HB Z 5073-1978 电镀锡工艺.pdf

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1、中华人民共和国第三机械工业部指导性技术文件电镀锡工艺-、总则F同时向同叫时同时吨im-78i L呵呵一-J1 .本指导性技术文件制订了钢、铜及铜合金零件在酸性和碱性电解液中电镀锡的通用工艺方法。2 .锡镀层为银白色至法灰色。金属锡性柔软，能承受弯曲，具有较高的延展性。锡的原子量118.69，比重7.3，熔点231.8OC。二价锡的电化当量为2.214克/安培小时，四价锡的电化当量为1.107克/安培小时。锡在一般大气条件下，具有较高的化学安定性，锡几乎不i在于梳酸、盐酸、硝酸的稀溶液，但溶于浓硫酸及硝酸。锡的标准电位为-0，14伏。对钢铁而言为阴极性镀层，因此只能在镀层无孔时才能保护钢铁免受大

2、气的腐蚀，故不能用锡镀层来做钢铁的防护层。锡的熔点较低，易受奸焊，要求具有良好焊接性能的零件可采用电镀锡。为了保护铜不受橡胶中硫的有害作用，铜电缆或铜电线多采用电镀锡来抗疏。锡在有机酸中可以形成络合物，从而使其电位变得比铁负，此时锡为阳极性镀层，可以起到电化学保护作用。锡盐无毒，常用作氧气系统零件的防护。60 锡可以防止氮原子穿过，钢铁及不锈钢零件局部渗氮可用锡镀层来保护非渗氮部分。轧钢铁零件电镀锡工艺流程s( 1 )镀前验收( 2 )有机溶剂除油( 3 )装挂( 4 )化学除油或电化学除油( 5 )流动热水洗( 6 )流动冷水洗( 7 )强腐蚀( 8 )流动冷水洗( 9 )电化学除油(10)

3、流动热水洗第三凯械工业部发布三0-研究所提出二、工艺流程( 11)流动冷水洗(12)弱腐蚀(13)流动冷水洗(14)中和(15)流动冷水洗(16)电镀铜(17)流动冷水洗(18)电镀锡(19)流动热水洗(20)流动冷水洗1 979华7月1日实施-一二厂起草HB IZ 5073-78 共9页第2页(21)流动热水洗(按需要进行)(23)拆卸(22)干燥(24)检验镀层质量注z工序(4 ).( 8 )是根据零件的特点，为增强镶层与基体的结合力而进行，应由零件电镶工艺规程确定。直径小于3毫米的零件应在140160-C的温度下除氧1.5-2小时。要求局部惨痛的零件不进行(14)-(17)工序。4 .铜

4、及铜合金零件电镀锡工艺流程:( 1 )镀前验收( 2 )有机溶剂除油( 3 )装挂( 4 )化学除油或电化学除油( 5 )流动热水洗( 6 )流动冷水洗( 7 )予腐蚀( 8 )流动冷水洗(9 )光亮腐蚀(10)流动冷水洗注青铜零件也镀揭前需镀铜1-3微米.黄帽零件电镀揭前允许镀铜.(11)弱腐蚀(12)流动冷水洗(13)电镀锡(14)流动热水洗(15)流动冷水洗(16)流动热水洗按需要进行(17)干燥(18)拆卸(19)检验镀层质量三、主要工席说明镀前验收5 .电镀前零件的表面质量应符合HB5034一77的规定。有机溶剂除油6 .根据零件褒面情况，可用汽油或其他有机溶剂除油。化学除油和电化学

5、除油7 .钢铁零件化学除油2苛性纳(Na 工业级60-80克/升碳酸纳(NazCOs .10HzO ) 工业级20-40克/升磷酸纳(NasP04.12H2，O)工业级20.40克/升水玻璃工业级3.10克/升总碱度相当于NaOH)65-100克/升温度70-90 OC 时间除净为止轧钢铁零件电化学除油s苛性锅(NaOH ) 工业级30.，50克/升碳酸锵(NatC03 .10HzO ) 工业级20.30克/升磷酸销(Na3P04.12HzO)工业级20-30克/升水玻璃工业级3.5克/升61 共9页第3页HB /Z 5073-78 总碱度(相当于NaOH)温度电流密度时间电极材料注2弹性、薄

6、壁霉件不允许回tl除油.40._，60克/升60-80OC 3.10安培/分米z阴级:3 _, 5分钟日级:1-5分钟铜板或镀镰铜板用醋绝缘的局部酸性电檀锡零件在上述溶液中于室温下除油。允许在上述溶液中进行化学除抽.9 .铜及铜合金零件化学除油和电化学除油z苛性铺(NaOH)碳酸纳(Na2COa .10H20) 磷酸纳(NaaP04.12HzO)水玻璃总碱度相当于NaOH)化学除油工作条件z温度时间电化学除油工作条仲2温度电流密度时间电极材料工业级5 -15克/升工业级20.-.-25克/升工业级30.60克/升工业级3-5克/升15.3)克/升60-80C 20分钟以内5 0. sooc 1

7、-5安培/分米z阴极:3.10分钟阳级:30秒钟以内钢板或镀镶钢板注z用蜡绝缘的局部酸性电镀锚的零件在上述溶液中于室温下除油.钢铁零件强腐蚀10.钢铁零件强腐蚀可在下列任一溶液中进行z62 ( 1 )盐酸(HCl比重1.19) 若丁温度时间( 2 )盐酸(HCl比重1.19) 硫酸(HZS04比重1.84) 若丁温度工业级50%以上体积比)盐酸含量的0.4%室温10分钟以内工业级100-150克/升工业级100.，150克/升0.3-0.5克/升室温HB /Z 5013-78 时间共9页第4页10分钟以内注z弹性及薄壁零件一般不允许强腐蚀。零件表面若产生接触铜或挂厌时，可在下列溶被中出光，锚醉

8、CrOa)硫酸(H2S04比重1.84) 温度时间铜及铜合金件予腐蚀工业极90-150克/升工业级20-50克/升室温除净为止11.具有氧化皮及氧化色的铜及铜合金零件在下列溶液中进行予腐蚀z盐酸(HCl比重1.19) 工业级50%以上体积比)温度室温时间2分钟以内或盐酸(HCl比重1.19) 工业级20-80克/升硫酸(H ZS04比重1.84) 工业级50-80克/升温度室温时间1 ., 2分钟注.有严重氧化皮的银青铜零件，可先在下列自液中疏松氧化皮s苛性制(NaOH)工业级4S0.，550克/升温度100-110C 时问30-60分钟铜及销合盒件光亮腐蚀12.为了使铜及铜合金零件表面光亮，

9、可在下列溶液中进行光亮腐蚀z硫酸(HZS04比重1.84) 硝酸(HNOs比重1.42) 氯化制(r、JaCl) 温度时间注E新配制的溶液允许加0.&份体现水.高精度、高光度零件不进行光亮腐蚀，可在下列溶液中出光s错自于(CrO. ) 梳醺日军50.比重1，84) 温度时间腐蚀工业级2份(体积比工业级1份(体积比工业级5 -10克/升室温2-5秒钟工业级90旧克/升工业组20-30克/升室温5 -15秒钟13.为了活化金属表圃，使镀层与基体之间结合良好，需在下列溶液中进行弱腐蚀，硫酸(H2SO.比重1.84)工业级1 00., 15Q克/升或盐酸(HCI比重1.19) 工业级100.-.150

10、克/升63 共9页第5页温度时间HB /Z 5Of3-78 中和室温0.5-2分钟14.为避免零件上残留的酸液带入镀槽，可在下列溶液中中和处理=碳酸制(Na2COs.10HzO)温度时间工业级30-50克/升室温1分钟以内注2饿前处理好的零件不能立即下槽电撞肘，可提入中和海液中，保存，入糟电镀前，需重复进行水洗、菊腐蚀、中和工序.电镰铜15.钢铁及青铜零件电镀锡前按HBjZ5069一78进行电镀铜。电镰锡16.碱性电镀锡E碱性电镀锡溶液可在锡酸纳含量较宽的范围内获得锡镀层，因此可采用高浓度或低浓度的溶液，高浓度溶液锡镀层沉积快，低浓度榕液分散能力好，镀层结晶细致，但锡镀层沉积速度慢。(1)高浓

11、度电镀锡溶液:或锡酸纳(Na2Sn03.3I-hO)苛性钢(NaOH ) 醋酸俐(CH3COONa.4H20 ) 过棚酸纳(NnBOs.4HzO)双氧水(H202含量30%) 温度电流密度阳极材料工业一级50.100克/升工业级10-15克/升化学纯12-30束/升化学纯0.3-0.5克/升0.3-0.5克/升70-850C 0.5-2安培/分米25n-1 , Sn- 2 (2)低浓度电镀锡溶液z锡酸锅(Na zSnOs.3H20) 工业一级8 -12克/升苛性饷(NaOH)工业级4-6克/升醋酸铀(CH3COONa.4Hz 0 ) 化学纯10-15克/升温度70 .,85OC 电流密度0.5

12、-1. 5安培/分米2阳极材料Sn-l , Sn- 2 碱性电镀锡溶液在正常使用时，阳极应保持钝化状态，即金黄色，操作时一般应将电镀的零件先放入镀槽，再放入锡阳极板，阴阳极丽积比为2: 1 ，镀槽不工作时阳极板应随即取出，为了防止产生二价锄，可采用不锈钢板做阳极，但必须经常补加锡酸纳。为了消除.锡镀层孔隙，防止锡镀层变色，电镀锡干燥后，可在下列溶液中处理z松香工业级50克香蕉水工业级1升64 温度时间HB /Z 1071- 78 共9页第6页室温0.5. 1分钟也可以在下列油中进行热熔处理，甘油工业级温度2S0-280C 或酶麻油温度240.2500C 时间2.5秒钟进行热熔处理的零件，锡镀属

13、不军镀得过厚，.2-5微米，镀层过厚时，熔化后表面易形成结瘤，使零件互相粘在一起。局部电镀锡的零件不宜进行热熔处理。注，热熔处规后，需进行两次冷水脏.便清洗干净零件表面的甘油或芭麻油.经热熔处理的零件，可以不进行干燥.工序.17.酸性电镀锡z硫酸亚锡(SnSO ) 化学纯22.30克/升硫酸(HZS04比重1.84) 化学纯70-90克/升苯盼(C 6 H 5 0H ) 化学纯10-15克/升自茶盼化学纯0.1.0.5克/升明胶3-7克/升温度室温电流密度。.5.1安培/分米2阳极材将Sn-1 , Sn-2 18.电镀花纹锡z为了防止电镀锡零件由于库存时间长而变色，提高奸焊质量，可采用电镀花纹

14、锡。电镀花纹锡是在碱性和酸性溶液中进行，即在碱性电镀锡溶液中电镀锡2-3微米后，再在恒温箱内于280-300C条件下高温熔化7-10分钟，待其零件冷却后，在酸性电镀锡溶液埔镀到需要的厚度，即出现美丽的花纹。注s高温熔化时，将零件放在阴篮内，并分散均匀.干燥19.电镀锡的零件可用热风吹干或置于100-120C的烘箱中烘干30分钟。检验镀层质量20.锡镀层质量检验按HB5046一77进行。四、电镀锡溶液的配制s21.碱性电镀锡溶液的配制s将苛性纳溶解在适量的水中，并加热至40-50OC将锡酸纳调成糊状加入苛性纳溶液中，将予先溶解好的醋酸锅、过砌酸纳分别加入镀槽中，最后加水至规定容积，并通电处理2-

15、3小时，即可使用。22，酸性电镀锡溶液的配制，6ij 共9页第7页HB IZ 5078- 1 往镀槽中加入三分之二容积的水，将硫酸亚锡溶于水巾，在搅11.下慢慢加入硫酸，然后加入予先溶解好的苯酷、日茶盼和明胶，最后加水至规定j容积。明胶加入镀槽之前，应提前放在冷水巾，待其膨胀后取出，置于O70CC的热水中洛化，再加入镀槽。如果没有硫酸亚锡，可用锡粉和硫酸铜置换来制取，其化学反应如下2CUS04 + Sn = SnS04十Cu按每升j容液含100克硫酸铜的量将硫酸铜榕于热水中，在搅H下，加入50克硫酸，加温至70-80CC，然后在搅拌下小份的加入锡粉，至溶液颜色消失止，即表明反应完全。最后将溶液

16、静置8-. 10小时，分离沉涎即可。五、电镀锡溶液的罐护与调整23.碱性电镀锡溶液的维护与调整2( 1 )按定期分析结果补加溶液成份，每班工作前均可加入部分双氧水。( 2 )铅铜等杂质含量不应超过0.05克/升，并严格控制浴液不产生二价锡，操作时避免带进有机杂质。( 3 )溶液中出现二价锡时，可用不溶性阳极通电处理阳极电流密度3-4安培/分米2) , 或将溶液降至室温后加入双氧水氧化二价锡。( 4 )二价锡的鉴另Ij;取少量电镀锡i容液并添加几滴1-3 %的高锺酸锦溶液，此时若呈现绿色而又迅速消失，则表明有二价锡存在，如果颜色较长时间才淌失，表明无二价锡存在。24.酸性电镀锡海液的维护与调整z

17、( 1 )按定期分析结果补加溶液成份，明胶可不分析，根据使用情况适量补加。(2)铅、铜等杂质含量不应超过0.05克/升。六、溜溜的分析项目与周期25.溶液的分析项目与周期见表1, 表1序号溶液名称l 分析项目分析周期化除学j由除溶油液和电化学总碱度2-4周2 腐蚀溶液盐酸、硫酸2-4周铜腐蚀及铜溶合液金光电硫酸、硝酸、氯化纳2-4周45 铜中及和铜溶合攘金出光溶液碳锋醋所纳、硫酸一一一.中._11一一2244周周6 碱性电镀锡溶液锡酸钢、苛性锅、醋酸锅、过棚酸钢1-2周铅、铜等杂质可2-3个月分析一次7 酸性电镀锡溶液硫酸亚锡.硫酸4苯酣工。参酷- 1- 1., 2周8 退锡溶液(1 ) 铿性

18、融主铜斐前j面民杀屡捆二一=氯化铁-可-2-3个2月分4析周一次9 退锡溶渣(2 ) E茸U二性向纳、饰他饵亚硝WJ酸、纳二马2-4周庄，分析周期是指二班制糟液连旗正常工作情况下的分析周期.特殊情况可适当惆整分析项目和周期.66 H8 /Z 5113-18 共9页第8页七、常见故障排除及罐层逼修26.碱性电镀锡常见故障的产生原因及排除方法见表2: 表2常见故障产生原因排除方法镀层发暗呈海棉状电解液温度低，电流密升高电解液温度，降低电流密度，结品度大，苛性锅含量高，增加锡盐，降低苛性锅含量，加入运有二价锡存在量双氧水氧化二价锡一一，一一一，一. . . 一-一.一一一镀层粗糙电流密度过大，溶液杂

19、降低电流密度，通电处理质过多镀层脱范;局部无-T-费1是li岂不干净，阳极加强镀前处理，清洗阳极板，抖动镀层| 板导电不良，零件互相零件遮盖镀层疏松多孔| 电解液申有价锡存在加入双氧水氧化二价锡镀层呈暗褐色1-rB极电流密度大，阳极降低电流密度，增加阳极面积板过度钝化F阴极大量析氢;二国| 苛性纳含量高，锡盐含.一-按分析结果添加锡酸纳流效率降低, 量不足-一一、一一阳极边缘发黑电流密度过高降低电流密度，增加阳极面积一一-一-，一_.-一._.、，晶一-一一一.一-一一一一一一-电解液混浊，阳| 阳极电流密度低提高电流密度，减少阳极面积极板呈灰白色27.酸性电镀锡常见故障的产生原因及排除方法见

20、表3: 常见故障镀层粗糙发暗产生原因电流密度过高，有机杂质过多，电解液太脏镀层呈海棉状、树枝状l电流密度大，苯盼及胶i! 的含量不足镀层结品粗糙l 电解液浓度过寓，胶的含量不足l 镀层疏松多孔! 锡盐不足1 溶液混烛，镀层表面有!有机杂质过多，阳极j冗渣| 发生钝化，溶液太脏阳极表面产生白色硬皮!阳极板含铅太多i 电解液分散能力降低锡盐过多，酸含量不足i并有沉淀| 表3排除方法降低电流露度，通电处理电解液，过滤溶液降低电流密度，添加苯盼及明胶稀释溶液，加入明胶添加硫酸亚锡通电处理电解液，刷洗阳极板，过滤溶液更换阳极板稀释电解液，添加硫酸67 共9页第9页HB /Z 5013- 78 28.电镀

21、花纹锡常见故障的产生原因及排除方法见表4: 表4常见故障热熔后锡镀层不均匀，产生原因锡镀层过厚排除方法控制锡镀层在2-3微米局部产生疙瘩五岳王副再一|i均可印度以|i叩牛二一花纹不完整，零件互相|热熔时零件堆集过多将零件分散开粘结29.锡镀层的返修z(1)锡镀层因厚度不够或因变色返修时，经弱腐蚀后可进行补镀锡，补镀前允许进行刷光锡镀层表面。不合格的锡镀层可以在下歹IJ任一溶液中退除z68 a .盐酸(HCI比重1.19) 工业级硫酸铜(CuS04.5Hz)工业级三氯化铁(FeCla.SHzO)工业级溢度时间b .背性纳(NaOH ) 亚硝酸纳(NaN02) 温度时间( 2 )不合格镀层退除后重新进行电镀锡。工业级工业级80毫升/升150克/升150克/升室沮除净为止600-700克/升150.，250克/升130.145C 除净为止