复合镀铬液以外的任何低、中、高浓度镀铬液。钛加热器以及可用于蒸汽加热和通冷水冷却的蛇管换热器已得到普遍应用。资金较雄厚的单位因感塑料槽的热变形及老化,又感钢内衬铅槽的腐蚀及难以修复(含铅毒性大又难掌握),改为投资用钛槽或钢内衬钛槽
对于含有微量氟化物的稀土镀铬液,实践证明钛完全可以应用,但应尽量减少焊接且含接处且应有良好的氩气保护
11、 镀锌
    资料报导,钛在古老的硫酸锌酸性镀锌液中的腐蚀率为0.01毫米/年。实际使用看,钛可以应用于氰化镀锌、碱性锌盐镀锌、铵盐镀锌及氯化物光亮镀锌。钛可用作加热器、冷却器和阳极筐。在案盐镀心中,曾发现钛冷却管有点蚀现象,建议加阳极保护、。在氯化物镀锌中,有报导,当槽电压高于9伏时,钛阳极筐可能腐蚀。另有报导,在1.0M氯化夹的室温液中,当钛的电位(VsSCE)达7.2伏时,会发生电蚀。因此,在氯化物镀锌中,应避免阳极钝化机采用过高的槽电压。因钛的导电性不理想,能否在微酸性镀锌液中用钛作辅助阳极,尚值得研究
12、 镀银
    钛可以用于任何镀银体系作加热器、阳极筐以及镀银钝化液作加热器。担忧单位发现,在氰化银液中用钛作阳极筐时,尽管钛未见腐蚀,但对银层可能造成或化(估计是微量钛离子的影响),认为不如用不锈钢阳极筐好
13、 镀金
    钛可用任何镀金液中作加热器。笔者所见,直接用钛网作镀金用不溶性阳极是无妨的,不必采用价格昂贵的镀铂钛网
14、合金镀
    钛可用于任何不含氟化物的黄铜、青铜、三元仿金、镍铁合金、锌镍合金、锌铁镍三元合金等合金镀液中作加热器、空气搅拌管、阳极筐等
15、 镀锡及锡铅合金
    钛不能用于氟硼酸盐镀锡铅合金液,其余体系均可应用作加热器,阳极筐
七、结束语
    钛在表面处理中正获得日益广泛应用。本文尽管较长,但对钛的介绍仍仅是择其要点的粗略介绍。其在表面处理的应用还有待电镀、印制板等方面的工作者作进一步开发。钛在溶液过滤机、抽酸泵、阳极杆等方面也正获得应用,本文未作具体介绍
    至于文中提到的不含氟化剂的如盐酸、硫酸、磷酸、草酸以及钛完全不能使用的含氟化物溶液的加温似乎成了难题。为此,成都旭光钛制品厂开发了一种用特殊工艺制作的外复聚四氟乙烯的直形电加热器,已在一些企业(包括中外合资企业)中获得了应用,取得了良好效果,为用户作了排忧解难。(但由于设备及加工手段限制,尚无法制取大型的外复塑料王的蒸汽加热、冷却器)

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2007-01-02              
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