酸性硫酸盐镀锡工艺(一)

储荣邦 *，王宗雄，吴双成

（1.南京七二四研究所，江苏 南京 210011；2.宁波市电镀行业协会，浙江 宁波 315016；3.甘肃皋兰县胜利机械有限公司，甘肃 皋兰 730299）

锡(Sn)是银白色金属，相对原子质量118.7，密度7.289 g/cm3，熔点232°C，电导率9.09 MS/m，具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软和延展性好等优点。二价锡(Sn2+)的电化当量为2.214 g/(A·h)，四价锡(Sn4+)则为1.107 g/(A·h)。锡的化学稳定性高，在大气中耐氧化不易变色，与硫化物不起反应，几乎不与硫酸、盐酸、硝酸及一些有机酸的稀溶液反应，即使在浓盐酸和浓硫酸中也需加热才能缓慢反应。

25°C 时Sn2+/Sn 的标准电极电势为−0.136 V，电化序中比铁正，故锡镀层对钢铁来说通常是阴极性镀层。因此，在要求较高的钢铁件上镀锡时，应用黄铜或铜镀层作底层。但在密封条件下，某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，成为阳极性镀层，具有电化学保护作用。铜基体上的镀锡层一般属于阳极性镀层。

基于锡镀层优良的延展性、抗腐性和可焊性，锡镀层的主要用途之一是作为钢板的防护镀层。同时，由于锡离子及其化合物对人体无毒，锡镀层又广泛用于食品加工和储运容器的表面防护。在电子工业中，利用锡良好的可焊性、导电性和不易变色，常以酸性光亮镀锡代替镀银，广泛应用于电子元器件、连接件、引线和印制电路板的表面防护。铜导线镀锡除可提高可焊性外，还可隔绝绝缘材料中硫的作用。在武器工业中，与炸药和橡胶接触的零件常常镀锡[1]。锡镀层还有其他多种用途，如：轴承镀锡可起密合与减摩作用；汽车活塞环和汽缸壁镀锡可防止滞死和拉伤；利用锡镀层比较柔软和很高的延展性，提高高精度螺纹的密封性能；在冷拔、拉伸等工艺中，可以用镀锡层来提高其表面的润滑能力；镀锡层在232°C 以上的热油中重熔处理后，可获得带花纹的光亮锡层──冰花镀锡层，常作为日用品的装饰镀层[2]；对于局部渗碳、渗氮的零件，可以用镀锡来保护不需要渗碳、渗氮的部位。由于电镀锡层薄而均匀，能大大节约世界紧缺的锡资源，因而电镀锡得到迅速发展。据统计，目前电镀锡钢板占镀锡钢板总产量的90%以上。

镀锡溶液有碱性及酸性两种类型[3]。碱性镀液成分简单，有自除油能力，分散能力好，镀层结晶细致、孔隙少、易钎焊，但是需要加热，能耗大，电流效率低，镀液中锡以四价形式存在，电化当量低，镀层沉积速率比酸性镀液至少慢一倍，且一般为无光亮镀层。以亚锡盐为主盐的酸性镀液具有可镀取光亮镀层，电流效率高，沉积速率快，覆盖能力和分散能力良好，可在常温下操作，节能等优点，而且价格便宜，废水处理容易，是一种清洁生产工艺。但其缺点是分散能力不如碱性镀液，镀层孔隙率较大。

我国20 世纪60年代以前几乎都采用高温碱性镀锡工艺。20 世纪80年代以来，随着光亮剂的不断开发，酸性光亮镀锡获得迅速发展。因其使用范围很宽，既可用于电子工业和食品工业制品的镀锡，也适合其他工业用的板材、带材、线材的连续快速电镀，故其产量远大于碱性镀锡，已趋于主导地位。

1 典型的酸性镀锡工艺流程

(1)铜件挂镀：检验─上挂具─化学除油─水洗2 道─热水烫─浸蚀─水洗2 道─弱浸蚀─水洗2 道─镀酸性光亮锡─回收2 道─水洗2 道─中和─水洗2 道─钝化─水洗2 道─纯水洗─热水烫(去离子水，50～60°C)─甩干─烘干─检验─包装。

(2)铁件滚镀：去油─三级逆流清洗─浸1∶1 稀盐酸─四级逆流清洗─进滚铜缸─氰化镀铜─回收─清洗─出缸─换滚桶─稀硫酸中和─酸性镀锡─四级逆流清洗─浸稀磷酸三钠溶液中和─三级逆流清洗─纯水清洗─热纯水封闭─烘干。

2 前处理

2.1 除油

进入电镀车间的金属制品，由于经过各种加工和处理，不可避免地粘附一层油污。因此，在电镀之前为保证镀层与基体之间的结合力，必须清除零件表面的油污。化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化作用，除去表面皂化性油脂；利用表面活性剂的乳化作用，则可除去非皂化性油脂。

2.1.1 化学除油的工艺配方及其操作条件(以铜和铜合金为例)

2.1.2 化学除油各成分的作用

(1)NaOH。一种强碱，具有很强的皂化能力。但润湿、乳化作用及水洗性均差，且腐蚀有色金属，易使铜及其合金变色。所生成的肥皂在浓的碱液中附在金属表面上很难清洗，因此其含量一般不宜过高。

(2)Na2CO3。其溶液有一定的碱性，Na2CO3吸收空气中的CO2后，能部分生成NaHCO3，对溶液的pH有良好的缓冲作用。

(3)Na3PO4·12H2O。具有Na2CO3的优点，除油作用和缓冲作用较好；具有一定的乳化作用，本身水洗性好。磷酸钠也可以用三聚磷酸钠代替，除油效果更好。

(4)OP 乳化剂。一种良好的乳化剂，对除去矿物油效果较好，但不易从零件上洗净。为保证镀层与零件之间的结合力，必须加强清洗，其用量也不宜过高，一般在1～3 g/L 范围内。

在除油配方中，应严禁用硅酸钠，否则，若清洗不彻底，生成的硅胶不易洗净，会污染镀液，使镀层发花变暗。因此，若外购除油粉，应采购不含有硅酸钠的除油粉。但由于商业原因，除油粉成分是保密的，因此无法得知其中是否含有硅酸钠，只能先试用后确定能不能继续购买。

2.1.3 除油液的温度

提高温度可以提高皂化反应速率和皂化产物的溶解度，并能加快溶液的循环和降低油脂的黏度。因此，提高温度可大大加快除油过程，一般控制在60～80°C范围内。

2.1.4 化学除油槽液的维护

(1)日常生产过程中，除油溶液会有带出和蒸发的损耗，需要：每日适当补充除油材料，并添加自来水至液位刻度；每周吸出25%左右槽体积的槽脚，同时补加等量的新液；每月更换一次。有些生产厂用专用除油过滤机对除油液加以连续过滤，以此除去除油液中的油污。

(2)定期用化学分析方法测定除油液组分的浓度，并加以调整和补加；而平时生产期间，可简便地采用测定溶液密度的方法加以间接控制。

(3)在正常生产中，随时要注意除油槽液位的高度，不使挂具上端的零件部分露出液面。

2.2 浸蚀

2.2.1 三酸酸洗液

(1)铜及铜合金的光亮浸蚀液一般由硝酸、硫酸和盐酸混合而成，其体积比为1∶1∶0.02。为了在生产过程中减少黄烟，建议添加上海永生助剂厂的N-1铜件抑雾剂。

(2)硫酸400～500 mL/L，硝酸40～60 mL/L，盐酸8～12 mL/L，硝酸钠70～90 g/L，明胶1～2 g/L，聚乙二醇1～2 g/L，室温。

2.2.2 无硝酸酸洗液

(1)硫酸30～45 mL/L，双氧水200～350 mL/L，尿素2～3 g/L，聚乙二醇 0.05～1.00 g/L，三氯化铁1～2 g/L，温度20～40°C，时间30～80 s。

(2)40%双氧水+3%～5%稳定剂TW−209+3%～5%抛光剂，其余为去离子水。

由于浸蚀液带出损耗和正常生产时的正常损耗，每日视零件的外观，适量补加酸洗液，每周更换一次。零件外观判定：经过浸蚀后的零件，表面应无水珠，亲润性好，外观光亮，无挂灰，不发雾。浸蚀液温过低会影响去氧化膜的效果；但液温过高会引起过腐蚀现象。因此，一般要求浸蚀液温控制在25～30°C 之间。

2.3 弱浸蚀

弱浸蚀一般都是在强浸蚀后进入电镀槽之前进行，用于溶解零件表面上的钝化薄膜，使表面活化，以保证镀层与基体金属的牢固结合，一般用8%～10%的硫酸作活化液。

在生产过程中，对弱浸蚀液的新鲜度要求高。每日需要吸槽脚并及时适当补加新液，还需要每周更新，使弱浸蚀液的浓度维持在工艺规范之内。其浓度可通过测定溶液密度加以控制。

3 酸性硫酸盐镀锡的工艺配方及操作条件[1-3]

硫酸盐镀锡液的主要成分为硫酸亚锡及硫酸，因采用的添加剂不同，可形成硫酸盐无光亮镀锡(暗锡)和光亮镀锡，暗锡也称为雾锡、灰锡、亚光锡、半光亮锡。其配方及操作条件见表1 和表2。

表1 普通硫酸亚锡镀液配方及其操作条件Table 1 Formulations and operation parameters of regular stannous sulfate tin plating solutions

表2 几种光亮硫酸亚锡镀液配方和工作条件Table 2 Formulations and operation parameters of several bright stannous sulfate tin plating solutions

4 酸性镀锡槽液的配制过程[2-3]

4.1 槽体材料与化工原料

镀槽需用耐酸材料，一般是钢槽内衬塑料，聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)，不能直接用钛槽、铁(钢)槽。光亮镀锡的冷却管最好用聚四氟乙烯塑料管、铅管、特氟龙或石墨，不能用钛管。硫酸亚锡的纯度要大于97%，硫酸不能用工业级(杂质太多会影响镀层质量)，应该使用化学纯级，没必要用分析纯级。硫酸亚锡所含的不溶性物质不应超过0.5% (C1−<0.5%，As <0.01%，Sb <0.1%，Pb <0.05%)。采购硫酸亚锡时应选择密封良好的5 kg 小包装，颜色发黄或溶解性差的不能用；在配制时，应打开一包就立刻用完，未用完的放置一段时间后不能再用(因Sn2+氧化成Sn4+，故发黄，再用时Sn4+杂质会悬浮在镀液中，影响镀层质量)。配槽用水中不应有氯离子，这一点十分重要。因为氯离子会使低电流区镀不上锡，最好用去离子水或蒸馏水。

4.2 配槽方法

(1)在欲配槽中先加入1/3～2/3体积的纯水(如系电子行业可焊性零件镀锡，应用去离子水或蒸馏水，因自来水中Cl−、Ca2+、Mg2+等离子随电镀件带出后，当清洗不彻底时，将会附着在镀件上，对焊接件性能带来影响)，然后加入计算量的试剂级浓硫酸(不能用工业级)、酚磺酸或甲酚磺酸。此时槽内溶液温度会迅速上升，一定要缓慢加入硫酸，以防升温过快使塑料槽高温变形或开裂。

(2)在不断搅拌下，趁热将化学纯硫酸亚锡按计算量慢慢地撒入上述混合液中，也可用多层塑料纱窗布将硫酸亚锡包裹后悬挂在槽中，在不断搅拌下让其慢慢地自然溶解。由于硫酸亚锡溶解较慢，为防止其在槽底结块而造成溶解困难，可在加入浓硫酸时利用浓硫酸放热所产生的温度，缓慢撒入硫酸亚锡并不断搅拌，务必使其快速、充分地溶解。溶解硫酸亚锡的液温要控制在70°C 之下。如果溶液温度低，可以用电加热设备加温，通常需要不断搅拌4～6 h 才能使硫酸亚锡全部溶解。此时，水溶液为乳白色，但无沉淀物。如果硫酸亚锡不能完全溶解，就需要加入1～2 g/L 活性炭，搅拌半小时后将溶液过滤，或者用1 μm 活性炭滤芯直接滤入镀槽。

(3)事先用5～10 倍的乙醇或正丁醇溶解β−萘酚。另外，先将明胶用冷水洗干净，再浸泡于冷水[m(明胶)∶m(水)=1∶10]，待其充分溶胀后加热到60°C；或用少量热水浸泡溶胀，再加热溶解成为胶状液。如发现有不溶性杂质，可趁热用滤布进行过滤，最后将过滤后的明胶液在不断搅拌下与β−萘酚的醇溶液混合后，在搅拌下缓慢加入到上述硫酸亚锡溶液中。

(4)对于光亮镀锡溶液，不加(3)所述的混合液，只加已制备好的各类光亮剂和稳定剂。添加时，硫酸亚锡溶液的温度应在30°C 以下，并需搅拌，混合均匀。

(5)加水到所需容积，再充分搅拌均匀，过滤，并用瓦楞板作阴极以Jk=0.2 A/dm2电解处理2～4 h。此时，溶液应澄清，不再是乳白色的液体。经分析再校正其主要成分含量，随后即可试镀。

镀液配制过程中的搅拌有严格要求：搅拌不要过分剧烈，要防止镀液出现浪尖，以减轻镀液中硫酸亚锡与空气过分接触而遭氧化[1]。为了防止亚锡水解变浊，当选用较高硫酸亚锡含量的配方时，可先往水槽的水中加入少量硫酸使其酸化，然后加入全部硫酸亚锡，等全部溶解后再加入余下的硫酸，这样便于硫酸亚锡溶解。

5 硫酸盐酸性镀锡液中各成分的主要作用[2-4]

5.1 硫酸亚锡

硫酸亚锡是溶液的主盐，主要提供亚锡离子。硫酸亚锡允许含量范围很宽，即使只有几g/L，也能镀出光亮度及色泽均正常的镀锡层。在工艺允许范围内，提高亚锡离子浓度可相应提高阴极电流密度，加快沉积速率，提高生产效率。对于快速电镀或连续带材、线材电镀，一般亚锡离子浓度可稍高些。但亚锡离子浓度高时，溶液分散能力下降，镀层色泽较暗，结晶粗糙，光亮镀锡时光亮区缩小；浓度过低时，允许的阴极电流密度减小，生产效率降低，镀层容易烧焦。

滚镀时一般亚锡离子浓度较低。但亚锡离子浓度过低，则允许的工作电流密度减小，沉积速率下降，影响生产效率，同时镀层容易烧焦，影响产品质量。

5.2 硫酸

(1)防止亚锡离子水解，使溶液稳定。

Sn2+容易被氧化成Sn4+，且硫酸亚锡和硫酸锡均为强酸弱碱盐，会水解生成沉淀，使溶液浑浊。

硫酸浓度的增加有助于减缓上述水解反应，但只有硫酸浓度足够大时才能抑制住Sn2+和Sn4+的水解。

(2)游离硫酸能提高阴极极化作用，使镀层细化。

(3)能提高溶液的导电能力和分散能力，降低槽压。

(4)改善阳极的溶解性能，提高阳极电流效率。

(5)硫酸含量不足时，镀层结晶粗糙；硫酸含量太高，又会降低硫酸亚锡的溶解度。

5.3 硫酸高铈

在无光亮或半光亮酸性镀锡液中，常加入10～15 g/L硫酸高铈，起光亮、稳定、防止镀液变色、导电盐和净化作用，它能使锡镀层结晶细致，并能提高镀层可焊性与导电性能，提高镀层耐高温、抗氧化性能[5]，还能消除“锡疫”。

5.4 酚磺酸或甲酚磺酸

(1)因为它们有一定的还原能力，所以能减缓Sn2+的氧化，减少偏锡酸的沉淀，从而使镀液稳定。

(2)能提高阴极极化作用，使镀层结晶均匀细致。

(3)与明胶合用时，镀层光滑致密。

(4)在光亮镀锡中可以减少镀层条纹和针孔，使镀层平整和光亮。

这类添加剂的含量应严格控制在工艺范围内，其含量过低时，起不到应有的作用，镀层粗糙；含量过高时，会降低阴极电流效率，析氢增加，严重时镀层发黑。

酚磺酸一般要自己制备：使苯酚与浓硫酸在室温下进行磺化反应，主要产物为邻羟基苯磺酸；在100°C下进行磺化，则主要产物为对羟基苯磺酸。通常，都是在高温下制得对羟基苯磺酸(即酚磺酸)。方法如下：取一质量份的酚加热到50～60°C；在搅拌下加入1.5～2.0 质量份的浓硫酸，并继续加热至100～110°C；保温2 h 即得所需酚磺酸。在制得的酚磺酸中，一般硫酸都过量，在使用时可不分析硫酸含量，因为在硫酸亚锡镀液中，游离硫酸含量稍高是有益的。

甲酚有邻、间、对三种异构体，一般使用的都是混合甲酚，都能与浓硫酸进行磺化反应，产物也是混合物。甲酚磺酸的制备方法类似于酚磺酸。

5.5 苯酚、甲酚或β−萘酚

它们一般可单独添加，也可与酚磺酸同时使用。其作用主要是提高阴极极化，使镀层细致洁白，减少孔隙率。由于它们都具有憎水性，含量过高时，会使明胶凝结析出，光亮镀锡时会产生条纹。

5.6 明胶

(1)提高阴极极化，使镀层细致。

(2)与甲酚或甲酚磺酸合用时，可以发挥协同效应，得到光滑致密的锡镀层。

(3)提高溶液的分散能力。

但明胶含量过高时，会减低镀层的塑性和可焊性，导致镀层发黄，镀锡溶液分散能力差。因而在可焊性光亮镀锡溶液中，一般不添加明胶。普通镀锡溶液在添加明胶时，也应严格控制其含量。

5.7 光亮剂

光亮剂在镀液中能提高阴极极化，使镀层细致光亮。光亮镀锡层比普通镀锡层稍硬，只要配方比例合适，并且维护好镀液，仍能使镀层保持足够的延展性，可焊性及耐蚀性也良好。光亮剂不足时，不能获得镜面镀层；光亮剂过多时，镀层变脆、脱落，严重影响结合力和可焊性。但目前光亮剂的定量分析还有困难，只能凭赫尔槽试验及经验来调整。

镀锡光亮剂都是多种添加剂的混合物，包括主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂三部分。

5.7.1 主光亮剂

常用的是芳香醛、不饱和酮、胺等。如1,3,5−三甲氧基苯甲醛、对氯苯甲醛、甲醛、4,4′−二氨基二苯甲烷、苄叉丙酮等。光亮剂的基本结构多为下列类型：

上述结构通式中的R1、R2、R3和R4分别代表不同的取代基。对于同一结构，改变取代基可以得到多种不同的有机化合物，它们都有一定的增光作用。主光亮剂大多数不溶于水。

5.7.2 辅助光亮剂

仅仅使用主光亮剂并不能获得高质量的光亮镀层，需要同时添加脂肪醛及不饱和羰基化合物，如甲醛和烟酸等。这些添加剂被称为辅助光亮剂，能与主光亮剂一起协同作用，使晶粒细化，扩大光亮区。

5.7.3 载体光亮剂

由于大多数主光亮剂和部分辅助光亮剂难溶于水，在电镀过程中易发生氧化、聚合等反应而从溶液中析出，因此，需要加入合适的增溶剂，通常为非离子型表面活性剂，如OP 类及平平加类。这类增溶剂称为载体光亮剂或载体分散剂。载体光亮剂同时具有润湿和细化晶粒的作用，利用表面活性剂的胶束增溶作用，来提高主光亮剂在镀液中的溶解度。

目前，国内所采用的镀锡光亮剂多为技术保密的专利或商品。如表l 所列SS−820，SS−821 光亮剂基本组成相似，是不饱和醛(或酮)、芳香醛(或酮)和聚氧乙烯壬基醚等非离子表面活性剂的加成物，并含有甲醛。

5.7.4 组合光亮剂

将4,4′−二氨基二苯甲烷20～30 g 溶于水(加热)，再溶于100 mL 乙醇中；另用100 mL 乙醇溶解苄叉丙酮40～60 mL。在搅拌下，将上述两种溶液缓慢加入300～400 mL 的OP-21 乳化剂中(天冷时OP-21 易凝固，应先在水浴中加热使其熔化)；再加入40%甲醛溶液100～200 mL；最后用乙醇稀释至1 L(严禁用水稀释)，充分混合均匀即成。

5.8 稳定剂

镀液不稳定、易浑浊是硫酸盐镀锡的主要缺点。如果不加稳定剂，镀液在使用或放置过程中，颜色逐渐变黄，最终出现浑浊、沉淀。镀液浑浊后，镀层光泽性差、光亮区窄、可焊性下降，难以镀出合格产品；且该浑浊物呈胶体状，难以除去和回收，导致锡盐浪费。

镀液浑浊的原因相当复杂，一般认为主要是镀液中Sn4+的存在及其水解的结果。即Sn4+浓度达到一定值时，将发生水解反应：

水解产物 α-SnO2·H2O会进一步转化为β-(SnO2·H2O)5。α-SnO2·H2O可溶于浓硫酸，而β-(SnO2·H2O)5不溶于酸与碱，并很容易与镀液中的Sn2+形成一种黄色复合物，进而转变为白色的β−锡酸沉淀。因此，稳定剂的选择原则主要是防止Sn4+的生成和水解。镀液中的Sn4+主要通过以下两种途径生成：(1)镀液中的Sn2+被溶解氧或阳极反应氧化：

(2)锡阳极溶解过程中直接生产Sn4+离子：

为此，可从以下方向着手选择稳定剂：合适的Sn4+、Sn2+的配位化合剂以抑制Sn4+的水解和Sn2+的氧化，如酒石酸、酚磺酸、磺基水杨酸等有机酸和氟化物；比Sn2+更容易氧化的物质(抗氧化剂)以阻止Sn2+氧化，如抗坏血酸、V2O5与有机酸作用生成的活性低价钒离子等；Sn4+的还原剂，使Sn4+还原为Sn2+，如金属锡块；以及上述物质相互组合的混合物。

此外，非离子表面活性剂在镀液温度高于其浊点温度时，将与被增溶的主光亮剂一起从镀液中析出，这也是使镀液浑浊的原因之一。若选择浊点较高的非离子表面活性剂，就可避免。

5.9 走位剂

走位剂的作用：减少光亮剂消耗；改善低区光亮度，使镀层清亮；提高镀层的可焊性，抗变色能力。

走位剂可用80 g/L 酒石酸钾钠或20 g/L 酒石酸锑钾(可用稳定剂溶液或热水来溶解)。

开缸时，走位剂的添加量为5～10 mL/L，日常按1 000～1 200 mL/(kA·h)补充。也可视需要加入，如镀层低区不亮或发白雾，可加走位剂1～2 mL/L。

5.10 无甲醛低泡镀锡光亮剂

新一代低泡沫全光亮酸性硫酸盐镀锡无甲醛光亮剂在国内市场已有供应，其镀层清洗时泡沫低，易洗净；镀层抗变色能力强(能达到150°C 高温烘烤16 h后或100°C 水蒸气10 h 薰蒸后不发黄)；可焊性不下降；镀锡就如同钾盐镀锌一样简单，而且转缸方便；该光亮剂不含致癌物质甲醛，高度环保，镀液无需抽风，槽边无异常气味，有利于工人身心健康。该产品目前已在宁波天安集团表面处理分厂自动线上得到应用。

6 操作条件的影响

6.1 阴极电流密度

在工艺允许范围内，阴极电流密度可随主盐浓度、镀液温度及镀液流动的程度而相应地变动。在观察不到液面冒大量气泡的前提下，应尽量开大电流。阴极电流密度过高时，镀层疏松、粗糙、多孔，还可能出现脆性，零件边缘也易烧焦；阴极电流密度过低时，沉积速率降低而影响生产效率，也得不到镜面光亮镀层。挂镀时，一般为1～4 A/dm2；滚镀时，一般为0.5～3.0 A/dm2。

6.2 温度

(1)普通硫酸亚锡溶液一般在室温下操作；光亮硫酸亚锡溶液要严格控制操作温度在25°C 以下，最佳温度范围比较窄，挂镀最好保持在10～20°C 之间。溶液温度过低时，工作电流密度下降，沉积速率慢，镀层也易烧焦，易起灰雾；温度较高时，Sn2+易被氧化成Sn4+，镀液沉淀物增多，镀层粗糙。当液温过高，超过光亮剂的浊点时，主光亮剂析出，会使镀层失去光泽，甚至无镀层。此时光亮剂分解加快，消耗量增大，光亮区变窄，镀层均匀性差，严重时色泽变暗并有花斑状，影响表面质量和可焊性。

(2)在滚镀光亮锡时，由于滚筒内的工件是动接触，有接触电阻，会产生电阻热，滚筒内的镀液温度比滚筒外的要高出10°C 左右。所以，滚筒外的液温虽然在工艺规范内，但镀得的工件有时会发雾。因此，滚镀锡的镀液温度，宜控制得比挂镀锡更低一些[4]，在下限8～15°C 为宜。

(3)用氯化钾镀锌光亮剂中的“高温载体”代替OP 乳化剂，掌握好甲醛用量以及加入适量的酒石酸钾钠，能拓宽镀液允许的温度范围。

6.3 阳极

在硫酸亚锡溶液中，如果使用纯度低的锡阳极，易出现钝化现象，就会出现镀层发雾等现象，所以应使用纯度大于99.9% 的锡板或锡球阳极。剩下的零碎锡阳极头不能使用钛网篮盛装，可以回炉浇铸，但熔锡锅要专用，以免其他金属混入而影响锡的纯度。锡阳极应使用铸造或滚轧的锡。为避免阳极泥渣影响镀层质量，可使用耐酸的聚丙烯阳极袋。新的阳极袋必须在质量分数10% 的硫酸中浸泡几个小时，再充分漂洗后方可使用。

阳极面积不宜过小，阴、阳极面积之比不得小于1∶1。当小于1∶0.5 时，阳极会因电流密度过大而钝化；阳极面积过小时，通电初期电流密度是正常的，稍过几分钟后电流逐渐下降，电压上升。若此时关闭电流，过几分钟后再送电，电流和电压也可恢复正常，这是由于阳极表面钝化膜在酸性镀液中溶解而转为活化。但通电几分钟后又重复出现上述情况，镀层质量无法保证，且由于阳极电流效率的降低，镀液中主盐浓度也会迅速下降。

遇到上述情况要立即予以调整。首先刷去阳极表面的污物。如较难刷去，可在棕刷上粘点煤渣灰(切勿用钢丝刷)，洗净后再用去离子水冲洗，即可重新使用。但此时必须增加阳极面积才能避免阳极钝化问题再次发生。

清洗阳极、阳极袋时的注意事项：

(1)慢慢将镀锡槽中的阳极板、阳极袋提出，袋内剩有1/4 镀液时，迅速提出到槽外备好的塑料周转箱内，避免阳极泥掉入镀液中。

(2)用自来水冲洗阳极板、阳极袋。

(3)阳极板刷洗至金属锡本色后，再用纯水清洗3 遍后待用。

(4)阳极袋清洗至无黑灰，几乎不呈酸性。再用5～10 g/L Na2CO3溶液浸泡15 min(温度为60～70°C)后搓洗。随后用自来水搓洗数遍。然后用3%～5%(体积分数)的分析纯浓硫酸浸泡5～10 min，最后用纯水清洗3 遍后待用。

6.4 搅拌

酸性镀锡应采用阴极移动，阴极移动速率为15～30 次/min；也可采用连续过滤。这样，有助于镀取镜面光亮的镀层和提高生产效率。但为防止Sn2+氧化，禁止用空气搅拌。

7 零件在酸性镀锡时的一些注意事项

(1)要避免交叉污染。交叉污染就是前道工序的溶液或杂质带入电镀槽中，引起镀液污染。一旦污染物达到一定程度，将会很难处理，甚至会引起很大的质量事故。为此，务必要注意挂具是否包封完整，清洗过程中的水洗要达到充足的流量。滚镀锡时，镀锡滚筒要专用。

(2)工件装挂时不能相互遮挡、屏蔽，否则镀层易产生光亮度不一致的阴阳面，且必须带电入槽。

(3)要保持电镀的连续性，即产品在中途操作过程中不能停留时间太长。如果出现行车故障、停电等因素造成电镀中断，要注意可能引起的电镀质量事故。

(4)酸浸蚀去氧化膜之后的清洗、弱浸蚀(活化)、电镀等工序在时间上要连贯，并有节拍。

(5)工件电镀出槽时，应在镀槽上方停留一段时间(等工件表面残留镀液滴净后再移走，以减少镀液损失)，但也不能停留时间太长，否则会导致镀层发花。总之，工件在前处理、电镀和后处理过程中要保持时间上的连贯性和节拍性。与此同时，还要保持产品出槽时的新鲜度。

(6)钢铁零件镀后需焊接的，要预镀3 μm 的铜层打底，以增强结合力。

(7)铜和铜合金镀锡时要先预镀一层薄铜(可以提高后续镀锡层的结合力和镀锡层的均匀性)，随后再带电入镀锡槽。

(8)黄铜镀锡前应预镀铜或闪镀镍，预镀层约4 μm左右，以防止黄铜中锌的扩散导致斑点和灰暗的表面。

(9)锌基合金和青铜合金的工件也不能直接镀光亮锡，同样是因为金属锌会扩散到锡层中去，不仅导致镀锡层有斑点和灰暗的表面，而且会降低锡镀层的抗腐蚀性和可焊性。因此，锌基合金和青铜合金的工件在镀锡之前，也应预镀铜或闪镀镍作底层(厚度约4 μm)。

(10)需要连续过滤，滤速每小时2～3 倍槽液体积，过滤精度5 μm 以下。

（未完待续）

[1]曾华梁,吴仲达,陈均武,等.电镀工艺手册[M].2 版.北京:机械工业出版社,2002:152-159.

[2]沈品华.现代电镀手册(上册)[M].北京:机械工业出版社,2010:4-561-4-576.

[3]储荣邦,王宗雄,吴双成.简明电镀工手册[M].2 版.北京:机械工业出版社,2013:138-144.

[4]廖义佳.电镀锡铈合金代替镀银[J].材料保护,1990,23 (3):17-19.

[5]潘继民.电镀技术1000 问[M].北京:机械工业出版社,2011:92-96.