电镀锡板的生产工艺技术分析

电镀锡板的生产工艺技术分析

发表时间：2018-05-25T16:23:32.707Z 来源：《防护工程》2018年第2期作者：张万明

[导读] 影响电镀锡板的整体质量与外观，这些缺陷一定要得到解决。本文主要针对电镀锡板的生产工艺技术进行分析。

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摘要：在生活中，有很多地方常见电镀锡板的踪影，比如罐头包装、电缆内外护皮等，将其用于食品包装，可见该种材料对人体健康没有危害性，将其用于小五金零件或表观外皮，证明这种材料对各种环境的适应性特别强，尤其是耐腐蚀方面。这种材料归根结底其实是在钢材料上镀锡，来发挥钢材和锡的优势，使成品具有较好的性能。由于其在各行业的应用型比较广泛，所以其生产工艺技术得到了重点关注，每个生产环节的技术实施质量都要得到保证，电镀锡板最终质量才符合行业要求。

关键词：电镀锡板；生产；工艺；技术

电镀锡板生产有好几个流程，每个流程都有相关的工艺，虽然每个工艺都要求完善，但在实际中，还是会出现很多生产问题，导致成品出现黑灰、斑点等缺陷，影响电镀锡板的整体质量与外观，这些缺陷一定要得到解决。本文主要针对电镀锡板的生产工艺技术进行分析。

一、电镀锡板生产工艺

1、前处理工艺

钢带或钢板在镀锡之前，首先要经历处理阶段，在立式工作槽中对材料表面的油污杂质或铁锈进行去除工作。需要经历三步，首先进行化学脱脂，将工作槽中注入一定量的化学溶液，主要成分为氢氧化钠这样的碱性溶液，将溶液的温度控制在60℃以上，但不要超过80℃，溶液的浓度也要符合标准，在这样的环境下，大量的油污是可以通过与化学溶液反应而被去除的[1]。在进行第二步之前，还要将材料上面的溶液刷洗干净，第二步为电解脱脂，处理环境温度和第一步一样，电流密度要控制在5-10A/dm2左右，主要目的还是使材料上剩余的油污被去除，这种方法需要设置几组电机板，通过发生阴阳两极电极反应来去污。脱脂后的钢材料要清洗干净，才能进入电解溶液中，进行电解酸洗，溶液的成分为硫酸，电解反应的环境温度控制在常温状态。电极反应中，在阴极会有H2产生，阳极则产生氧气，阳极最终的产物Fe2O3会和硫酸发生化学反应，最终铁离子以另外一种较为稳定的物质存在，锈迹也就不存在了，清除锈迹后，钢材料也要经历清洗阶段。在这三步中，清洗的水都选择软化水，在进入电镀锡工艺阶段之前，还要注意使钢材料表面保持干燥。

2、电镀锡工艺

该阶段有三种操作方式，以电解液酸碱性进行分类，工厂经常采用酸性法来进行镀锡。电镀锡就是将钢带处于电解溶液中，在发生电极反应中，使溶液中的锡添加在钢带上[2]。这样含有锡元素的酸性溶液是硫酸锡，电镀锡发生在电镀槽中，电镀槽的结构形式为，上部为导电辊，在电镀电源与钢带之间发挥导电作用，下部为沉没辊，完全浸入在槽液中。电镀槽有9个，并且是连续的，钢带在掠过电镀槽时，都要和上下部结构相接触，钢带在上部会直接与电源阴极衔接，发生阴极反应，即镀锡反应。阳极上的反应则是锡离子从锡条中分离进行溶液的过程。在发生电极反应的过程中，还要注意锡离子都处于2价阶段，如此才能沉积在钢带上，形成良好的镀锡层。

3、软熔工艺

电镀锡板的电镀质量判断对象为钢带上镀锡层的附着情况，可参考的依据有光亮度，孔隙率等，一般为了使镀锡层更稳定良好，还要经历软熔阶段。这种阶段的工艺是先将钢带上的镀锡层处于熔化状态，借助其流动性，使钢带锡层中的孔隙都被填满，进而使整个镀锡层锡的分布都很均匀，表面都能光亮无孔[3]。对钢带进行熔化，即使其处于高温环境中，或对其进行加热处理，经常会采用电阻加热方法，镀锡部位要被架空，所以需要使用两个导电辊，将其架立起来，在进行加热的过程中，镀锡层的熔点被超过后，其会在很短暂的时间内就完成软熔过程，所以还需要注意控制时间和加热温度。软熔之后的钢带在处理后要立即进行冷却，使这种处理状态能稳定，得到淬炼。在淬炼冷却的过程中，镀锡层中的锡离子会变成4价的，并且不会附着在钢带上，直接游离在冷却水中，所以还要对冷却水中的锡离子进行处理。

4、钝化工艺

钝化阶段是电镀锡板的最终阶段，是为了使成品的镀锡层在性能和质量上表现更好，比如在耐腐蚀性上，电镀锡板成品上往往会有一层保护膜，这种膜是钝化膜，是将不稳定的2价锡离子转化为稳定的4价锡离子后产生的[4]。所以在钝化阶段中，钝化工艺包括锡离子的转化过程，以及钝化膜的形成过程，性质稳定的二氧化锡是有效成分，还要将其与铬离子结合起来，形成铬水合氧化物，成为钝化膜的有效成分。这种有效成分也需要进行电极反应得到，电解溶液为含铬元素的重铬酸钠溶液，阴极为电镀锡板。在电极反应中，钢带表面的镀锡层不仅会生成含有四价锡离子的氧化膜，还会产生氢气，在阴极反应中，铬元素最终还会被还原，连同反应中生成的铬合物一同成为钢带镀锡层的钝化保护膜。

二、电镀锡板成品缺陷及分析

1、黑灰

黑灰是在钝化之后产生的，是不合格镀锡产品，合格的产品表面应该是光亮没有痕迹的，这种黑灰主要成分为二氧化锡，其一般都是大面积出现在钢带上，使钢带表面颜色不再是亮颜色，而是棕黄色，分布没有规律，像黑灰一样，一触即碎，最后以粉末状存在，有黑灰时，意味着钝化膜对镀锡层的保护效果有限，即使在钝化膜外涂抹其他物料，也不能改善镀锡产品的美观性和质量性能。对这种缺陷进行分析，会发现除了前处理工艺外，其他的工艺阶段稍有不慎，都有可能制造这种缺陷。比如电镀阶段，电解质溶液中，一些化合物形成的粒子会与溶液中的离子结合在一起，在电镀环境中，微粒表面会有电荷产生，并且处于非静止状态，直接移动到锡层中，成为钢带电镀锡板的一部分，这些微粒主要表现为锡泥，锡泥在电镀锡板上最终表现为黑灰。黑灰的范围与锡泥的含量是呈正相关的，所以进入锡层中的锡泥含量不能太多[5]。

2、木纹

镀锡层表面都是光亮的，不存在明暗之说，外表也是有一定的光滑度的，但在实际中，经常会出现镀锡层表面有明暗分界线的现象，这条分界线就是木纹状的条纹，虽然分界线两侧的锡层厚度没有什么区别，但镀锡层表面观赏性大打折扣。镀锡层的厚度是有规定的，不在此范围内的镀锡层就会出现这种缺陷，所以还要对电镀生产中的相关阶段进行镀锡层厚度控制。对这种缺陷进行分析，主要出现在前处理阶段和软熔阶段，进入软熔阶段的钢带表面一定是洁净、没有氧化物的，如果酸洗阶段的酸过度，不仅不会将氧化物全部清除掉，还会