用什么化学材料可以提高锡的亮度?
以下是文献
自上海轻工业学院研制的820光亮剂问世以来,我国镀锡工业发展较快。国产光亮剂的基本成分由以下三部分组成:表面活性剂(OP 21,OP 10,TX 10),苄叉丙酮,甲醛。由于使用的表面活性剂种类和质量不同,光亮剂和添加剂(萘酚、烟酸、甲酚、对苯二酚、苯酚磺酸、二氨基二苯甲烷)的配方不同,性质也不同。但作为稳定剂,它应该具备以下三个特征:
(1)对Sn4+有很强的络合能力;
(2)对Sn2+具有抗氧化性;
(3)无其他副作用。
但应慎用氟化物,它不仅对钛管有强烈的腐蚀作用,还可能对溶液的性能产生不良影响。虽然进口光亮剂在置换能力、抗氧化性、用量等方面都优于国产光亮剂,但到目前为止,进口光亮剂和国产光亮剂都没有取得突破,即锡镀层在高温(185°C,2h或155°C,16h)老化后可焊性不稳定,必须进一步提高。
2光亮剂特性
以“820”光亮剂为例。镀锡光亮剂一般不标注“开启剂”和“补充剂”,“820”和“821”统称为光亮剂,在配缸和日常电镀过程中应同时添加,但添加量不同。光亮剂要根据用量来添加,如滚镀电流为100A,每小时要添加40 ml的“821”和80 ~ 100 ml的“820”。在此基础上,根据工艺的具体情况(电流波动、溶液温度和进行的溶液量)和镀件的亮度变化,酌情增减。
3溶液的制备
(1)颜色发黄、溶解性差的硫酸亚锡不能使用;(2)硫酸和酒石酸锑钾为试剂级;(3)硫酸亚锡完全溶解后,必须立即将溶液冷却至室温以下,防止Sn2+水解成Sn4+,使溶液性能变差。加入光亮剂“820”15ml L(禁止用水稀释光亮剂“820”)后,将溶液搅拌均匀,用波纹板以0.2A dm2左右的小电流电解4小时以上,最好用过滤器或冷却循环泵使溶液保持搅拌状态。这促进了光亮剂在溶液中完全络合。电解后,溶液可以在合适的温度下电镀。试镀前可加入光亮剂“821”约0.5 ml L,滚镀约10min。如果零件不是太亮,可以加入光亮剂“821”约0.5 ml L..重复这些操作后,零件上的锡涂层应达到令人满意的亮度。用上述等级的光亮剂试镀后,零件上的锡镀层仍达不到满意的光亮或亮度,应检查以下原因:(1)整流电源是否异相;(2)导电块与导线接触是否良好;(3)是否有大量氯离子进入溶液。
4各种工艺参数的控制和影响
4.1硫酸亚锡
硫酸亚锡的允许含量范围很宽,即使含量只有几克每升,也能镀出颜色和亮度正常的镀层。所以其含量过高或过低,主要影响电流密度,尤其是挂镀。最佳含量范围为20 ~ 35g·l,对于无焊接性能要求的镀件,硫酸亚锡含量可控制在20 mL以下。一般只要阳极不钝化,溶液中的锡离子就会保持平衡,但必须是:(1)硫酸含量正常;(2)阳极面积充足;(3)加入适量的稳定剂。
4.2硫酸
虽然硫酸的允许含量范围很宽,但必须小心控制。硫酸含量过高或过低都不利于阳极溶解,特别是过低,不仅使阳极钝化,还会将Sn2+离子水解成Sn4+离子,使溶液性能变差,使锡镀层的光亮性变差。如果没有化学分析条件,可以通过观察电压的变化来控制含量。在镀锡板不钝化不水洗的情况下,电压升高,说明硫酸含量太低,需要加硫酸,可以少量多次加,直到电压恢复正常。
4.3溶液温度
实践证明,较低的溶液温度控制有利于溶液性能的稳定和锡镀层更致密的结晶。溶液温度低,光亮剂用量少,镀层亮度好;溶液温度高,反之亦然。溶液的最佳温度为10 ~ 20℃,滚镀下限为8 ~ 15℃,挂镀上限为10 ~ 18℃..
4.4电流密度
滚镀时,阴极电流密度应根据被镀件的实际面积控制在0.4 ~ 0.7adm2。或者观察液面不冒很多气泡,试着接通电流。
4.5电源
设计镀液时,每升溶液的带电量控制在0.4~0.6A为宜,既有利于溶液的稳定,又不浪费能源。
4.6滚筒速度
根据被镀零件的特点,选择合适的滚筒转速是成功镀制光亮镀层的关键。认为提高滚筒转速可以提高镀锡层的亮度是完全错误的。镀锡滚筒转速控制在8 ~ 18r min为宜。
5电镀液的维护
与其他金属镀液相比,酸性镀锡液非常不稳定。随着时间的推移,溶液中的Sn2+逐渐被氧化成Sn4+。即使加入稳定剂并在较低温度下操作,这种氧化反应也是不可避免的,更不可能将生成的Sn4+还原成Sn2+。溶液的性能首先取决于Sn4+离子的积累,然后取决于光亮剂和金属杂质的有机分解。
5.1固溶处理
电镀一段时间后(电流必须大于100Ah L),镀锡液的性能变差,镀层亮度降低,颜色变深,表面容易起雾和斑点,焊接性能不好。此外,阳极也容易钝化。老化的镀锡溶液经过处理后,其性能有所提高,但达不到新配制溶液的性能。因此,对于焊接性能要求高的产品,尽量使用新配制的溶液。Sn4+离子可以用聚丙烯酰胺处理(分子量越小越好)。有机分解产物可以被活性炭吸附。亚铁氰化钾溶液可以去除Cu2+。
5.2日常维护
当(1)溶液停止时,波纹板常用于低电流密度电解。(2)大量水冲入镀液后,应立即加入硫酸至配方中规定的含量,以免Sn2+水解成Sn4+,使溶液性能变差。(3)平时硫酸亚锡可直接溶于镀液,也可溶于稀硫酸,严禁溶于水。
6预处理和涂底漆
(1)紫铜件和磷铜件可以轧制脱脂,不需要进行三酸酸洗,但必须用稀硫酸活化后才能入槽。
(2)黄铜件和铁件应镀紫铜,厚度尽量大于2μm。
(3)锌铝合金用浓硫酸退镀,用铬酸、氢氟酸、硝酸等混合酸抛光,氢氟酸和硫酸的混合溶液活化后再镀铜。铜层的厚度必须大于3微米..
(4)使用铜和镍作为底层,虽然是优良的阻挡层,但要充分注意镍层容易钝化,放置时间过长或活化不充分,锡镀层容易起泡,甚至在高温下老化。
7后处理和防变色
一般来说,亮白色的锡镀层经过适当的后处理后不会变色。镀锡最好不要做逆流漂洗,否则镀层会起雾,尤其是滚镀零件。从桶中倒入盆中后,立即倒入清水,搅拌均匀,将水倒掉,如此反复三次,然后浸泡在50℃左右的磷酸三钠稀溶液中(感觉油腻),再用清水冲洗三次。钝化(10g LK2Cr2O7,20LNA2CO3)有效防止变色,但必须清洗干净。浸泡硬脂酸溶液在镀件表面形成保护膜是防止变色的一种经济有效的方法。对于储运周转时间较长的镀件,最好用符合卫生标准的厚纸袋包装,并用塑料袋覆盖。
8涂层的可焊性
近十年来,我国一些电镀方面的书刊介绍,在镀锡液中加入含有锑、铋、铟、铈、镉等金属元素的无机盐,企图形成锡合金,从而改善其焊接性能。这不仅证明了这种说法和做法在理论上是没有意义的,在实践中也是如此。应该说,锡金只有引入铅,才能真正形成合金,从根本上改善焊接性。实践证明,加入酒石酸锑钾溶液有利于稳定镀层的亮度。要提高锡镀层的可焊性,必须采取以下措施:(1)以铜和镍为底层;(2)保持良好的溶液性能;(3)尽量在低温下操作;(4)硫酸亚锡的含量控制在20-35克/升范围内;(5)涂层厚度必须大于8μm,涂层单向厚度可按0.5A dm2-8μm-30min的关系换算。
9重新电镀和退镀
由于各种原因,锡涂层需要重新电镀。先在5%的稀盐酸中浸泡10~20s ~ 20s,清洗后即可在槽中电镀。去除不良锡涂层(不损坏基底)
(1)基体是铁或镍。
氢氧化钠,Gl70 ~ 90
间硝基苯磺酸钠(防染盐S),Gl70 ~ 90
t,C & gt80
(2)基体是铜及其合金(无烟酸洗配方)
硫酸(工业),mll400 ~ 500
硝酸(工业用),mll40 ~ 50
盐酸(工业用),mll8 ~ 12
硝酸钠(工业用),Gl70 ~ 80
明娇,Gl 1 ~ 1.5
聚乙二醇,g l 1 ~ 1.5
测试室温