隨著國防工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，輕金屬材料的應(yīng)用越來越廣泛。由于鈦及鈦合金具有特殊的優(yōu)良特性，如比強(qiáng)度、低密度、無磁性、抗高溫、熱膨脹系數(shù)小以及耐腐蝕性高等優(yōu)點，其在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，尤其在航空航天工業(yè)中占有極重要的地位。但鈦及鈦合金也存在一些缺陷，如耐磨性差、易氧化、對黏著磨損敏感、對涂層附著力差等，為了進(jìn)一步提高其使用性能，克服其缺點，常需要對鈦及鈦合金進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。化學(xué)和電化學(xué)法在表面處理，能大大提高其在國民經(jīng)濟(jì)及國防工業(yè)中的應(yīng)用特征，這也是進(jìn)一步擴(kuò)大其使用范圍的最有效途徑。
1.鈦及鈦合金表面氧化處理可以生成多種顏色，其中分別有灰色、褐色、茶色、紫色、群青、深藍(lán)、海藍(lán)、灰藍(lán)、黃色、玫瑰紅、淺黃、綠色等十多種彩色膜，而且膜層表面平整、光滑、連續(xù)、均勻、致密，且與基體金屬結(jié)合牢固。同時對TC4、TC1、TC1M、TC2、TA1、TA2等鈦合金基本適用，可做工藝裝飾和標(biāo)記。
2.鈦及鈦合金氧化膜的膜厚與膜色的變化規(guī)律。根據(jù)我們的經(jīng)驗，膜厚在8×10^(-6)m以下為彩色薄膜，小于4×10^(-8)m的膜太薄呈光干擾色不穩(wěn)定易污染，大于8×10^(-6)m的膜則不適明且色彩逐漸消失，當(dāng)膜厚達(dá)到5—8μm以上時則形成多孔的吸附性強(qiáng)、硬且結(jié)合力好而又不導(dǎo)電的高耐蝕性厚膜，這為解決鈦合金的磨損、擦傷初接觸腐蝕問題開辟了新的途徑。
3.鈦及鈦合金氧化膜的化學(xué)成分與膜色、膜厚和槽液成分之間的關(guān)系。我們選擇六種配方工藝所生成的各種彩色膜，并分別測定了其化學(xué)組成。測試結(jié)果表明：不同配方工藝、不同顏色和厚度的膜，其主要化學(xué)成分均為TiO2，僅臺有微量的琉、磷等槽液成分，其中磷進(jìn)入膜層可進(jìn)一步提高其耐蝕性，而硫的進(jìn)入則成為有害雜質(zhì)。含磷的中性8105配方是較理想的鈦合金陽極化槽液。
4.鈦及鈦合金氧化膜的電極電位和表面電阻的變化 實測裸體鈦合金的電位為-300mV左右，而陽極化后的電位則上升至+200MV左右；彩色薄膜表面電阻為1—10Ω，而深色厚膜競竟高達(dá)1—14Ω，這為防止電偶腐蝕奠定了基礎(chǔ)。
5.膜的化學(xué)穩(wěn)定性 將彩色陽極氧化后的鈦合金放在不銹鋼電解拋光槽液中，在大于20A／dm2的高電流密度下陽極電解一個月以上不腐蝕，特別是厚膜就是在鈦合金酸洗槽液(HNO3相HF混合酸)中耐蝕性也超過裸體鈦合金的5—30倍，從而為擴(kuò)大鈦合金的使用范圍，特別是在化工設(shè)備中的廣泛應(yīng)用和提高其使用壽命創(chuàng)造了有利條件。
