《电镀工》节选——氟硼酸盐镀锡和卤化物镀锡
4.5.3其他镀锡工艺

(1)氟硼酸盐镀锡

氟硼酸盐镀锡的主要优点是电流密度范围宽,沉积速度快,与锡酸盐镀锡相比沉积速度快2~3倍,而电能的消耗却只有10%,而且镀层细致,洁白而有光泽。镀液的分散能力比硫酸盐镀锡好。由于阴、阳极的电流效率都接近{bfb},溶液几乎能自动保持平衡,维护很简单。氟硼酸盐镀液可用于挂镀、滚镀及板、带、线材连续自动化生产。但氟硼酸盐镀锡溶液的成本比较高,如果买不到现成的氟硼酸亚锡,配溶液比较麻烦,这些缺点防碍它的推广。

1)氟硼酸盐镀锡工艺规范(见表4-45

4-45 氟硼酸盐镀锡工艺规范

配方

组成及工艺

普通镀锡

光亮镀锡

氟硼酸亚锡Sn(BF4)2/g·L-1

100~400

40~60

游离氟硼酸HBF4/g·L-1

50~250

80~140

明胶/g·L-1

2~10

2-萘酚/g·L-1

0.5~1

甲醛HCHO37%/mL·L-1

3~8

-醛系光亮剂/mL·L-1

15~30

OP-15/g·L-1

8~15

温度/

15~40

10~25

阴极电流密度/A·dm-2

挂镀2.5~12.5;滚镀1.0

挂镀 1~10;滚镀0.5~5

阴极移动/m·min-1

适宜

1~2

2)镀液的配制

把氟硼酸亚锡溶于槽液体积2/3水中,硼酸另外用热水溶解后加入,按配方量加入氟硼酸,或用氟硼酸调整pH值至规定值,然后加水至规定体积;明胶用冷水浸泡几小时后,再加热溶解,2-萘酚用乙醇溶解,OP-15用水溶解;胺-醛系光亮剂本身是溶液,这些添加剂都应在激烈搅拌下加入镀液。

如果不能买到氟硼酸亚锡浓缩液,可以用以下二种方法制备:

由氧化亚锡SnO(黑色)和氟硼酸反应:

SnO+2HBF4Sn(BF4)2+H2O

在用盐酸酸化的卤化亚锡溶液中,用苛性钠溶液或氨水使它产生Sn(OH)2 沉淀,再过滤、水洗后,将沉淀溶于氟硼酸中:

    SnCl2+2NaOHSn(OH)2+2NaCl

Sn(OH)2+2HBF4Sn(BF4)2+2H2O

3)工艺维护

氟硼酸盐镀锡溶液的控制比较简单,把镀液密度控制在1.17pH值控制在0.2即可。当镀层结晶变粗时,应补充添加剂。隔一段时间,要用活性炭处理一次,重新加添加剂。

阳极用99.9%以上的纯锡,阳极面积为阴极面积的2倍。阳极袋要用卤乙烯-丙烯晴共聚物或聚丙烯制作,不能用尼龙或卤丁橡胶。停槽期间阳极留在溶液里,以延缓二价锡的氧化。

溶液不能用空气搅拌,只用阴极移动,以免加速二价锡的氧化。

过滤溶液时不能用含硅的助滤剂,否则会生成氟硅酸盐,镀液中含氟硅酸盐容易产生阳极泥。{zh0}用橡胶衬里的过滤机,用滤纸做过滤介质。

4)废水处理

氟硼酸电解液{zd0}的缺点是废水中含有大量的BF4-,用一般的废水处理方法不能除掉。可以加热并加入适量的消石灰,温度90pH8~9,钙离子浓度比51,反应时间45~60分钟。用这种方法治理废水后,废水中的氟化物含量能达到排放标准。

(2)卤化物镀锡

卤化物镀锡主要用于钢板的快速电镀,是一种常温镀锡工艺,镀液比硫酸盐镀锡液稳定。镀液中卤化物用来改善导电性能,氟化物能生成络盐,羧酸盐是稳定溶液的络合剂,非离子型表面活性剂能使结晶变细。工艺规范见表4-46

4-46 卤化物镀锡工艺规范

镀液成分及工艺条件

1

2

3

卤化亚锡SnCl2·2H2O/ g·L-1

氟化氢铵NH4HF2/ g·L-1

氟化钠NaF/ g·L-1

柠檬酸C6H8O7/ g·L-1

氨三乙酸N(CH3COO)3/ g·L-1

聚乙二醇M=4000~6000/ mL·L-1

平平加O-20/ mL·L-1

pH

阴极电流密度/A·dm-2

55~60

50~60

25~30

1.5~2

5

55~60

100~120

25~30

1.5~2

5

40

20

15

6

1

4.5

0.1~0.3

(3)晶纹镀锡

晶纹镀锡是使锡镀层经一定方法处理后,呈美丽的花纹,称作“花纹锡”、“冰花锡”、“结晶锡”或“晶纹锡”,是一种轻工产品装饰性的镀锡方法。

晶纹镀锡的工艺流程为:去油、锈→镀{dy}层锡→重熔→镀第二层锡→涂透明清漆→成品。

通常采用锡酸盐镀锡工艺镀{dy}层锡,厚度1~3μm,然后在250℃~350℃的加热炉中熔融2~10min,缓慢冷却后镀层会产生美丽的结晶花纹。但是,这些花纹是微观的,通常用肉眼无法辨认。在10%的硫酸中除去表面的氧化膜,再镀第二层锡,一般用硫酸亚锡酸性镀锡工艺。电流密度0.2~0.3A/dm2镀5~10min。这是利用这种镀锡工艺的均镀能力差,从而扩大花纹的边缘与中心厚度的差别,花纹就显露出来。镀完后仔细清洗、干燥后,再上清漆。清漆以氨基清烘漆、聚脂清烘漆为好,硝基清漆、丙稀酸清漆、醇酸清漆也可用。
4.5.4锡须的防止与不良锡镀层的退除

(1)锡须是锡镀层存放期间生长出来的晶须,一般直径1~2μm,长10cm,并有弹性。各种溶液中镀出的锡层都可能长锡须,但薄镀层和光亮锡镀层更容易长锡须。至今为止,从电镀和存放条件的选择而提出的防止措施可靠性不足。一般认为,含3%以上铅的锡镀层不会长锡须。通过加热xx内应力也是一种常用方法。

(2)锡镀层的退镀有化学法和电解法。化学法中,对于钢铁零件可用氢氧化钠75~90g/L,间硝基苯磺酸钠(防染盐S75~90 g/L,温度80~100。对于铜和黄铜件,可采用下列之一:

配方1:氟硼酸40% 500mL/L,双氧水30% 60~80mL/L,室温。

配方2:三卤化铁75~105 g/L,醋酸300~400mL/L,硫酸铜135~150 g/L,室温。

对于铝合金件可采用:11硝酸,室温处理。

电化学法中可采用下列配方之一:

配方1:氢氧化钠150~200 g/L,卤化钠15~30 g/L80 以上,阳极电流密度 1~5A/dm2

配方210%盐酸溶液阳极退除。钢铁零件上要掌握时间,防止过腐蚀;铜和黄铜零件上的黑膜再用盐酸出光。



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