如果您无法下载资料,请参考说明:
1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币
2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费
3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开
电镀工艺学25℃时Sn2+/Sn的标准电势为-0.138V,在电化序中比铁正,故锡镀层对钢铁来说通常是阴极性镀层。但在密封条件下,在某些有机酸介质中,锡的电势比铁负,成为阳极性镀层,具有电化学保护作用。因此,基于优良的延展性、抗蚀性,无孔锡镀层的主要用途是作为钢板的防护镀层。金属锡柔软,富有延展性,故轴承镀锡可起密合和减摩作用;汽车活塞环和气缸壁镀锡可防止滞死和拉伤。密封条件下,在某些有机酸介质中,锡的电势比铁负,成为阳极性镀层,具有电化学保护作用。同时由于锡离子及其化合物对人体无毒,锡镀层广泛用于食品加工和储运容器的表面防护。在电子工业中,利用锡熔点低,具有良好的可焊接性、导电性和不易变色,常以镀锡代镀银,广泛应用于电子元器,连接件、引线和印制电路板的表面防护。铜导线镀锡除提高可焊性外,还可隔绝绝缘材料中硫的作用。锡镀层还有其它多种用途,如将锡镀层在232℃以上的热油中重熔处理后,可获得光亮的花纹锡层(冰花镀锡层),常作为日用晶的装饰镀层。氟硼酸盐镀液可采用高的阴极电流密度,沉积速度快,耗电少,镀液分散能力好,镀层细密光亮,可焊性好,常用于钢板、带及线材的连续快速电镀,但成本较高,特别是存在BF4-对环境的污染,所以应用受到限制。有机磺酸盐镀液也是一种高速镀锡溶液,最大优点是镀液稳定性好、对环境无氟化物污染,是近年来酸性镀锡领域研究的热点之一。氯化物-氟化物镀液为一种高速镀锡溶液,连续生产线的生产效率可达400m/min~600m/min,20年前在国外主要用于带材的高速电镀。由于氯离子对设备的腐蚀及氟离子对环境的污染问题,未能得到广泛应用。本节将主要以硫酸盐镀锡为例介绍酸性镀锡的镀液各成分作用及工艺特点。表8-1硫酸盐无光亮镀锡和光亮镀锡工艺规范镀前处理:酸性硫酸盐镀锡镀层的质量与镀前处理有很大的关系。镀前处理要彻底,除油液中最好不含硅酸钠。酸洗时不用盐酸和硝酸,可用1:5的硫酸溶液。对于黄铜零件,应预镀一层镍或紫铜打底,对于挂件,不一定要打底,但镀件入槽需要用冲击电流,以免加工的铜零件发生局部的化学腐蚀。镀液的一般配制方法是:先边搅拌边将硫酸和酚磺酸缓缓倒入去离子水或蒸馏水中,水的体积大约为欲配制镀液体积的1/2~2/3,此过程是放热反应。然后在搅拌下缓慢加入硫酸亚锡,待其完全溶解后,对溶液进行过滤。最后加入各种添加剂,加水至规定体积。其中,β-萘酚要用5~10倍乙醇或正丁醇溶解,明胶要先用适量温水浸泡使其溶胀,再加热溶解,将两者混合后,在搅拌下加入镀液中。市售的添加剂应按商品说明书添加。配制好的镀液在使用前,应进行小电流通电处理。镀液各成分的作用(1)硫酸亚锡主盐。在允许范围内采用上限含量可提高阴极电流密度,增加沉积速度;但浓度过高则极化程度低,分散能力下降、光亮区缩小、镀层色泽变暗、结晶粗糙。浓度过低则允许的阴极电流密度减小,生产效率降低,镀层容易烧焦。滚镀可采用较低浓度。(2)硫酸具有抑制锡盐水解和亚锡离子氧化、提高溶液导电性和阳极电流效率的作用。当硫酸含量不足时,Sn2+离子易氧化成Sn4+离子。它们在溶液中易发生水解反应:SnSO4+2H2O→Sn(OH)2↓+H2SO42SnSO4+O2+6H2O→2Sn(OH)4↓+2H2SO4从上式可知,硫酸浓度的增加有助于减缓上述水解反应,但只有硫酸浓度足够大时才能抑制住Sn2+和Sn4+的水解。通常把Sn2+/H2SO4控制在1:5左右。同时要注意保持较低的温度。(3)光亮剂各类光亮剂在镀液中能提高阴极极化作用,使镀层细致光亮。光亮锡镀层比普通锡镀层稍硬,并仍保持足够的延展性,其可焊性及耐蚀性良好。光亮剂不足时,镀层不能获得镜面镀层;光亮剂过多时,镀层变脆、脱落,严重影响结合力和可焊性。但目前光亮剂的定量分析还有困难,只能凭霍尔槽试验及经验来调整。早期,光亮镀锡层的获得是将暗锡镀层经232℃以上“重熔”处理。从20世纪20年代起人们就开始探索直接光亮电镀锡的方法,但直到1975年英国锡研究会采用了以木焦油作为光亮剂,才为光亮镀锡工业化奠定了基础。近年来,镀锡光亮剂的研究很活跃,性能优良的添加剂不断涌现,我国在这方面的研究也取得了较大的进展。目前的镀锡光亮剂都是多种添加剂的混合物,包括主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂三部分。a.主光亮剂主要是含有不饱和烯基的羰基化合物。分子结构中常含有共轭双键或大π键。各种醛类(包括芳香族、脂肪族和杂环化合物)和一级胺类在碱性条件下缩合成醛亚胺-希夫碱,不饱和酮、胺等。如1,3,5-三甲氧基苯甲醛,o-氯苯甲醛、苯甲醛、o-氯代苯乙酮、苯甲酰丙酮等。光亮剂的基本结构多为下列类型:17上述结构通式中的Rl、R2、R3,和R4分别代表不同的取代基。对同一结构,改变R,可以得到多种不同的有机化合物,它们都有