4新聞資訊

錫鍍層變色的原因和控制

文章出處：新聞資訊責(zé)任編輯：惠州市思凱表面處理材料有限公司發(fā)表時間：2016-11-11

　　錫具有銀白色的外觀，化學(xué)穩(wěn)定性高，在大氣中耐氧化不易變色，與硫化物不起反應(yīng)，與硫酸、鹽酸、硝酸及一些有機酸等溶液也幾乎無反應(yīng)，即使在濃硫酸、濃鹽酸中也要在加熱條件下才能緩慢反應(yīng)。但錫鍍層容易變黃，原因及控制應(yīng)從以下幾個方面考慮：
　　(1)銅錫擴散層的增厚與時間呈線性關(guān)系，增加中間層(阻擋層)能根除由于銅錫擴散而引起的變色。中間層可選擇鎳鍍層、高鉛及錫合金等，其中以高Pb-Sn合金最佳。這是由于鎳中間層雖能阻止銅錫擴散，但不能阻止表面錫層的氧化，經(jīng)高溫處理后，其可焊性急劇下降，而Pb-Sn作為中間層時，Pb能擴散到Sn層，形成的Pb-Sn合金可降低熔點，提高潤濕力，有利于焊接。
　　(2)變色與鍍層的表面狀態(tài)有關(guān)。由于析氧及鍍液被污染等原因，鍍層將不可避免產(chǎn)生針孔，而針孔里的殘酸如果清洗不凈，也將引起變色。
　　(3)變色與清洗方式及清洗水質(zhì)有關(guān)，采用純水加噴淋，對鍍層變色有很大的抑制作用。
　　(4)變色與光亮劑在鍍液中的含量有關(guān)。有時候為了追求鍍層外觀，最大限度地添加光亮劑，但適得其反，鍍層很容易變色，這可能是由于光亮劑較多夾雜在鍍層中，有機物的含量隨之增加而引起的。以芐叉丙酮為主光劑的工藝里，它在鍍液中的正常含量為0.4～0.6g/L，但如果將其含量提高到0.8～1g/L時，鍍層帶米黃色，放置一段時間之后，則出現(xiàn)“麻點”，因此，在生產(chǎn)中切忌過量添加光亮劑

錫是一種銀白色的金屬，無毒，具有良好的焊接和延展性等，廣泛應(yīng)用電子、食品、汽車等工業(yè)。電鍍錫溶液主要有堿性和酸性兩大類，酸性體系中又分硫酸鹽、甲基磺酸體系及氟硼酸體系鍍錫等。酸性鍍錫工藝的特點是溶液穩(wěn)定、鍍層光亮度高、鍍液電流效率高，操作簡便，但鍍液的分散能力差、二價錫易水解等。堿性鍍錫液穩(wěn)定且均鍍能力好，缺點是工作溫度高，電流效率低，不光亮等。甲基磺酸體系以其沉積速率高，廢水容易處理等優(yōu)點而被應(yīng)用到連續(xù)電鍍生產(chǎn)中。氟硼酸鹽鍍錫液成本比硫酸鹽鍍液高，還存在著氟化物的污染等缺點，幾乎不被使用。實際生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是硫酸鹽、甲基磺酸體系的酸性光亮鍍錫工藝。
　　硫酸鹽光亮鍍錫液成分簡單，主要有硫酸亞錫、硫酸、光亮添加劑、穩(wěn)定劑等成分。硫酸亞錫含量高時可用較大的電流密度，使沉積速度加快，含量過高會使鍍錫層粗糙。含量低時，允許的陰極電流密度降低，鍍層容易燒焦，對形狀簡單的零件可用硫酸亞錫含量低一些的鍍液。
　　硫酸可以增加鍍錫液的導(dǎo)電性能，促進錫陽極的溶解，并能抑制鍍液中二價錫的水解，硫酸含量過高會使陽極溶解加快，使鍍液中錫含量增加，使鍍錫層粗糙。硫酸含量過低，會使鍍液分散能力下降，陰極電流密度降低，影響鍍錫層的光亮性，使二價錫容易水解，導(dǎo)致鍍液的渾濁。
　　光亮添加劑可以使鍍錫層光亮，光亮添加劑一般是醛、酚之類的有機物和增溶的表面活性劑等組成。光亮添加劑含量太多會降低陰極電流效率，同時過多的光亮添加劑在鍍液中的氧化又會加速鍍錫液的渾濁。
　　鍍錫液中加入穩(wěn)定劑是為了防止酸性鍍錫液中的二價錫水解，因為水解后的二價錫呈乳狀渾濁(有時這種渾濁包括二價錫水解也包括光亮劑的氧化分解產(chǎn)物)，當(dāng)然在電鍍過程中，穩(wěn)定劑會隨鍍液的帶出而需要及時補充，才能保持酸性光亮鍍錫溶液的穩(wěn)定性。市場上的穩(wěn)定劑主要是絡(luò)合劑、抗氧劑和還原劑的混合物，如異煙酸、硫酸亞鐵、酚類物質(zhì)等。

　光亮硫酸鹽鍍錫電流效率高，沉積速度快，可在室溫下工作，且原料易購，成本較低，同時錫鍍層柔軟、孔隙小，既可作表面裝飾性鍍層如代銀等，也可作可焊性鍍層。因此，光亮硫酸鹽鍍錫在電子工業(yè)和輕工業(yè)中應(yīng)用很廣泛。然而，其工藝中存在著二價錫易氧化及添加劑分解造成鍍液混濁及性能惡化、鍍層光亮區(qū)變窄等問題，故需對其進行改進。
　　2 鍍液各成分作用及工藝流程
　　2.1 鍍液中各成分作用光亮硫酸鹽鍍錫液主要成分為硫酸亞錫和硫酸，生產(chǎn)中其含量隨所采用的添加劑不同而不同。
　　2.1.1 鍍液中主要成分的作用
　　2.1.1.1 硫酸亞錫硫酸亞錫為主鹽，含量一般控制在40～100g/L。但生產(chǎn)實驗結(jié)果表明，高濃度硫酸亞錫雖然可以提高陰極電流密度，加快沉積速度，但使鍍液分散能力明顯下降，且使鍍層結(jié)晶粗、光亮區(qū)域變小，甚至大大縮短了鍍液的處理周期。 SnSO4含量控制在20～60g/L為宜，若取下限，可以通過加快鍍液循環(huán)速度及電極(陰極或陽極)移動速度等辦法進行“補償”，仍可鍍出優(yōu)良產(chǎn)品，但不宜過低。
　　2.1.1.2 硫酸硫酸具有降低亞錫離子的活性、防止其水解、提高鍍液導(dǎo)電性能及陽極電流效率等作用。當(dāng)硫酸量不足時，亞錫離子易氧化成四價錫。從動力學(xué)的觀點分析，當(dāng)有足夠的H2SO4時，可以減慢二價錫的水解，穩(wěn)定鍍液，實際生產(chǎn)中H2SO4含量一般在80～150mL/L。

　化學(xué)鍍的優(yōu)點有：可以對各種材料制成的鍍件進行金屬鍍覆，包括半導(dǎo)體及非導(dǎo)體，如陶瓷、塑料等。化學(xué)鍍不用外加電流不會受電流分布的限制，與鍍件的幾何形狀無關(guān)。因而不論零件的幾何形狀如何復(fù)雜，均能在其表面獲得厚度均勻的金屬鍍層。
而化學(xué)鍍鎳由于鍍層的結(jié)晶細致，孔隙率低，硬度高，鍍層均勻，可焊性好，鍍液溶鍍能力好，化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于電子、航空、航天、機械、精密儀器、日用五金、電器和化學(xué)工業(yè)中。
　　下面介紹兩款化學(xué)鍍鎳添加劑：
　　1.DN -2700 堿性化學(xué)鍍鎳添加劑
　　特點：
　　1. DN-2700 是一種化學(xué)閃鍍鎳溶液，用于鋁合金上化學(xué)鎳或電鍍前的處理。這種堿性化學(xué)鎳工藝鍍出一層非常薄、均勻、活躍的鎳鍍層。然后可進行結(jié)合力好的化學(xué)鎳或化學(xué)鍍銅和光亮鎳電鍍。
　　2. 專門為去除鋁上少量鋅而配制，可防止再次氧化。
　　3. 在電鍍中DN-2700 也可用以代替鋁材上鍍氰化閃鍍銅。在電鍍工藝中，它減少對氰的需要，并明顯提高閃鍍層的覆蓋力，即使是在復(fù)雜形狀的零件上。
　　4. 使用DN-2700化學(xué)鍍鎳工藝，可延長后續(xù)酸性化學(xué)鎳的工作壽命。
　　2.DN-2900高性能化學(xué)鍍鎳添加劑（酸性），DN-2900 鍍層磷含量為7-13%，具有優(yōu)良的腐蝕性能，能耐酸、耐堿等多種化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。
　　特點：
　　1．鍍層為非晶體Ni-P合金，鍍層呈非磁性，低應(yīng)力。
　　2．鍍層厚度均勻，耐磨，耐蝕。
　　3．可在施鍍溫度下調(diào)整鍍液。
　　4．鍍液穩(wěn)定，使用壽命長（8-12個周期）。

上一篇: 電鍍鎳工藝故障的九大原因與排除

下一篇: 影響電鍍鍍層質(zhì)量的因素——電鍍生產(chǎn)工藝

精選文章

連續(xù)電鍍設(shè)備時需要注意的事項電鍍掛具的絕緣處理酸銅光亮劑的使用和鍍液的維護酸性鍍錫添加劑的主要物質(zhì)組成惠州思凱告訴您什么是鍍錫化學(xué)鍍鎳工藝