1、光亮硫酸盐镀锡工艺的选择及工艺参数的确定与生产应用 65802本文由 okzy0806贡献pdf文档可能在 WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。维普资讯 http:/工 艺 、 毗 锨总 第 期 兜囊簟：芑的囊曩 ： ：芑鞠一定与 产置一 ： 生 王 戊 热 处理 分厂 助 理 工程 师 摘 要 ：本文通过对 比碱性镀 锡与酸性镀 锡的特 点 ，确定采 用酸性硫 酸 盐光亮镀锡 工 艺 ，介 绍 了光 亮硫酸 盐镀 锡 中各成 分作 用及 工 艺流程 。通过 试验 确 定镀 锡 液 中各 成分 含 量 、工 艺参数及操 作过程 的注意事项 。 关键词 ：碱性镀
2、锡光亮硫酸盐镀锡影响 工艺参数 锡 课题 的提 出 东 风型机 车电气 部分导 电铜排 、软连接等 配件需要进行 表面镀锡工 序 ，起 防腐 、增强 导 电性 能 、美观等作 用 。作 为机 车牵引部分 的重要 配件 ，产 品质量对于保 证机 车正常运行 起 着致 关重要 的作用 。 尽管同行业的兄弟工厂都有着完备的镀锡生产工艺 ，但我们公司在此领域仍是空 白， 镀锡 配件一直委外加 工 。因此 ，尽快 研究镀锡生产 工艺并保证 检修机车需要 的产 品质量是 我 分厂一项关键性工作 。如果这道 关键性工艺过 程受阻 ，公 司的产业能 力必将受 到用户 的 置 疑。 性镀锡与酸性镀锡 的比较 锡
3、 原 子 的电子壳 层 上外 层 构令 其化 合 物呈 价 或 价 ，并 易相 互 转换 。 因 结 此 ，价或 价的锡都能用来分别进行酸性或碱性镀锡，各有其优缺点。 碱性镀锡 维普资讯 http:/中 车 墨 一 ， 总第 期 在碱性条件下 ，锡以锡酸根的形式存在。碱性镀锡的镀层与基体结合力好 ，对镀前清 洗要求 不高 。碱性 镀锡 的优缺点 如下 ：镀液 成分简单 ；分散 能力较好 ，几乎是 各种碱性 镀 液 中最 好 的 ，对 于形状 复 杂 ，有空 洞 、凹坑 的零件 非 常适 合 ；镀 层结 晶 细致 ，孔 隙率 较 小 ；对杂质容忍度大 （ 二价锡离子除外 ） ；焊接性能好 ；不易
4、引起零件设备腐蚀 ；镀液比 较稳定，容易维护。缺点是 ：能耗大；电流密度范围窄，电流效率低 ，锡的沉积速度慢 ， 阳极行 为影 响大 ；不 能直 接获 得光亮 镀 层 ；镀液工 作 温度 范 围 ，镀 液 成分 挥发 ， 消耗较大 。 酸性镀锡 酸性 镀 锡液 中锡 离 子呈 价 ，因而 还原 所 用时 间较 少 。酸 性光 亮镀 锡 的优 点 如下 ： 阴极 电流 效率高 ，接近 ；电流密度 大 ，分散 能力 也 比一 般 的酸性镀 液好 ；沉积 速度 快 ，生产效率 高 ；镀液 常温工作 ，无 须加热 ；整平性好 ，可获得 全光亮镀层 ，外观 漂亮耐 久；有很好的防腐装饰作用，应用范围广。
5、但酸性光亮镀锡存在着分散能力稍差 ，孔隙率 稍高 ，焊接性 能较碱性镀锡 差 ，设备需 要耐酸材料 的缺点 。由于酸性 硫酸盐 镀锡液 本身没 有去油能 力 ，镀 前处理要 严格 ，但 只要 仔细脱脂 ，镀层 的结合力 是很好 的。 选择 光亮硫酸盐镀锡 工艺 的基本 依据 硫酸盐镀液为强酸性 ，工艺简单。其电极反应是二价锡放电，且电流效率高 ，因而节 省 电能 。其 镀液成分简单 ，原料易得 ，可在常温下 工作 ，成本较 低 。镀层光 亮银 白，结 晶 细致 ，是 目前主要 的镀锡 工艺 。因为酸性 镀锡受热 区易出现锡瘤 ，这样安 装在机 车电气部 分转换开关 、组 合接触 器 、电控接触
6、 器 、牵引整 流柜上的软连接 当 出现故 障时就会产 生锡 瘤，以便及时发现问题 ，防止列车运行中故障的发生。尽管酸性镀锡焊接性较碱性镀锡稍 差，但我们的产品主要是机车电气部分各类导电排及软连接，起防止氧化 、增强导电性能 和美观作用 ，使用过程中不涉及焊接过程，酸性镀锡完全可以满足产品使用要求。综合以 上因素 ，我们选择酸性硫酸盐光亮镀锡工艺。 主要试 验步骤 根据分 厂实际情况 ，经反复分析研 究 ，初步制 定光亮硫 酸盐 镀锡工艺 主要试验步骤 ： （ ）设计光亮硫 酸盐镀锡生产线 。 （ ）工艺参数试验。 （ ）工艺参数确定、工艺文件编制。 （ ）槽 液配制 。 （）组织 生产 。
7、维普资讯 http:/熟 王 己 、 光亮硫酸盐镀锡工艺的研 究 试验 中的难点 问题及 纠正措施 试验初期 ，我们根据实际经验对试验方案进行反复研究，仔细分析，从阴极移动设备 配置的必要性到锡阳极制作的标准要求 ；从工装的设计到工艺参数的确立 ，力求合理准 确 。采取 了如下措施解决 问题 ： （）配置阴极移动设备。 （ ）采用专 门容 具熔 化 锡 ，保 证锡 阳极 的纯 度 。减小 锡 阳极厚 度 ，克服镀 锡 槽过 窄 ， 阴阳极距离过 小困难 。 （）制做不对称工装 ，解决电镀过程中遮挡问题。 镀 液中各成分 的作 用 光亮硫 酸盐镀锡液 主要成分为硫 酸亚锡 、硫酸 和添加剂 ，生
8、 产中其含量 随所采 用的添 加剂不 同而不 同 。 硫 酸亚锡 硫酸亚锡 为主盐 ，主要提供二价锡 离子 。 镀液的组成及操作条件： 硫酸 （ ） （ 一 ） 电流密 度 （ ） 时 间 （ ） 温度 （ ） 硫酸亚锡 （ ） ； ； ； ； ； 试验结 果表明 ，在允许 范 围内 ，提高二价锡 的浓 度可相应提 高阴极 电流密度 ，加快沉 积速 度 ；但 浓度 过 高 （以上 ）镀 液 的分 散能 力 下降 ，镀 层 色泽 偏 暗 ，结 晶较粗 ， 光亮区缩小 ，甚至大 大缩短镀 液处理 周期 。硫酸亚锡 的浓度 范围是 ，最 佳值是 。 异 硫酸 硫酸具有降低亚锡离子的活性，抑制二价锡离
9、子氧化，防止其水解，提高镀液导电性 能和均镀能力 ，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作用。 从动力学的观点分析 ，当有足够的硫酸时，可以减慢二价锡离子的水解 ，稳定镀液。当硫 酸量不足时，亚锡离子氧化成四价锡 ，镀液会出现不溶性沉淀物，镀层出现结晶粗糙。但 维普资讯 http:/鐾 硫酸亚锡 （ ） （ 一 譬 菡崔 里 兰 也要 防止过高 ，否则会 影响 阴极 电流效率 ，而且污水处理 负担加重 。 镀液的组成及操作条件 ： 电流密度 （ ） 时间 （ ） 温度 （ ）硫 酸 （ ） ； ； ； ； ； 试验结果表明：硫酸含量的变化对镀层外观无明显影响。生产中范
10、围值 ，其中 为最佳值。 添加剂 我们选用的添加剂包含光亮剂和稳定剂成分。光亮剂有提高阴极极化，使镀层细致光 亮，提高硬度等作用。稳定剂可以防止镀液发生混浊 ，以利于镀 出合格产品。 镀液 的组 成及操作 条件 ： 硫 酸亚锡 （ ）硫 酸 （ ） 电流密度 （ ） 时间 （ ） 温度 （ ） （ ； ； ； ； 一 ） 试 验结果表 明 ：添加剂含 量对镀层 外观影 响较大 。添加剂 含量 在 时 ，镀 层 外观随添加剂 含量的增加 ，光亮 区逐 渐扩 大 ；在 ，镀 层外 观随添加剂 的 时增加，光亮区逐渐缩小，漏镀面积逐渐增大。我们选择添加剂含量的工艺范围 ， 最佳值为 。 工 艺流程
11、工件一化 学除油一 水洗一 装挂一 电退一 水洗一 电解 除油一 水洗一 酸洗一 水洗一 酸性 镀 锡一 热水洗一冷 水洗一 拆挂 操作 条件对镀层外 观的影响 电流密度对镀层 外观的影 响 镀 液的组 成及操作 条件 ： 硫 酸亚锡 （ ）硫酸 （ ） 维普资讯 http:/！ 时 间 （ ） 苗 皤 ； ； ； ； ； ； ； ； 温度 （ ） 电流 密度 （ ） 从试验结 果可知 ，电流对镀层外观 的影响较 大。 ，镀层光亮 区随电流 内 密度 的增加 逐渐增 大 ； 内 ，镀层光亮 区随 电流密度 的增 加而逐渐 变窄 。在允 许范 围 内，阴极 电流密度 随主盐 的浓度提 高 而提高
12、 。但 阴极 电流密度过 高引起 镀层疏 松 、 粗糙 、多孔 ；零件边缘容易烧焦；还可能使镀层中出现脆性而影响结合力。阴极电流密度 过低 （ 以下 ）时 ，沉积 速度 缓慢 而影 响生 产效率 ，得不 到全 光亮 的镀 层 。我们 选取电流密度工艺范围 ，其中 作为最佳值。 温度对镀层外 观的影响 由于亚锡 盐的氧化水解 和添加剂 的消耗均随镀液 温度升高而加快 ，故酸性 硫酸盐 光亮 镀锡工 作温度 范围 。镀 液温度 高 ，混浊 和沉淀增 多 ，镀层 粗糙 ，光亮 区缩小 ，镀 层均 匀性差 ，镀 层变 暗 ，必要 时应采取 冷却措 施 。镀 液温 度低则工 作 电流密度 范 围变窄 ，
13、 镀层容易烧焦。最佳工作温度 。 搅 拌 酸性硫酸盐光亮镀锡一定要用阴极移动。这样不但能提高镀层均镀能力 ，提高阴极电 流密度 ，防止镀层烧焦 、针 孔 、条纹 的出现 ，而 且有利 于得到光亮镀 层 ，并且 能提 高劳动 生产率 。为防止亚锡氧化 ，不能采用空气搅 拌 。 阳极 酸性镀锡要求采用 以上的高纯锡阳极 。纯度低带入杂质 ，而且容易导致阳极钝 化。 确保镀锡产 品质量 的必要条件 （ ）零件入槽前必 须进 行彻底 的除油 ，并用 清水反复洗净 ，保 证无杂质带 入镀槽 。 （ ）镀件入槽要用冲击电流 ，特别是复杂的零件，防止因镀液的强酸性使零件深凹处 腐蚀而污染镀液。 （ ）光亮
14、剂要 勤加 、少加 ，浑浊 的光亮剂 不能 使用 。每次净 化处 理后 的镀液要 加适 当 的开缸剂 （：） ，以保持分 散剂的 含量 。 （）不能为追求 镀层 外观盲 目地最 大限度地 添加 光亮剂 ，防止镀层 中夹杂 有机 物过 多 镀层 变色。 （） 严格控制阴、 极面积比， 阳 不得小于 ， ： 以防止阳 极钝化。 （）为防止锡离子的水解而使溶液浑浊，必须按工艺要求控制锡离子与游离酸的含量。 同时应注意保持镀液的温度较低。 维普资讯 http:/巾毗 车 强 苗 墨 菌总 期 第 （ ）大量 水 冲人镀槽 后 ，要 马上加入 硫酸 至工艺 中规定 的含量 ，以免 水解 成 ， 使镀液性
15、 能变坏 。 （）平时补加硫酸亚锡可用镀液直接溶解或用稀硫酸溶解 ，严禁用水溶解。颜色发黄 的硫酸亚锡不 能使用 。 结论 （）选择酸性硫 酸盐光亮镀锡 工艺 。 （）工艺参数范围及最佳值 （ 见表 。 ） 表 光 亮硫酸盐 酸性镀锡工 艺参数表 项 目 范围值 最佳值 硫酸亚锡 （ ） 硫酸 （ ） 一 ） （ 电流 密度（ ） 温度 （ ） 阴极 移动频率 （ 分） 次 时间（ ） 视产 品要求而定 结束语 目前 ，光亮硫 酸盐镀锡 已进 入批量生产 阶段 。实践证 明 ，通过光亮 硫酸盐镀 锡工艺 试 验确定的电镀工艺参数是适合生产需要的。自光亮硫酸盐工艺规程运行以来 ，总结 了如下 经
16、验 ： 维普资讯 http:/墼主 乞 锨总 第 期 （ ）通过光亮硫酸盐镀锡工艺试验 ，重点解决了阴极移动设备配置 、锡阳极纯度 、软 连接镀层不均等三方面问题，确定了光亮硫酸盐镀锡工艺的可操作性。 （ ）工艺技术人员查阅了大量的应用资料 ，在提高专业理论的同时 ，其应用和指导生 产能力明显得到增强。生产工人也能在工艺员的指导下注意槽液变化的警示和电流状态的 调整、时间和温度的把握 、配件前处理标准的确定等。这些过程既体现了技术与生产作业 的密切结合 ，又反映了质量控制过程的严密性 ，为实现产品的合格与稳定奠定 了良好的装 备 、工艺及操作者的技能基础。 镀锡工艺线的投人生产 ，必将对增强我公司在同行业中的竞争力、提高公司总体经济 效益起到良好的促动作用。 1
