压铸铝天线阵子碱性镀锡故障处理

梅 睿

(陕西凌云电器集团有限公司，陕西宝鸡 721006)

压铸铝天线阵子碱性镀锡故障处理

梅 睿

(陕西凌云电器集团有限公司，陕西宝鸡 721006)

主要阐述压铸铝天线阵子在碱性镀锡过程中出现的零件镀层起泡，且低电流密度区更为突出;镀完锡放置一天后零件表面出现浅褐色斑渍;批量生产过程中，镀液时有出现灰白色和淡红色现象，沉积速度慢。三种故障的原因分析及故障排除方法。并且总结出压铸铝件高温碱性镀锡，预镀铜层要有一定的厚度;零件在机加工过程中，应采取相应措施，防止油污向压铸件微孔深层渗透;严格镀锡过程操作规程，防止二价锡的产生。

压铸铝;天线阵子;碱性镀锡;故障处理

引 言

传统的碱性镀锡因其成分简单，镀层焊接性能优良一直被广泛应用。前段时间，压铸铝件天线阵子在镀锡过程中出现了一些故障，笔者在此将这些故障现象和排除方法进行阐述，供同仁们参考。

1 碱性镀锡工艺流程

碱性镀锡的工艺流程如下:

除油→清洗→碱蚀→清洗→酸洗→清洗→浸锌→清洗→二次浸锌→清洗→镀焦磷酸铜→回收洗→清洗→镀锡→回收洗→清洗→干燥。

2 碱性镀锡镀液组成及工艺条件

碱性镀锡电镀液组成及工艺条件如下:

3 故障现象

1)零件镀层起泡，且低电流密度区更为突出;

2)镀锡后放置一天表面出现浅褐色斑渍;

3)批量生产过程中，镀液不时有出现灰白色和淡红色的现象，沉积速度慢。

4 故障原因分析

零件镀层起泡的原因可能有以下几个方面:

1)前处理除油不干净;2)浸锌溶液有问题;3)镀锡溶液有问题;4)镀铜溶液有问题;5)镀铜层厚度不够。

镀锡零件在放置过程中表面出现浅褐色斑渍的原因可能有以下几点:

1)镀后零件没有冲洗干净，表面有碱性锡酸盐残留;2)镀后零件表面被污染;3)镀前除油不彻底。

批量生产过程中，镀液泛灰白色、淡红色，沉积速度慢的主要原因是:镀锡溶液中二价锡含量偏高。

5 故障的排除

零件镀层起泡故障的排除方法如下:

1)跟踪生产过程，加强前处理除油工作，彻底清除干净零件表面的油污。镀层仍然有起泡现象，原因1)被除外。

2)更换浸锌溶液，起泡现象仍未消除，说明不是浸锌溶液的问题，原因2)也被排除。

3)分析镀铜溶液，各成分质量浓度都在工艺范围内，进行霍尔槽试验，也未发现什么问题，看来，故障问题与镀铜溶液关系不大。

4)分析镀锡溶液，氢氧化钠偏低，补加氢氧化钠到工艺规范之内，再进行试镀，但起泡问题依然存在。此故障也不是镀锡溶液造成的。

5)测量镀铜层厚度。用X-射线镀层测厚仪测量镀层厚度，发现铜层厚度只有2～4μm不等。加厚铜层厚度到4～5μm，起泡问题得到好转，只在低电流密度区存在微泡，继续加厚镀铜层到6～8μm之间，所镀零件在120℃烘1h，也未发现起泡现象。说明该故障的原因是底层铜太薄造成的。

铜层太薄，孔隙率高，而且镀锡溶液温度较高，当零件进入镀锡槽后，溶液穿透铜层，其中的OH-离子与底材铝发生化学反应，体积膨胀而产生鼓泡。

由于焦磷酸盐镀铜溶液沉积速度较慢，电镀时间长，批量生产效率低，操作者为了加快生产进度，每槽镀的零件数量太多，而电镀时间并未延长。为了提高生产效率，将零件先在焦磷酸盐镀铜溶液中镀25min，使整个阵子表面镀一层纯铜后，改镀硫酸盐光亮镀铜20min，让铜层快速加厚，然后镀锡，不但故障得到彻底排除，同时提高了生产效率，效果较好。

经过调整后天线阵子镀锡工艺流程为:

除油→清洗→碱蚀→清洗→酸洗→清洗→浸锌→清洗→二次浸锌→清洗→镀焦磷酸铜→回收洗→清洗→硫酸盐光亮镀铜→清洗→镀锡→回收洗→清洗→干燥。

对零件镀锡放置一天后表面出现浅褐色斑渍的故障采取以下措施:

进行生产过程跟踪，零件出镀锡槽后，先进行回收洗，再进行两道流动的自来水清洗，最后再用蒸馏水清洗，彻底清除干净零件表面残留的锡酸盐。并且在从挂具上卸零件、包装过程，操作者都戴上干净的细沙手套，不允许赤手接触零件。虽然进行了精心的操作，但故障问题依然存在。故障原因1)和2)都被排除。

认真检查镀前除油工序。除油过程严格按照工艺要求进行操作，没有发现异常情况，只是碱蚀溶液使用了一段时间，但加工别的零件未出现什么问题。为了可靠起见，更换除油溶液，经过试加工，故障还未消除。

为了弄清问题的根源，用放大镜观察斑渍部位，发现每个斑渍的中心位置都有一小黑点，像是铸造过程中产生的微孔。经过仔细分析，初步认为镀锡层表面的斑渍是机加过程渗透到铸件微孔内的油渍，经过镀后烘干、放置后，慢慢从微孔内向镀层外渗出。及时与上道机加工单位联系，原来，为降低生产成本，在打底和孔攻丝过程中用的冷却液是劣质的菜油，而且，零件批量较大，加工时间长，油污深入渗透到零件的微孔内。建议采用较好的冷却液，或者在每一个零件加工完后立即放在汽油内，使粘附在零件表面的油污即时分解，防止油污向零件微孔深层渗透。

机加工序采取攻完丝后将零件随即放在汽油内清洗。采取此措施后，镀锡后的零件放置一个多月表面再未出现斑渍，故障问题得到了彻底排除。

为排除批量生产过程中，镀液泛灰白色、淡红色，沉积速度慢的故障，仔细观察镀锡过程，发现在零件出槽时，操作者偶有随手关掉电源，等下一槽零件入槽时再开电源的现象。此操作方法导致了锡阳极以二价锡的形式溶解，从而，增加了镀锡溶液中二价锡的含量。排除镀锡溶液中二价锡的应急措施是向镀锡溶液中加入0.4～0.6mL/L的双氧水(稀释3～5倍后加入)，将二价锡氧化成四价锡;同时减少锡阳极板面积，使锡阳极表面重新恢复半钝化的金黄色膜［1］。

规范操作过程，并告戒操作者，在连续镀锡过程中途不能断电，零件出槽时，取出一挂应补充一挂零件，交替进行，电流密度不降低，就不会产生二价锡。其次，要求在每天生产前利用镀槽加温的时间，擦洗极杠、挂钩，清洗极板上黑膜。镀液达到温度，在第一槽零件入槽时，先开电源，把零件挂在阴极上，接着按 Sκ∶Sa=1.2 ～2.5 ∶1 立即挂入阳极，并保持 Ja为3 ～3.5A/dm2，2～3min后，阳极表面呈金黄色。当每天结束最后一槽零件时，应先取出部分锡阳极板，然后再相应地取出零件，并逐渐降低电流［1-3］。操作过程规范了，生产中锡阳极溶解正常，阳极板表面一直保持金黄色的钝化膜，不会产生二价锡。镀液再未出现泛灰白色、淡红色以及镀层沉积速度降低的故障。

6 结束语

铸铝件电镀难度较大，电沉积过程比较复杂，尤其是高温碱性镀锡，预镀铜层要有一定的厚度，可以有效的防止镀层起泡现象;连续镀锡，应严格按操作规程进行，使锡阳极一直处于良好的半钝化状态，防止二价锡的产生;同时要求机加工序使用优质的冷却液，并尽量缩短机加时间，或进行预先除油，防止大量油污渗透进铸造微孔内，影响镀层外观质量。

［1］张允诚，胡如南，向荣，等.电镀手册，上册［M］.北京:国防工业出版社，1997:411-415.

［2］柳玉波.表面处理工艺大全［M］.北京:中国计量出版社，1996:258-263.

［3］吴祖昌，肖鑫，朱庚惠，等.电镀工操作技能与考核［M］.北京:机械工业出版社，1996:77-80.

Trouble Handling for the Alkaline Tinplating on Die Casting Aluminum Array Antenna

MEI Rui
(Shaanxi Lingyun Electronics Group Co.，LTD.，Baoji 721006，China)

Three types of troubles occuring in the alkaline tinplating process on die casting aluminum array antenna are described.The first is the bubbling problem on the coating especially in the low current density area.The second is the light brown dirt formed on the surface of products in one day.The third is the problem of color change of electrolyte and deposition rate lowering in the mass production process.In this paper，the reasons and solutions for these problems are discussed.Before the tinplating process at high temperature，copper pre-coating should be prepared with a certain coating thickness on die casting aluminum.During the plating process，necessary measures must be taken to prevent oil contamination penetrating in the micropores of die casting parts，and the operation rules should be strictly obeyed to avoid the formation of Sn2+ions.

die casting aluminum;array antenna;alkaline tinplating;trouble handling

TQ153.13

B

1001-3849(2011)08-0031-03

2011-04-10

2011-06-08