【正文】 、 結合力良好 ， 沒有粗糙不平 、 邊緣過厚凸起 、 燒焦 、起泡 、 剝皮等現(xiàn)象 。dm－ 2 溫度/℃ 時間/min 5 熱水洗 40～ 50 6 冷水洗 7 光 化 鉻 酐 280～ 300 室 溫 15s~30s 鋼鐵件不進行 8 冷水洗 硫 酸 25～ 30 9 弱腐蝕 硫 酸 a 硫 酸 b 鹽 酸 50～ 100 50～ 80 20～ 30 室 溫 1~2 硫酸 a：對鋼鐵件 硫酸 b：對銅件 10 冷水洗 11 中 和 碳酸鈉 30～ 50 室 溫 12 鍍 銅 氰化亞銅 氰化鈉 碳酸鈉 氫氧化鈉 酒石酸鉀鈉 20～ 30 7～ 15 10～ 80 10～ 15 30～ 60 2 50～ 60 5~10 銅件不進行 62 工序 工序 名稱 溶 液 成 分 操 作 條 件 備 注 組 成 含量 /g 堿性鍍錫工藝流程 工序 工序名稱 溶 液 成 分 操 作 條 件 備 注 組 成 含量 /g 60 b、 陽極與導電棒一定要接觸良好 。 如果鍍層發(fā)黑或出現(xiàn)海綿狀 ， 表明鍍液中的二價錫離子含量過高 ， 應用電解氧化法氧化或化學法除去 。 c、 鍍液顏色呈異常的灰白色或暗黑色 ， 這是亞錫酸鹽水解 ，膠狀氫氧化亞錫開始沉淀引起的 ， 正常的鍍液應為無色的草黃色 。 Sn2+的含量超過 ， 就會明顯影響鍍層質量 。 但溫度過高 ， 能源消耗大 ， 鍍液損耗多 ，同時陽極也不易保持金黃色膜 ， 易產生 Sn2+而影響鍍層質量和鍍液穩(wěn)定性；溫度過低將影響陽極的正常溶解 ， 并使陰極電流效率及沉積速度下降 。 陰極電流密度的高低應根據鍍液溫度 、 錫酸鹽濃度 、游離堿含量及錫酸鹽類型 (鈉鹽或鉀鹽 )確定 。 (4)雙氧水 雙氧水是在生產中出現(xiàn)陽極溶解不正常 ，產生 Sn2＋ 離子時作為補救措施而加入 ， 以防止形成灰暗甚至海綿狀的沉積層 ， 因為雙氧水可以將溶液中的 Sn2+氧化成 Sn4+。 當游離堿濃度過高時 ， 會使陽極的鈍化膜溶解 ， 此時應加入少量的冰乙酸來調整 。 a、 防止錫酸鹽的水解 錫酸鈉 (鉀 )是弱酸強堿鹽 ， 易水解： Na2SnO3+2H2O→H2SnO3↓+2NaOH K2SnO3+2H2O→H2SnO3↓+2KOH 在鍍液中保持一定量的游離堿 ， 可使上述水解反應向左行 ， 從而防止錫酸鹽的水解 ， 起到穩(wěn)定溶液的作用 52 b、 使陽極正常溶解 當陽極電流密度和鍍液溫度在規(guī)定范圍內時 ， 保持一定游離堿量可使陽極以 Sn4+正常溶解 ， 即進行如下陽極反應： Sn+6OH－ →SnO32－ +3H2O+4e 游離堿含量過高時 ， 陽極電流效率降低 ， 陽極不易保持金黃色 ， 出現(xiàn) Sn2+的陽極溶解 ， 鍍層質量下降 ， 鍍液不穩(wěn)定；而其含量過低時 ， 陽極易鈍化 ， 鍍液分散能力下降 ， 鍍層易燒焦 ，同時鍍液中還會出現(xiàn)錫酸鹽的水解 。 但主鹽濃度過高時 ，陰極極化作用降低 ， 鍍層粗糙 ， 溶液的帶出和其它損耗均增加 ， 成本提高；主鹽濃度過低時 ， 雖能提高溶液的分散能力 ， 鍍層潔白細致 ， 但陰極電流密度 、 陰極電流效率和沉積速度都明顯下降 。 增加游離堿和提高溫度 ， 能使致鈍電流密度增大；降低游離堿及溫度則反之 。 黑膜太厚時需用酸溶解除去 。 (2)陽極反應 堿性鍍錫液中的 Sn2+離子主要來源于陽極的不正常溶解 ， 故必須掌握陽極溶解特性 。 46 (1)陰極反應 堿性鍍錫液中錫以 [Sn(OH)6]2－ 絡離子形態(tài)存在 。dm2 ～ ～ 3～ 10 10～ 20 陽極電流密度 /AL1 ～ 10～ 20 錫酸鉀 K2SnO3 /g 所以 ， 用哪一種體系 ， 要根據產品特點和生產條件來確定 。 二者的主要區(qū)別是鉀鹽體系的溶液性能比鈉鹽體系好 。 鍍層結晶細致 、 孔隙少 、 易釬焊 。L－ 1 ST97光亮劑 /gL－ 1 25～ 30 氨三乙酸 N(CH3COO)3 /gL－ 1 氟化鈉 NaF /g 氯化物 氟化物鍍錫的工藝規(guī)范表 8－ 4。使用熱油浸錫法，油的溫度應在 250～265℃ 之間，時間為 2～ 10s，時間過長會產生“淚珠”或不潤濕現(xiàn)象。dm－ 2 增大至 27 ～ 2 陰、陽極面積比 64 1～ 2:1 39 軟熔處理 對于吊、滾的鍍件可用熱油浸錫法使鍍錫層瞬時熔化，使鍍層光亮致密。L－ 1 2～ 3 酒石酸鉀鈉 NaKC4H4O6 /gL－ 1 70～ 90 酚磺酸 C6H4HSO3H /g 常見的磺酸鹽有甲磺酸 、 酚磺酸 、 氨基磺酸 、 乙氧基甲萘酚磺酸等 。 需要注意的是 ， 陽極袋不能用尼龍和氯丁橡膠制造 ， 應采用聚丙烯或氯乙烯 丙烯腈共聚物 （ Dynel） ；不能采用空氣攪拌；為了防止生成氟硅酸鹽 ， 過濾鍍液時不能用含硅的助濾劑 ， 可用橡膠襯里的過濾機 ， 過濾介質用濾紙 。 氟硼酸亞錫的自制方法：在計算量的氫氟酸中緩慢加入略過量的硼酸 ， 以生成氟硼酸；加熱溶液 ， 緩慢加入計算量的氧化銅或堿式碳酸銅 ， 以生成氟硼酸銅 ， 攪拌至完全溶解；攪拌下緩慢加入錫粉至溶液藍色完全消失 , 以發(fā)生反應 Cu(BF4)2+Sn→Sn(BF4)2+Cu 過濾溶液 。dm－ 2 20℃ 、攪拌 25 40℃ 、攪拌 45 陰極移動 /mL－ 1 1（ ～ 1） 37％ 甲醛 HCHO /mLL－ 1 200（ 100～ 400） 50（ 40～ 60） Sn2+/g 33 氟硼酸鹽鍍錫可采用很高的陰極電流密度并有相當寬的陰極電流密度范圍 ， 沉積速度高 ， 分散能力好 ， 鍍層結晶細致 ， 潔白而有光澤 ， 可焊性好 ， 適用于掛鍍 、 滾鍍和線材電鍍 ， 常用于鋼板 、 帶及線材的連續(xù)快速鍍錫；但鍍液成本較高 ， 買不到氟硼酸亞錫時需自行配制 ， 溶液中的 BF4對環(huán)境造成污染 ， 所以應用不廣泛 。 工藝流程： 鍍件 → 化學除油 →熱水洗 →冷水洗 →活化 →冷水洗 →鍍第一層錫 →冷水洗 →吹干 →烘烤熱熔 →冷卻 →浸硫酸 →鍍第二層錫 →清洗 →涂透明清漆 →成品。 此外 ， 鍍錫后需焊接的鋼鐵零件要先預鍍銅 (約 3μm)以增強結合力；銅及銅合金鍍錫要帶電入槽；黃銅直接鍍錫時由于合金中鋅的影響會出現(xiàn)斑點或鍍層發(fā)暗 ， 應先鍍銅及鎳 。 這些芳香族胺類可被氧化成對苯醌 ， 導致鍍液變黃 。 b、 鍍件入槽要用沖擊電流 ， 特別是復雜的零件 ， 防止因鍍液的強酸性使零件深凹處腐蝕而污染鍍液 。 但尚無有效去除 Cl、 NO3的方法 。 為防止陽極泥渣影響鍍層質量 ， 可用耐酸的陽極袋 。 純度低的陽極易產生鈍化 ， 會促進溶液中 Sn2+離子被氧化成 Sn4+離子 ， 從而導致 Sn4+的積累和鍍液混濁 。 加人性能良好的穩(wěn)定劑可提高工作溫度的上限值 。 無光亮鍍錫一般在室溫下進行 ，而光亮鍍錫宜在 10℃ － 20℃ 下進行 。 25 操作條件的影響 (1) 陰極電流密度 根據鍍液中主鹽濃度 、 溫度和攪拌情況等的不同 ， 光亮鍍錫的電流密度可在 1A/dm2－ 4A/dm2范圍內變化 。由于這類添加劑是憎水的 ， 含量過高時會導致明膠凝結析出 ，并使鍍層產生條紋 。 23 Sn2+離子被溶解氧或陽極反應氧化： 2Sn2+ ＋ O2＋ 4H+→2Sn4+＋ 2H2O 或 Sn2+ → Sn4﹢ ＋ 2e Sn4﹢ 離子： Sn(陽極 ) →Sn2++ Sn4++6e 為此 ， 可從以下方向著手選擇穩(wěn)定劑： 合適的 Sn4+ 、Sn2+的 絡合劑 以抑制錫離子的水解和 Sn2+離子的氧化 ， 如酒石酸 、 酚磺酸 、 磺基水楊酸等有機酸和氟化物； 比 Sn2+更容易氧化的物質 (抗氧化劑 )以阻止 Sn2+氧化 ， 如抗壞血酸 、 V2O5與有機酸作用生成的活性低價釩離子等； Sn4+的還原劑 ，使 Sn4+還原為 Sn2+ ， 如金屬錫塊；以及上述物質相互組合的混合物 。H 2O)5不溶于酸與堿 ，并很容易與鍍液中的 Sn2+錫離子形成一種黃色復合物 ， 進而轉變?yōu)榘咨?β錫酸沉淀 。H 2O會進一步轉化為 β(SnO2 鍍液混濁后 ， 鍍層光澤性差 、 光亮區(qū)窄 、 可焊性下降 ， 難以鍍出合格產品；且該混濁物呈膠體狀態(tài) ， 難以除去和回收 ， 導致錫鹽浪費 。如表 8－ 1所列 SS820， SS821光亮劑基本組成相似 ， 是不飽和醛 (或酮 )、 芳香醛 (或酮 )和聚氧乙烯壬基醚等非離子表面活性劑的加成物 ， 并包含有甲醛 。這類增溶劑稱為載體光亮劑，也可稱載體分散劑。 主光亮劑大多不溶于水 。 各種醛類 （ 包括芳香族 、 脂肪族和雜環(huán)化合物 ） 和一級胺類在堿性條件下縮合成醛亞胺 希夫堿 ， 不飽和酮 、 胺等 。 近年來 ， 鍍錫光亮劑的研究很活躍 ， 性能優(yōu)良的添加劑不斷涌現(xiàn) ， 我國在這方面的研究也取得了較大的進展 。 光亮劑不足時 ， 鍍層不能獲得鏡面鍍層；光亮劑過多時 ，鍍層變脆 、 脫落 ， 嚴重影響結合力和可焊性 。 通常把 Sn2+/H2SO4 控制在 1： 5左右 。 滾鍍可采用較低濃度 。 配制好的鍍液在使用前 ， 應進行小電流通電處理 。 然后在攪拌下緩慢加入硫酸亞錫 ， 待其完全溶解后 ， 對溶液進行過濾 。鍍前處理要徹底，除油液中最好 不含硅酸鈉 。L1 20～ 30 BH911光亮劑 / mLL1 ～ 20 SS820/ mLL1 1～ 3 1～ 3 酚磺酸 / mL 10 表 81 硫酸鹽無光亮鍍錫和光亮鍍錫工藝規(guī)范 成分及操作條件 無光亮鍍錫 光亮鍍錫 1 2 3 4 5 6 硫酸亞錫 Sn /g 氯化物－氟化物鍍液 為一種高速鍍錫溶液 ， 連續(xù)生產線的生產效率可達 400m/min~600m/min， 20年前在國外主要用于帶材的高速電鍍 。 酸性鍍錫 目前工業(yè)上應用的酸性鍍錫液主要有 硫酸鹽鍍液 、 氟硼酸鹽鍍液 、 氯化物 —氟化物鍍液 、 磺酸鹽鍍液 等幾種類型 。 以亞錫鹽為主鹽的 酸性鍍液 具有平整光滑 、 可鍍取光亮鍍層 、 電流效率接近 100％ 、 沉積速度快 、 可在常溫下操作 、 節(jié)能等優(yōu)點 ， 其缺點是分散能力不如堿性鍍液 ， 鍍層孔隙率較大 。 6 由于電鍍錫層薄而均勻 ， 能大大節(jié)約世界緊缺的錫資源 ，因而電鍍錫得到迅速發(fā)展 。銅導線鍍錫除提高可焊性外，還可隔絕絕緣材料中硫的作用。 金屬錫柔軟 ， 富有延展性 ，故軸承鍍錫可起密合和減摩作用；汽車活塞環(huán)和氣缸壁鍍錫可防止滯死和拉傷 。 3 25 ℃ 時 Sn2+／ Sn的標準電勢為 － ,在電化序中比鐵正，故錫鍍層對鋼鐵來說通常是陰極性鍍層。 錫的 化學穩(wěn)定性高 ，在大氣中耐氧化不易變色，與硫化物不起反應，幾乎不與硫酸、鹽酸、硝酸及一些有機酸的稀溶液反應，即使在濃鹽酸和濃硫酸中也需加熱才能緩慢反應。 4 因此 ， 基于優(yōu)良的延展性 、 抗蝕性 ， 無孔錫鍍層的主要用途是作為鋼板的防護鍍層 。 5 在電子工業(yè)中，利用錫熔點低，具有良好的可焊接性、導電性和不易變色，常以鍍錫代鍍銀，廣泛應用于電子元器 , 連接件、引線和印制電路板的表面防護。在錫中共沉積鉛、鉍、銻等可以防止以上事情發(fā)生。 堿性鍍液 成分簡單并有自除油能力 、 鍍液分散能力好 、鍍層結晶細致 、 孔隙少 、 易釬焊 ， 但是需要加熱 、 能耗大 、電流效率低 ， 鍍液中錫以四價形式存在 、 電化當量低 ， 鍍層沉積速度比酸性鍍液至少慢一倍 ， 且一般為無光亮鍍層 。 因其適用范圍很寬 ， 既可用于電子工業(yè)和食品工業(yè)制品的鍍錫 ， 也適合其它工業(yè)用的板材 、 帶材 、 線材的連續(xù)快速電鍍 ， 故其產量遠大于堿性鍍錫 ， 已趨于主導地位 。