电镀锡资料

镀锡层均匀性差镀锡层的均匀性差主要由溶液温度偏高引起的，当溶液温度高于35℃时会更明显。

镀锡层均匀性差对质量影响很大，这是因为锡镀层的厚度相对较薄，不均匀的镀层局部处会更薄，该处有可能出现雾状和焊接性能差。

解决方法：(1)控制溶液温度，必要时采取冷却措施；(2)采取移动阴极。

移动阴极不但能提高镀层均镀能力，还可提谪阴极电流密度，防止镀层烧焦、针孔、条状，以及暗灰色等症状出现，并对提高镀层光亮度等方面都有一定的作用。

沉积速度缓慢硫酸亚锡是光亮镀锡溶液中的主盐，提供锡离子来源，其含量对镀层和镀锡过程中允许的电流密度有较大的影响，在允许范围内提高亚锡离子浓度可相应提高阴极电流密度，有利于加快镀层的沉积速度，相应地提高了生产效率。

但当超过工艺规范要求，亚锡离子浓度过高或过低时对镀层质量会有如下的不良反映。

(1)硫酸亚锡含量过高时出现的主要症状：镀液分散能力降低；镀层结晶粗糙、色泽暗淡；光亮区范围变窄。

(2)硫酸亚锡含量过低时出现的症状：允许的电流密度范围明显缩小；镀层沉积速度缓慢；生产效率相应降低；镀层容易烧焦。

本故障原估计是电流密度过大引起的，但又考虑到锡镀层并不粗糙，且电流密度调小后这一现象也未见改观，因此进行化验分析。

发现硫酸亚锡含量已低于30g／L，检查发现阳极已钝化。

原来溶液中锡含量的降低是阳极钝化引起的，据进一步追究，阳极钝化原是该阳极由杂锡自熔浇铸的。

故当阳极锡头回炉时要用专用锅，不可与其他金属熔化锅混用，并要仔细检查，以免与锡近似的镉、铅、锌等金属混入。

由此可见，镀锡工艺中保持阳极纯度的重要性。

锡阳极的纯度应不低于99．9％的高纯度，否则除易引起钝化之外，还会污染镀液。

为此阳极板还必须用阳极袋套，来阻止阳极泥污染溶液。

溶液出现黄色硫酸盐光亮镀锡溶液出现黄色通常由有机质污染引起，而有机质多由添加的分解物形成(其中也不排除随工件的带入)，这时溶液的黏度也会随之增加，镀层出现结晶粗糙，有条纹和针孔，脆性增大、结合力降低等现象。

为避免这种现象的出现，溶液经一定时间使用之后需进行一次净化处理，使溶液中过高的有机杂质及时除去。

具体做法：先用活性炭吸附，然后进行过滤，经调整成分并短时间电解处理之后即可使用。

锡阳极加速溶解某厂硫酸盐光亮镀锡溶液中锡离子的浓度比原工艺配方高出l／3，经了解原是两个月前加硫酸时误将g／L单位认作mL／L单位，结果总数加入量增加一倍。

由于硫酸对锡具有化学溶解作用，致使溶液中锡盐浓度也随之提高，既浪费了材料，又增加了污水的治理费用。

硫酸是硫酸亚锡光亮镀锡溶液中不可缺少的主要成分之一，其存在所起的作用与不足时对镀层质量的影响主要反映在以下方面。

(1)硫酸含量满足工艺配方要求时。

硫酸的存在可抑制二价锡离子的氧化、促使镀液稳定、有利于提高镀液的导电能力和均镀能力、改善阴极极化、促使镀层结晶细密以及能加速阳极化学溶解、提高阳极电流效率等，但也要防止含量过高，否则会影响阴极电流效率，而且污水处理负担加重。

(2)硫酸含量低于工艺配方要求时。

当硫酸含量不足时，最明显的是镀液会出现不溶性的沉淀物，镀层出现结晶粗糙，这是由亚锡离子氧化成四价锡离子引起的结果，此时可加入适量的絮凝剂通过搅拌后进行过滤。

并加入适量硫酸调整。

因此，硫酸盐镀锡溶液中硫酸浓度的控制是十分重要的镀层出现粗糙通常镀层出现粗糙原因较多，如明胶含量不足，主盐浓度过高，阴极电流密度过高和溶液中固体杂质过多。

但另一种可能原因常被大家所忽视，即四价锡的影响。

某次故障就是排除以上四种引起镀层粗糙的可能原因之外而估计到的。

四价锡浓度过高时会随着二价锡离子一起沉积到镀层之中去，结果除会影响镀层的可焊性之外，还会使镀层结晶粗糙、疏松等症状。

四价锡是由二价锡遇到空气中氧的作用被氧化而产生的，为避免四价锡过多产生，要防止抽风机抽力过大或溶液使用空气搅拌，其次溶液温度也不宜过高。

这一故障现象可通过活性炭吸附处理后进行过滤，并重新调整其他成分予以解决。

镀层光亮度差镀锡层表面光亮度差的原因众多，如溶液中光亮剂少，溶液温度过高，主盐浓度过高等，但某次实例是由于镀层过薄，颜色发青(由基底映出)。

后经焊接试验得到证实，因为可焊性也很差。

锡层在锡与底层铜的界面上会互相渗透，形成熔点温度比锡高的合金扩散层，在此扩散层之外的镀层若过薄，尤其低于3～4μm时，是难以焊接的。

经增加镀层厚度之后，镀层的光亮度有很大提高。

焊接性能也彻底改善。

由此可见，引起镀层故障的原因是多方面的，在解决这类故障时要广开思路，寻找线索，不要有局限性。

镀层出现黄膜某次，锡层表面有黄膜，不是成片的，而多在工件的盲孔、狭缝口等部位。

这显然与镀后处理有关，工件表面未曾充分清洗干净，使这一部位镀层遭到氧化，出现黄色膜层。

黄膜除严重影响外观之外，还会影响镀层的可焊性。

这一批工件采取洗刷方法处理故障，但锡层表面的自然光泽也因此而遭到破坏。

后改用湍流冲洗：自制如图7—9所示水嘴一个，进水口连接自来水胶管，打开阀门进水后湍流射出，在猛烈冲洗下使残留在工件的孔隙、狭缝内的溶液充分排挤出来。

镀层出现锈迹在电化学中，锡的标准电位比铁正，钢铁件镀锡属阴极性镀层，只有在镀层无孔隙的条件下才能有效地保护基体不受腐蚀，但这往往做不到，特别是在高电流密度下所获得的镀层更是如此，故钢铁件镀锡之前除需要增加中间镀层，如氰化镀铜之外、锡镀层的厚度也应适当增加，以提高其防护性能，在工艺上镀后增加热熔处理来提高镀锡层的防护性能。

镀液铜离子积累使镀层焊接性能变差某工件除镀层的可焊性差之外，镀层的颜色也较暗，笔者参加会诊时发现镀槽的极梗上有很多铜绿。

估计这一故障很有可能是由铜离子污染引起的，因为镀锡溶液遭到无机杂质污染之后，除镀层会发暗、孔隙增加之外，也会严重影响镀层的可焊性，至于溶液污染是否有如此严重尚待考察。

于是笔者有意识地注意铜绿的产生过程，后见到一位操作者拿着铜丝刷子直接在槽中蘸着溶液洗刷铜梗，由此可见铜梗上的铜绿原来是由此产生的。

经日积月累，溶液中的铜离子必然会越来越多，溶液完全有可能已被污染到极限程度。

后经长时间的电解处理才缓慢地得到恢复。

这一故障的形成除操作者有责任，不该如此亏待溶液之外，生产、技术管理者同样要负监督和教育责任。

镀层光亮度差、结晶粗糙引起镀锡层结晶粗糙、光亮度差的因素很多，但主要与配制材料的纯度差有关。

如某厂用工业级原料和自来水配制的溶液未曾镀出过合格产品，下面就对此问题进行分析，并提出如下要求。

(1)硫酸亚锡纯度要求。

硫酸亚锡必须要用分析纯的，使用前要观察表面颜色，如见有泛黄则不可使用，这是二价锡被氧化成四价锡的结果。

四价锡极易水解而生成偏锡酸，镀液配成后变为浑浊。

积累淤渣，电流效率也会随之下降，此时所获镀层灰暗发雾，结晶粗糙、疏松。

(2)硫酸纯度要求。

硫酸也要用分析纯的，工业级硫酸中含有对镀液有害的多种杂质。

(3)水质纯度要求。

自来水中含有氯、钙、镁等多种对镀液有害的离子，这些离子被吸附在镀层中时，即会影响镀层的光亮度，严重时还会影响镀层的焊接性能，故配制镀液时一定要用去离子水。

除了上述种种可能原因之外，平时对溶液的维护、防止有害杂质从空气中和工件上的带入也很重要。

溶液中光亮剂过快失效这一现象有可能是由溶液温度过高引起的，也可以从夏季光亮剂消耗快，冬季光亮剂消耗慢这一规律来解释。

溶液温度过高时不但会加速光亮剂的分解，还会引起镀层光亮区域变窄，镀层光亮度和均匀度降低，镀层出现条纹、花斑，甚至泛黄、发脆、脱落等弊病，溶液也会由此而出现混浊。

溶液温度过低对镀层质量也是不利的。

当镀液温度过低时，电流密度要相应调小，否则工件极易烧焦，从而引起沉积速度缓慢，且对镀层的结合力也不利，并会影响镀层的光亮度。

为满足镀液的正常温度需要，冬季室内无取暖设备的厂家，镀液要适当加温，而夏季又需要考虑溶液的冷却装置。

硫酸亚锡光亮镀锡的镀液温度宜控制在10～25℃的范围内，最佳的温度范围是15～20℃。

光亮剂过快失效的另一弊端是溶液中光亮剂的分解产物也会过快积累，从而又会进一步恶化溶液的洁净程度，给产品质量带来不良后果新配制溶液出现浑浊(1)硫酸亚锡较难溶于水，在中性条件下二价锡易氧化生成四价锡，四价锡极易水解生成偏锡酸浑浊物。

为此，在配制镀液时要按以下程序进行。

①试配。

在正常情况下配成的镀液应是澄清的，但有时配成的镀液呈混浊状态，这是硫酸亚锡质量问题引起的，有可能是制造工艺问题，也可能是出厂日期久远所致，故在配制大槽镀液之前宜先在小槽中按正常的配制程序进行试配，如配成的镀液未见异常，方可再配大槽，否则对硫酸亚锡的质量按上述可能引起的原因作进一步检验；②先在槽中加入1／3～1／2的去离子水；③在不断搅拌下缓慢加入需要量的分析纯硫酸(一定要缓慢，以防因升温过快塑料槽遇高温变形)；④待凉至30℃左右；⑤在不断搅拌下将硫酸亚锡慢慢地撒入槽中，也可将硫酸亚锡用多层塑料纱窗布包裹后悬挂在槽中，在不断搅拌下让其慢慢地自然溶解(不宜用压缩空气搅拌，以防止二价锡离子加速氧化)；⑥待凉至室温；⑦在搅拌下按计量加入已溶于少量去离子水中的添加剂；⑧补充去离子水至规定液位；⑨继续搅拌30min；⑩电解处理：Dk=0．2A／dm2；t=12h。

按照上述程序和方法配制镀液还可避免硫酸亚锡沉人槽底结块而引起溶解困难等问题的发生。

(2)镀液配制过程中对搅拌的要求。

为使镀液中各成分均匀一致，在镀液配制过程中要认真进行搅拌，切不可敷衍了事。

为减轻镀液中的硫酸亚锡与空气过分接触而遭到氧化，搅拌时不要过于剧烈，可以间歇式搅拌，并防止镀液出现“浪尖”。

(3)镀液配制后对电解处理的要求。

镀液配制后要充分地进行电解处理，处理时电流密度无需太大，用小电流处理，不但镀液中材料消耗省，又能除去溶液中的有害杂质，并能起到镀液的“磨合”与“协调”作用。

镀锡层表面氧化膜的处理镀锡多为焊接上的需要而进行，当镀成时间过久，表面发生氧化后即会失去优良的焊接性能，这时有的采取洗刷，这一方法对于形状简单的大件来说尚可被接受，但当遇到形状复杂件的小件则难以应付。

为此，有的单位干脆进行返修重镀，甚至报废，这样做是极大的浪费。

为彻底解决这种难题，笔者认为首先要从镀锡工艺着手，来延缓锡层的抗氧化能力，重点注意以下几点。

(1)加强溶液维护。

防止有害的有机、无机杂质侵入，减轻这些杂质与锡共沉，从而保证镀层中锡的纯度，减缓锡的变色速度。

(2)加强镀后处理。

镀成后要充分进行冷、热水冲洗，尽可能把工件表面所吸附的有机光亮剂的分解产物充分清洗干净，并当即干燥。

(3)密封保管。

经充分干燥后要当即存放在密封的干燥器内，从而有力地防止大气中有害气体的污染。

当镀锡层出现变色后可采用清洗的手段来除去，具体方法简述如下。

(1)自来水浸润2min。

(2)稀盐酸中除去氧化膜。