锡铜合金电镀新技术
众所周知，锡铅(Sn-Pb)合金焊料能优异，在电子元器件的组装领域得广泛应用。但是，非常遗憾的是Sn-Pb中的铅对于环境和人体健康有害，限制使用含铅电子材料的活动已正式启动。在欧洲欧洲委员会已提出电子机器弃物条令案的第3次草案明文规定，在2004年的废弃物中严禁有铅Pb、镉Cd、汞Hg和6价铬Cr等有害物质。在亚洲的日本于1998年已制定出家电产品回收法案，从2001年开始生产厂家对已使用过的废弃家电产品履行回收义务。根据这一法案，
日本各个家电·信息机器厂家开始励行削减铅使用量的活动。
在这样的背景下，强烈要求开发无铅焊接技术和相应的锡铜Sn-Cu合金电镀技术。
无铅焊料电镀技术要求
关于无铅焊料电镀层和电解液，除了不允许使用含铅物质之外比较难于实现的是要求与以往一直使用的Sn-Pb电镀层有同样的宝贵特性。具体要求的性能，如下所述：(1)环境安全性——不允许有像铅Pb等有害人体健康和污染环境的物质；(2)析出稳定性——获得均匀的外表面和均匀的合金比例；(3)焊料润湿性——当进行耐热试验和高温、高湿试验后，焊料的润湿
性仅允许有很小程度的劣化；（4）抑制金属须晶产生；(5)焊接强度粘着性——同焊料材料之间接合可靠性；（6）柔韧性——不发生断裂；（7）不污染流焊槽；（8）低成本；(9)良好的可作业性——主要是指电解容易管理；(10)长期可靠性——即使是长期使用电解液，也能保证电镀层稳定；(11)排水处理——不加特殊的螯合剂(Chelate)，可利用中和凝聚沉淀处理方法清除重金属。
在选择无铅焊料电镀技术时，应当综合分析权衡上述诸多因素，选Sn-Pb电镀性能的无铅焊料电镀技术，选择Sn-Cu（合金焊料）电解液的原因作为无铅焊料电镀技术，现已研究很多种，诸如，试图以Sn-Zn、Sn-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu电镀取代一直使用的Sn-Pb电镀。然而，这些无铅电镀技术也是各有短、长，并非十全十美。例如，Sn电镀的优点是低成本，确有电子元器采用电镀锡的力方法，因为是单一金属锡，当然不存在电镀合金比率的管理问题。可是，Sn电镀的缺点突出，如像产生金属须晶(Whisker)而且焊料润湿性随时间推移发生劣化。
Sn-Zn电镀的长处于在成本和熔点低，美中不足是大气中焊接困难，必须在氮气中实现焊接。Sn-Bi电镀的优势是熔点低而且焊料润湿性优良，其劣势也不胜枚举：因为Bi是脆性金属，含有Bi的Sn-Bi镀层容易发生裂纹，而且组装后的器件引线和电路板焊接界面剥（Liftoff），更麻烦的是电解液中的Bi3+离
子在Sn-Bi合金阳极或电镀层上置换沉积。Sn-Ag电镀的优点是接合强度以及耐热疲劳特性都非常好，缺点是成本高，也存在Sn-Ag阳极和Sn-Ag镀层上出现Ag置换沉积现象。
上述的无铅电镀技术都有优异的特性，同时也存在很多有待进一步研究的课题，实用化为时尚早。为此，日本上村工业公司认为Sn-Cu电镀最有希望取代Sn-Pb电镀，可以发展成实用化技术，于是决定开发Sn-Cu电解液。关于Sn-Cu电镀层特性，它除了熔点稍许偏高(Sn-Cu共晶温度227℃)之外，润湿性良好。成本低，对流焊槽无污染，而且可抑制金属须晶生成。
Sn-Cu合金焊料的开发Sn/Sn2+的标准电极电位是
-0．136Vvs．SHE(25℃)，然而Cu/Cu2+是+0．33V，两者之间的电位差比较大，在—般的单纯盐类电解液里，铜Cu很容易优先析出。而且，当用可溶性Sn阳极或者Sn-Cu合金阳极的时候，由于电解液中的Cu2+离子和阳极的Sn之间置换反应产生析出沉表1标准电解液和作业条件(获得sn-lwt%Cu镀层的情况积。因此，把电解液中的Sn2+和Cu2+的析出电位搞得相接近，需要有抑制铜Cu优析出的络合剂。通过研究各种各样的络合剂，最后终于找到Sn-Cu电解液配方，它能使Sn和Cu形成合金并可抑制在铜Cu阳极上的置换沉积。在这种电解
液的基础出上，开发出镀层特性优良的Sn-Cu合金电解液“Soft Alloy GTC”，将在下文详细介绍。
Soft Alloy GTC的特点
(1)电解液构成及作业条件
关于Soft Alloy GTC的标准电解液构成和作业条件，详见表1所示。Soft Alloy GTC产品系列对应由滚筒式电镀直到高速电镀的宽阴极电流密度范围应用，同时，用户可根据用途选择电解液，例如，对于耐药性方面有问题的电子元器件可选用中性的电解液。
(2)良好镀层外观
关于Sn-Cu电镀层的表面形状当放大1000倍时观察各种电解液构成的镀层（包括滚筒式电镀、支架式电镀和高速电镀电解液形成的镀层），均都致密且呈现半光泽状。
(3)析出比率
电镀层的析出比率、可作出定量分析。具体作法是使用
SUS作为基底进行电镀，把其电镀层溶解到1：1硝酸溶液中，通过原子吸收光；谱分析将获得定量分析结果。例如，在支架电镀的电解液里金属比率和镀层里铜Cu含有率之间的关系如图1所示。在电解液里Cu的含有率增加的情况下，镀层里的铜Cu含有率也几乎成正比地增长，根据这种近似的线性关系很容易管理合金比例；电解液中Cu的含有率与1wt%时的阴极电流密度和镀层中Cu含有率的关系如图2所示，从中不难看出除了在低电流密度时镀层中的Cu含有率偏高—些之外，基本上与电流密度无关，比较稳定。也就是说，电流密度超过2A ／cm2以后，基本上镀层中的含Cu率不再受阴极电流密度左右。
(4)关于电镀层的熔点
关于Sn-Cu电镀层的熔点测试方法如下，取10mg的
Sn-Cu镀层，在流动氮气流速为50mL／分的环境下，将温度由室温开始，以10℃份的升温速度加温到300C，测量其熔点。测试结果，以差示扫描热量分析曲线表示，详见图4所示。对三种样品实测结果，它们的熔融峰值温度都处于Sn-Cu合金的共晶温度227℃附近(详见图4)；即使是电镀层样品中的Cu含有率有差异，但是，熔融峰值温度几乎是相同的。
(5)焊料润湿性优秀
有比较才能有鉴别，为了证实Sn-Cu焊料镀层的润湿性是否优秀，采用Meniscograph方法构成的Zero CrossTime对各种焊料镀层断评比。具体作法是以Soft Alloy GTC-20电解液用支架式电镀方法制造出多种焊料镀层样品，通过高温高湿处理(温度：60℃相对湿度：95％，处理时间：168小时）后，进行润湿性评比。具体的Menis-cograph测试条件如表2所示。测试样品的制作过程如下：在铜基础材料上先电镀一层Ni，再在其表面上电镀所要测试的Sn-Cu镀层。用作对比的镀层样品是Sn和Sn-Pb镀尾测试条件完全相同。
评比测试的结果，如图4所示。测试样品和对比用样品，当它们在高温高湿处理之前，各个焊料镀层的润湿性几乎是相同的。但是，经过高温高湿处理之后，利用Zero Cross Time 进行比较，结果显示在图4里，一目了然。
评比结果，除Sn-3．5wt％Cu镀层的润湿性比Sn-Pb镀层表2Meniscograph测试条件有所劣化之外，其它含铜率不同的Sn-Cu焊料镀层的润湿性劣化程度很小，堪称Sn-Cu焊料镀层润湿性优秀。
(6)抑制金属须晶
在铜质的封装引线框架上分别电镀有含Cu为1、2和4wt%的Sn-Cu镀层，并将它们置入50℃的恒温槽中存放3个月。作为对比的样品，它是在引线框架上电镀有Sn镀层，也上搂按上述条件存放3个月。事后观察各个电镀层发现，作为对比样品的Sn镀层上有明显的针状金属须晶出现，然而种含Cu率的Sn-Cu镀层上却无针状金属须晶。
(7)加工性良好
IC封装引线上的焊料镀层，必须具备柔韧性。因为，引线需要弯曲加工成形，若引线上的焊料镀层缺乏柔韧性，弯曲加工时引起镀层出裂纹并在裂纹处发生基底氧化，从而降低焊接可靠性。为此，曾在0．5mm厚铜板上和42Alloy板上电镀10μm 厚的Sn-1wt%cu镀层，按照JIS规格H8504进行弯曲实验，结果良好。在铜板和42Alloy板上的镀层，并未发生裂纹，证实加工性良好。
(8)不污染流焊槽
通常，电子元器件焊接都是采取使用焊料槽的流焊焊接法，
焊接过程中由印刷电路板上有Cu溶入并且镀层中的成份也溶入到流焊槽内，形成污染。关于有Cu溶入焊料槽内的问题，如像Sn-Pb焊料槽内有Cu也关系不大，因为已有清除Cu的实用技术。但是，Cu以外的异种金属混入焊料糟时，可能导致流焊特性劣化。为此，日本上村工业公司曾进行过专门研究，该公司开发的Sn-Cu电镀技术和现有的无铅焊料(如像
Sn-0．7Cu、Sn-3.5Ag-0．75Cu和Sn-2．5Ag-0．7Cu-1Bi)技术相容，不会对流焊槽造成污染。
(9)在阳极上无铜沉积
锡Sn阳极之类的可溶性阳极，通常是设置在电解槽里。当它浸渍在电解液中的情况下，连不通电流时不出现金属置换沉积现象，保持电解液中的金属浓度不变是最重要的。但是，以往的电镀工艺中，几乎不能保证这样一点。此次日本上村工业公司公布的利用Soft Alloy GTC电解液的Sn-Cu电镀技术，却能保证在阳极无Cu置换沉积现象，而且通过对比实验获得证实。该对比实验情况如下：试验用阳极是Sn阳极，作为对比实验用电解液分别是Sn-1wt%Cu、Sn-3．5wt%Ag和
Sn-5wt％Bi(均是强酸性电解液)，试验用样品电解液是
Soft AlloyGTC-20型So-Cu电解液，实验时把Sn阳极投入各个电解液中呈浸渍状态并在常温下放置24小时。对比实验结果
表明，浸渍在Sn-1wt%Cu、Sn-3．5wt％Ag和Sn-Swt%Bi电解液中的各Sn阳极，其表面分别都有Cu、Ag和Bi金属沉积，各电解液中的金属浓度都发生变化；然而，浸渍在
Soft Alloy GTC-20型Sn-Cu电解液中的Sn阳极上却无Cu沉积，电解液中的金属浓度保持不变。这是Soft AlloyGTC-20电解液的独到特点。
(10)作业性良好且成本低廉
在强酸性的Sn-Cu、Sn-Ag和Sn-Si电解液里，使用可溶性阳极时在其表面上会置换沉积出Cu或Ag或者Bi金属。因此，这些电解液中的金属比率的平衡遭到破坏,电镀层的合金比率管理很困难，与此同时还必须维护电镀用阳极，如像清除阳极上置换出来的金属等都是很麻烦的作业。若用不溶性Pt/Ti
板等不溶性阳极时,需要补充药液费等导致生产成本大增。这正是无铅焊料电镀比以往的Sn-Pb焊料电镀在作业性和生产成本方面增加负担的原因。
日本上村工业公司开发的Soft Alloy GTC-20型sn-Cu电解液,消除了以往无铅焊料电镀术的难题；这种Sn-Cu电镀技术，确实具备电镀作业性良好和成本低廉的优点。
白铜锡配方的改进与铜锡代镍工艺 （周生电镀导师） 白铜锡合金镀层应用广泛，由于皮肤对镍镀层有过敏性反应，市场对无镍电镀之需求增加，白铜锡代镍电镀工艺镀层中不含铅、镉等重金属元素。目前无氰白铜锡的稳定性不如含氰配方，本文白铜锡为氰化白铜锡电镀，镀层呈银白色，光亮、坚硬，延展性好，长时间电镀无雾状产生，180烘烤60分钟不变色，适宜做镀金、银、锡钴和钯前的底层电镀，更适合各类阴、阳极电泳漆。 周生电镀导师之（@q）：（3）（8）（0）（6）（8）（5）（5）（0）（9） 电镀导师之 [（微）（Xin）]：（1）（3）（6）（5）（7）（2）（0）（1）（4）（7）（0） ●配方平台不断发展完善 我们的配方平台包含的成熟量产商业种类多，已有AN美特、乐思、罗哈、麦德美、国内知名公等量产成熟的药水配方。 我们的配方平台帮助了很多中小企业提高产品技术水平，也有不少个人因此创业成功，帮助国内企业抢占国外知名企业市场，提升国产占有率是我们长期追求的目标。 ●配方说明 目前市场上有很多类似抄袭的，或者是买过部分配方后再次转卖的，他们有时候会改动数据，而且不会有后期的改进和升级。他们甚至建立Q群或者微@信群推广配方，我们没有建立任何群。一切建&群的都是假冒。（本*公*告*长*期*有*效）
●镀液配制 PM-3白铜锡可以直接使用，无需稀释或添加任何其他添加剂。 1、彻底清洗镀槽，然后用10%KOH 溶液加热至50℃，浸洗至少两小时，最后用清水 冲洗干净； 2、加入PM-3白铜锡开缸剂； 3、加热至操作温度； 4、检查PH值并做相应调整； 用2-5A/dm2电流电解处理镀液，每升镀液处理30Amin便可开始生产。 ●工作流程 ①基体：锌合金 前处理→预镀铜→碱铜→酸铜→PM-3白铜锡代镍→镀金或银等 ②基体：铁件 前处理→预镀铜→酸铜→PM-3白铜锡代镍→镀金或镀银等 ③基体：铜或其他合金 前处理→酸铜→PM-3白铜锡代镍→镀金或银等 ●镀液维护 ①添加纯水以维持镀液的体积； ②补充剂一套包括三种产品：
重大问题：关于锡和铅金属性强弱的比较，请大家评断…… 说法一： 锡和铅的金属性比较 根据元素周期律，同一主族元素随着原子序数的递增，元素的金属性应逐渐增强。但是，根据金属活动顺序表可知，锡的金属活动顺序排在铅的前边。那么 锡和铅的金属性到底哪一个强呢？ 元素的金属性是指元素的气态原子失去电子的性质，主要用第一电离能来量度，第一电离能越小，则元素的金属性越强。查有关化学数据手册可知，锡的第一电离能为7.34eV，而铅的第一电离能为7.42eV，故锡的金属性应比铅强。金属活动顺序表是以实验事实为依据编写的，金属活动性除了与第一电离能有关外，还与金属离子的水和能、水和离子在水中的迁移速率等有关。不管从哪个角 度比较，都是锡的金属性比铅强。 这样一来，就出现了事实与现阶段所学理论不相符合的现象。其实，这是周期律中“镧系收缩”规律（将来可在基础无机化学中学到）在发挥作用。因为铅位于周期表中第六周期，第六周期中由于镧系15种元素的存在，使得后边的元素原子半径显著减小。元素的金属性、非金属性都是核电荷数和原子半径分别对元素原子得失电子的影响的综合结果。而这两者是一对矛盾。从锡到铅，原子半径的增大所起的作用（使原子失电子能力增强）减弱，而核电荷数增大所起的作用（使原子失去电子能力减弱）依然如故。所以，就出现了锡在铅的上方，反而金 属性比铅强的情况。 说法二：（人教版的教师教学用书上也这样解释） 从元素周期表的位置看，铅的金属性比锡的强，而在金属活动性顺序里，铅反而 排在锡的后面，为什么? 从金属结构看，铅的晶体结构与金属铜相似，为面心立方晶格。而在灰锡晶体中，锡原子的排布与金刚石相似，属于共价晶体类型，所以铅的金属性比锡强。在化学性质上，金属性可从它的氧化物的水化物的酸碱性强弱来比较，金属性强的，它的水化物的碱性较强，酸性较弱。锡和铅都能形成两类氢氧化物──R(OH)2和R(OH)4，这些氢氧化物都是两性的，但它们的酸性和碱性是有差别的。R(OH)2型氢氧化物的碱性，比相应的R(OH)4型的碱性要强一些，相反地，酸性却要弱 一些，而且按Ge—Sn—Pb的顺序递变： 这也说明了铅的金属性比锡的强。 金属活动性顺序表示固态金属在水或酸溶液中置换出氢的能力大小顺序，这种能力一般与金属在水溶液中的电极电位高低一致。金属的还原电位越小，活动性越强，在金属活动性顺序中的位置越前。从标准电极电位来看，Sn/Sn2+的还原电
电镀锌镍合金工艺规范 1主题内容与适用范围 本规范规定了钢铁零件电镀锌镍合金的工艺方法。 本规范适用于有三防要求的零件电镀锌镍合金。 2引用标准 HB5034零（组）件镀覆前质量要求 3主要工艺材料 4.1 中《金属零（部）件镀覆前质量控制要求》中相应的规定。应达到图样规定要求， 以避免电镀后再次返工返修。 零（部）件表面状态适于进行电镀时方可进入下道工序。 4.2清理：除去零件内外表面污物、金属屑标识等附着物。 4.3有机溶剂除油； 4.4喷砂或抛光处理（有需要时进行）； 4.5装挂；
4.6化学除油：进行表面处理前工件表面常沾有大量油污，需要进行化学除油。 化学除油工艺：采用汽油或401除油剂擦拭/浸泡零件，至无明显油污为止。 4.7水洗； 4.8电解除油：电解除油可完全除去工件表面油污，得到洁净金属表面。零（部）件除油后在流动水中清洗干净，观察呈全浸润状态即为除尽油污，可以转入下道工序。 电解除油工艺： 氢氧化钠：30～50g/l； 碳酸钠：20～30g/l； 4.10 光亮剂ZN-2B4-6 镍溶液ZN-2C20-25 温度：20-30℃ DK：0.5 A/dm2～4A/dm2 时间：20～60分钟 阳极：锌板 阴阳极面积比：1∶1.5～2
4.13水洗； 4.14除氢处理（有需要时进行） 锌镍合金镀层几乎没有氢脆，一般不需要进行除氢处理。但若用于有特殊要求的军品、高强钢或弹簧部件，按航空航天标准应进行除氢处理。具体见表2. 干燥60～70℃30～60分钟 4.20干燥； 4.21下挂具； 4.22检验。 镀层检验时应用目视或放大镜，在照度不低于３００lx的条件下观察（相当于零件放在４０Ｗ日光灯下距离５００㎜处的光照度）。 4.22.1锌镍合金镀层应细致、均匀、连续完整（深孔、盲孔深处除外），无针孔、麻
电镀铜锡合金工艺简介 现代电镀网讯： 众所周知，锡铅(Sn-Pb)合金焊料能优异，在电子元器件的组装领域得广泛应用。但是，非常遗憾的是Sn-Pb中的铅对于环境和人体健康有害，限制使用含铅电子材料的活动已正式启动。 在欧洲欧洲委员会已提出电子机器弃物条令案的第3次草案明文规定，在2004年的废弃物中严禁有铅Pb、镉Cd、汞Hg和6价铬Cr等有害物质。在亚洲的日本于1998年已制定出家电产品回收法案，从2001年开始生产厂家对已使用过的废弃家电产品履行回收义务。根据这一法案，日本各个家电·信息机器厂家开始励行削减铅使用量的活动。在这样的背景下，强烈要求开发无铅焊接技术和相应的锡铜Sn-Cu合金电镀技术。 无铅焊料电镀技术要求 关于无铅焊料电镀层和电解液，除了不允许使用含铅物质之外比较难于实现的是要求与以往一直使用的Sn-Pb电镀层有同样的宝贵特性。具体要求的性能，如下所述：(1)环境安全性——不允许有像铅Pb等有害人体健康和污染环境的物质;(2)析出稳定性——获得均匀的外表面和均匀的合金比例;(3)焊料润湿性——当进行耐热试验和高温、高湿试验后，焊料的润湿性仅允许有很小程度的劣化;(4)抑制金属须晶产生;(5)焊接强度粘着性——同焊料材料之间接合可靠性;(6)柔韧性——不发生断裂;(7)不污染流焊槽;(8)低成本;(9)良好的可作业性——主要是指电解容易管理;(10)长期可靠性——即使是长期使用电解液，也能保证电镀层稳定;(11)排水处理——不加特殊的螯合剂(Chelate)，可利用中和凝聚沉淀处理方法清除重金属。 在选择无铅焊料电镀技术时，应当综合分析权衡上述诸多因素，选Sn-Pb电镀性能的无铅焊料电镀技术，选择Sn-Cu(合金焊料)电解液的原因作为无铅焊料电镀技术，现已研究很多种，诸如，试图以Sn-Zn、Sn-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu电镀取代一直使用的Sn-Pb电镀。然而，这些无铅电镀技术也是各有短、长，并非十全十美。例如，Sn电镀的优点是低成本，确有电子元器采用电镀锡的力方法，因为是单一金属锡，当然不存在电镀合金比率的管理问题。可是，Sn电镀的缺点突出，如像产生金属须晶(Whisker)而且焊料润湿性随时间推移发生劣化。Sn-Zn电镀的长处于在成本和熔点低，美中不足是大气中焊接困难，必须在氮气中实现焊接。Sn-Bi电镀的优势是熔点低而且焊料润湿性优良，其劣势也不胜枚举：因为Bi是脆性金属，含有Bi的Sn-Bi镀层容易发生裂纹，而且组装后的器件引线和电路板焊接界面剥(L iftoff)，更麻烦的是电解液中的Bi3+离子在Sn-Bi合金阳极或电镀层上置换沉积。Sn-Ag 电镀的优点是接合强度以及耐热疲劳特性都非常好，缺点是成本高，也存在Sn-Ag阳极和S n-Ag镀层上出现Ag置换沉积现象。 上述的无铅电镀技术都有优异的特性，同时也存在很多有待进一步研究的课题，实用化为时尚早。为此，日本上村工业公司认为Sn-Cu电镀最有希望取代Sn-Pb电镀，可以发展成实用化技术，于是决定开发Sn-Cu电解液。关于Sn-Cu电镀层特性，它除了熔点稍许偏高(S n-Cu共晶温度227℃)之外，润湿性良好。成本低，对流焊槽无污染，而且可抑制金属须晶生成。 Sn-Cu合金焊料的开发Sn/Sn2+的标准电极电位是-0.136Vvs.SHE(25℃)，然而Cu/Cu2+是+0.33V，两者之间的电位差比较大，在—般的单纯盐类电解液里，铜Cu很容易优先析出。 而且，当用可溶性Sn阳极或者Sn-Cu合金阳极的时候，由于电解液中的Cu2+离子和阳极的Sn之间置换反应产生析出沉表1标准电解液和作业条件(获得sn-lwt%Cu镀层的情况积。因此，把电解液中的Sn2+和Cu2+的析出电位搞得相接近，需要有抑制铜Cu优析出的络合剂。通过研究各种各样的络合剂，最后终于找到Sn-Cu电解液配方，它能使Sn和Cu形成合金并可抑制在铜Cu阳极上的置换沉积。
元素对合金的影响 元素对合金的影响 主要合金元素 合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。 [编辑本段]合金钢的分类 一般分类 合金钢种类很多,通常按合金元素含量多少分为低合金钢(含量<5%),中合金钢(含量5%~10%),高合金钢(含量>10%);按质量分为优质合金钢、特质合金钢;按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢(如软磁钢、永磁钢、无磁钢)等。在钢中除含铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、硌、矾、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种,这种钢叫合金钢。各国的合金钢系统,随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、硌钢系统,我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢系统合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢。调质钢1.中碳型合金钢,合金元素含量较低;2.强度较高;3.用于高温螺栓、螺母材料等。弹簧钢1含碳量比调质钢高; 2经调质处理,强度较高抗疲劳强度较高;3用于弹簧材料。滚动轴承钢1高碳型合金钢,合金含量较高;2具有高而均匀的硬度和耐磨性;3用于滚动轴承。合金工具钢量具钢1高碳型合金钢,合金元素含量较低;2具有高的硬度和耐磨性,机加工性能好,稳定性好;3用于量具材料。特殊性能钢不锈钢1低碳高合金钢;2抗腐蚀性好;3用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。耐热钢1低碳高合金钢;2耐热性能好;3用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。低温钢1低碳合金钢,根据耐低温程度合金元素有高有低;2抗低温性好;3用于低温材料(专用钢为镍钢)。 根据碳化物的倾向分类
锌镍合金电镀 一..性能特点： 1、镀层镍含量可稳定地控制。 2、沉积速度快。 3、低电流密度光亮区范围宽，可用于形状较复杂的零部件的挂镀，也可用于滚镀。 4、镀液具有良好的整平性能，镀层呈银白色高光亮。 6、耐蚀性较电镀锌高5倍以上。 二.工艺参数： 三.配制方法 1、先往电镀槽加入1/2体积的水，加热至50–60℃，而后加入氯化铵，边加入边搅拌以加速溶解。待氯化铵全部溶解后再依次加入氯化镍、氯化锌、三乙醇胺、开缸剂（添加剂A）及辅助光亮剂（添加剂B）。 2、待所有组分全部溶解后，用过滤机过滤镀液，去除颗粒杂质。 3、补充水至规定体积。测定pH值并用氨水调整至5.35–5.40。 4、新配制的镀液在投入生产之前须经预电解去除化工原料中所含的铜、铅、锑等重金属杂质元素。预电解在0.3–0.4 A/dm2阴极电流密度下进行，预电解时间一般为几小时至几十个小时，直至镀层达到银白色为止。 四.槽液维护： 1、pH值的控制 该镀液的适宜pH值在5.35–5.65范围内。PH≤5.2，镀层呈麻点状；PH≤5.3，镀层光亮性差。随着电镀的进行，镀液的pH值缓慢的上升，用盐酸调整之。2、Zn/Ni比的控制
镀液的锌含量与镍含量之比（Zn/Ni比）不仅是决定镀层镍含量的主要参数，也对镀层外观有显著的影响，必须严格加以控制。该镀液的适宜Zn/Ni比最好控制在0.7–0.9范围内。Zn/Ni比过高（≥1.0），当槽液温度较低（≤35℃）与阴极电流密度较小（≤1.5 A/dm2）的情况下，镀层呈灰色。反之，Zn/Ni比过低（≤0.5），镀层的镍含量有可能超过15%，对提高镀层的耐蚀性不再有益，而脆性增加。镀液Zn/Ni比可通过化学分析或其它简单方法予以测定。根据测定结果及变化趋势及时调整锌阳极与镍阳极的面积比。 3、温度控制 本工艺的操作温度较宽（30–40℃），除滚镀及镀件形状过于复杂的场合外，电镀操作温度一般选择35–38℃。 4、阴极电流密度的控制 阴极电流密度的选择取决于镀件形状。总的原则是，在保证镀层质量的情况下采用较大的电流密度，加大镀层沉积速度，缩短电镀时间。挂镀一般选择2– 4 A/dm2，滚镀为1.0 A/dm2左右。 5、补缸剂（添加剂C）的添加 添加剂C的消耗量为100–120 ml/K.A.hr。添加剂C过量将导致镀件的高电流密度区出现凹凸不平及气流状条纹。反之，添加剂C不足则镀层光亮性不足。 6、该镀液的适宜氯化铵含量为220–230克/升，含量过低镀层呈灰色。定期分析并适当补充。
K金成色铜/锌合金仿金电镀工艺研究 青岛鑫聚源化工电镀技术有限公司王琳鹏赵学岗 摘要：使用铜锌合金镀层进行仿金电镀，长期以来未有效的解决镀层的色泽问题。已有的工艺使用了多种办法，存在着过渡色、成份复杂、操作复杂的等问题。本研究通过有机添加剂的使用，以简单的工艺成份，方便的操作，实现了具有K金成色的黄铜仿金镀层。本文介绍了K金仿金电镀工艺特点、影响因素、研究过程、方法及测试数据。 关键词：镀金；仿金电镀；K金；有机添加剂；铜锌合金；黄铜；氰化物 黄金色以其高贵、华丽的色泽长期以来为人们所青睐。在纯装饰情况下，为了降低成本，通常使用铜—锌合金、铜—锡合金或铜—锌—锡三元合金来模仿金镀层，即电镀界所熟知的仿金电镀。仿金电镀中目前广泛存在的主要问题是成色不纯，非但达不到24K纯金色，即便18K金色也很难达到。实现目前较为受欢迎的玫瑰金色的等更为困难。另外，还存在着镀液难以控制；色泽批次不统一等难以解决的问题。数年来，我们对这个问题不断进行了试验研究。在不断积累经验的基础上初步达到了较为满意的效果。 一、研究思路及工艺特点 仿金电镀究其工艺类型来说，分为有氰及无氰两种。后者主要以焦磷酸盐工艺类型为主。由于色泽很难接近金色，在仿金镀领域应用几乎为零。氰化物镀种虽然剧毒，但仿金电镀色泽较好，目前已经达到接近K 金的色泽。因此，我们选择了氰化工艺为基础进行研究。 实现K金仿金电镀，就其成份而言，有铜—锌二元、铜—锡—锌三元两种类型。另外，为了调剂色泽，有些工艺加入镍、钴、铟等成份。合金成份越多，则控制因素也越杂，在色泽一致性方面就更难以实现。尽可能多的减少合金成份，是简化工艺管理、提高色泽一致性的重要因素。因此我们采用了铜—锌二元合金工艺。溶液中无任何其它重金属离子。 仿金电镀的温度、电流密度对色泽的影响较大。特别是电流密度，在某一范围可出现各种纯正的K金色泽。但遗憾的是，这只是过渡色，且电镀时间很短，最多超不过数秒。否则色泽变化很大。在这种情况下，欲达到大批量规模化生产的一致性，困难可想而知。为了简化操作，业内人士研究出了变电流密度仿金电镀方法。即在电镀过程中电流密度在对应不同色泽范围内连续变化，也可达到K金色的效果。但这种方法需频繁调节电流，操作控制中经验性成份较大。虽然已经配套生产出了专用整流器，其它因素，诸如温度；铜、锌等离子浓度；游离氰浓度；PH等也有较大影响。为此，我们的思路及目的是扩大K金色泽的电流密度范围，并尽可能延长电镀时间。 在目前仿金电镀中，色泽的改变主要是通过PH值的调节来控制。一般情况下，PH值在10～11左右。PH 高则色泽偏黄，反之偏红。而仿金电镀生产中，PH变化还是较快的。因此，能在较为宽广的PH范围内获得色泽均匀的仿金镀层，也是我们研究的一个重要目的。 在合金电镀中，络合剂作为多金属电位调节剂使用是一个常用的措施。但络合剂分析化验难度较大，增加了废水处理的负担，而且加入后也增加了一项工艺控制指标，提高了工艺维护的复杂性。因此，我们在研究中，除氰化钠外，未加入辅助络合剂。电位的调节是通过筛选引进的韩国氰化仿金中间体及我们筛选的其它有机、无机添加剂的作用来实现的。 添加氨水调节镀层色泽已大家所熟知的一种方法。但由于氨水的挥发性，已造成系统的不稳定。因此，系统中也未加入氨水。 综上所述，我们的总体思路是：采用氰化物类型，使用有机、无机复合体系调色，力求在较宽的PH、主盐、游离氰、电流密度、温度、电镀时间等工艺范围内，得到均一、色泽鲜艳逼真的K金仿金镀层。为了方便使用，我们将除氰化钠之外的所有成分组合到一固体盐中，称之为代金盐，代号为：XJY-3501。 本文所指的K金仿金镀层是18K或以上的色泽，可通过改变工艺成分而调节。 二、测试方法及条件 1、试验方法及仪器设备 主要使用赫尔槽实验器。并配以恒温水浴箱控制温度。 试片均以镍层打底。色泽的比较是使用目测法，与各色K金首饰或镀金首饰对比实现的；光亮性采用目测法；电镀时间是以试片出现基本稳定仿金色泽为标准计时的。 氰化物仿金溶液基础成分含量及工艺条件如下： 名称工艺条件（克/升） XJY-3501代金盐100
第九章有色金属及其合金 习题参考答案 一、解释下列名词 答：1、时效强化(处理)：将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的过程。 自然时效：在室温下产生的强化效应。 人工时效：在低温加热条件下产生的强化效应。 2、硅铝明：Al-Si系铸造铝合金。 3、紫铜：在大气中表面形成氧化亚铜呈紫色的纯铜。 黄铜：以Zn为主加元素的铜合金。 青铜：除Zn和Ni以外的其他元素为主加元素的铜合金。 4、巴氏合金：铅基和锡基轴承合金。 二、填空题 1、根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将其分为_铸造铝合金和形变铝合金两大类。 2、纯铝及防锈铝合金采用加工硬化的方法可以达到提高强度之目的。 3、硬铝合金的热处理强化，是先进行固溶处理，得到过饱和固溶体组织，这时强度仍较低，接着经时效处理，强化硬度才明显提高。 4、Cu-Zn 合金一般称为黄铜，而Cu-Sn 合金一般称为锡青铜。 5、纯铜具有面心立方晶格，塑性好，强度低，耐腐蚀性能较好。 6、制造轴瓦及其内衬的合金叫做轴承合金。 7、以轴承合金制造的轴瓦，应具有如下组织：在软基体上分布着均匀的硬质点或在硬基体上分布着均匀的软质点。 8、将下列合金对号填空：LY12、 ZL104、 LF2、 H68、 LC4、 ZQSn10 铸造铝合金 ZL104 、超硬铝合金 LC4 、硬铝合金 LY12 、青铜合金ZQSn10、黄铜H68、防锈铝合金LF2。 9、H68材料适合作子弹壳，锡黄铜材料适合作船舶配件，QSn4-3材料适合作抗磁零件，铍青铜材料适合作重要的弹性元件。 10、适合作飞机翼肋的材料是2A12(LY12)，适合作飞机大梁和起落架的材料是 7A04(LC4)，适合作飞机蒙皮的材料是8089，适合作飞机上结构形状复杂的仪器零件的材料
镀锌镍合金与镀锌比较 一:锌镍合金镀层特点 在锌基合金中，锌镍合金镀层是一种新型的优良防护性镀层，适用于在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用。镍含量7~9%的锌镍合金耐蚀性是锌镀层的3倍以上;含镍量13%左右的锌镍合金镀层耐蚀性是锌镀层的5倍以上，它具有最好的耐蚀性。 由于锌镍合金具有高耐蚀性、低氢脆性、可焊性和可机械加工性等优良特性，早已引起人们的高度重视，其应用范围也越来越广泛。锌镍合金镀层的熔点高，适用于汽车发动机零部件电镀；氢脆小，适用于高强度钢上电镀；可作为代镉镀层，多用于军品。 锌镍合金镀液主要分为两种类型：一种是弱酸性体系，该类型镀液成分简单、阴极电流效率高（一般在95%以上）镀液稳定，容易操作。另一种是碱性锌酸盐镀液，其主要优点是：镀液分散能力好，在宽电流密度范围内镀层合金成分比例较均匀，镀层厚度也均匀，对设备和工件腐蚀小，工艺操作容易，工艺稳定，成本较低等。 二：与镀锌层比较 1.耐蚀性。镀锌和锌镍合金作为功能性镀层，锌镍合金在耐蚀性上远优于镀锌，这也是研究者花大量时间精力开发锌镍合金的主要原因。锌镍合金镀层经过彩色钝化处理后在中性盐雾下很容易通过1000小时无白锈，而镀锌层经彩色钝化后能通过120小时的都不多。锌镍合
金镀层经过白色钝化处理后在中性盐雾下很能通过400小时无白锈，而镀锌层经蓝白钝化后能通过96小时的都不多。 2.外观。一般情况下锌镍合金彩色钝化层不如镀锌层鲜艳，特别时合金镀层中镍含量偏高时更是如此；锌镍合金白色钝化颜色不如镀锌层白钝白净。需要说明的时，人们对事物的认识往往是先入为主的，对产品的颜色也是如此。随着市场上锌镍合金产品的增多，人们已经能够接受锌镍合金钝化层与镀锌钝化层颜色上的差别。 3.生产成本。由于锌镍合金镀层中含有13%左右的金属镍，镍的价格远高于锌（镍：191000元/吨，锌18000元/吨），因而电镀锌镍合金要比电镀锌生产成本高得多。 4.工艺维护。碱性锌酸盐镀锌现在已被市场广泛接受，而锌镍合金工艺作为“新”的电镀工艺目前尚未广泛普及，知者有限。其实，锌镍合金在市场应用已有二十余年的时间，且发展迅猛。现在该工艺已经相当成熟，稳定性甚至超过镀锌。
合金电镀简介 前言 合金电镀(ALLOY Plating) 的目的是得到较好的物理性质，较优的耐腐蚀性。美观性、磁性等、他能做热处里，它能取代昂贵的金属，例如锡镍合金可代替金镀层在电子应用。镍磷，镍钴合金的磁性薄膜应用在计算机内存。镍铁合金取代昂贵纯镍镀层。钴钨合金镀层改进铬在高温下的硬度。合金镀层较难控制，须要更高的技数和经验。 1.合金电镀的原理 两种金属要同时电镀沉积必须电位很接近而且其中的金属能单独被沉积出来。若两种金属电位相差太多，可以用铬合剂(complexing agents)使电未拉近，例如黄铜电的锌和铜电位相差甚多，加上铬合剂氰化钠就使铜。锌的电位很接近，一般来说电位相差在200mV就能共同沉积(code-posit)。影响合金电镀的因素有： (1) 电流密度：电流密度增加，卑金属含量会增多。 (2) 搅拌：增加贵金属成份。 (3) 温度：温度提高，贵金属成份增加。 (4) pH值：改变镀层物理性质。 (5) 液组成：直接影响镀层成份。 2.合金电镀液中金属离子的补充 合金电镀液中金属离子的补充可用下列方法： (1) 用合金做阳极。 (2) 用化学药品补充，阳极用不反应阳极(Inert anodes)
(3) 化学药品补充一种金另一种金属用金属阳极， (4) 用不同金属阳极分别挂在同一阳极棒上 (5) 用不同金属阳极分别挂在不同的阳极棒上 (6) 交替使用不同的金属阳极 3.黄铜电镀(Brass Plating) 黄铜电镀的用途主药用在装饰性，润滑性及橡交附卓性的零件上。 黄色，70～80%铜的黄铜镀液配方: 氰化铜Copper Cyanide 32g/l 氰化锌Zinc Cyanide 10g/l 碳酸钠Sodium Carbonate l 氨Ammonia l 氰化钠Sodium Cyanide 50g/l pH 温度25-35℃ 电流密度dm2 阳极镀层同成份 镀铬中的氰化钠控制镀层合金成份及颜色，氨增加锌含量，碳酸钠做pH 的缓冲剂。 4.青铜电镀 青铜电镀除了装饰性用途外在工乘上如轴承.及热处理防止氮化(Nitriding)上都被应用.有时也被用于镍.银的代用品上.其镀液组成如
电镀铜（三） 4.2污水处理 这种工艺排放的污水，经NaOH中和至pH8-8.5，将沉淀过滤，滤液可以排放，沉淀物需放到指定地点。 5、印制板镀铜的工艺过程 镀铜是印制板制造的基础技术之一，镀铜用于全板电镀（化学镀铜后加厚铜）和图形电镀，其中全板镀铜是紧跟在化学镀铜之后进行，而图形电镀是在图相转移之后进行的。 5.1全板电镀工艺过程 全板镀铜工艺过程如下： 化学镀铜板→活化→全板镀铜→防氧化处理→风干→检查
工艺过程中的活化，可以用5％稀硫酸。全板镀铜15-30分钟，镀层厚度5-8微米。 防氧化处理是用于工序间的防氧化，防氧化保护膜只要有一定厚度就可以了，不必太厚。防氧化处理剂可以用M8或Cu56,它们都是水溶液，便于操作。镀层风干后，需检查金属化孔的质量，不合格的可以返工重新进行孔金属化。 5.2图形电镀铜的工艺过程 图形电镀铜是在图像转移后进行，一般是作为铅锡或锡镀层的底层，也可做为低应力镍层的底层。在自动线生产中，图形电镀铜与电镀锡铅合金（或锡）连在一条生产线上（图8-1）。其工艺过程如下： 图像转移后印制板→修板/或不修→清洁处理→喷淋/水洗→粗化处理→喷淋/水洗 活化→图形电镀铜→喷淋/水洗→活化→电镀锡铅合金（锡或镍） 图8-1 印制板图形电镀生产线
图形电镀前要检查板子，主要检查是否有多余的干膜，线条是否完整，孔内有否干膜残片如用防电镀油墨作图形时，要注意孔内有否油墨，检查合格方可进行图形电镀。 1）清洁处理：在图象转移过程中，历经贴膜（或网印湿膜）曝光，显影，修板等操作，板上可能会有手印，灰尘，油污，还可能有余膜，如果处理不好就会造成铜镀层与基体结合不牢固。这时的印制板是干膜（或湿膜）和裸铜共存，清洁处理即要清除铜上的污物，又不能损害有机膜层，因此只有选择酸性浸洗除油。酸性除油液的主要成分是硫酸，磷酸或其它酸，加表面活性剂等有效成分，能有效的清洁等镀板的表面。很多供应商能提供与其电镀工艺配套的酸性清洗剂，如：中南所的CS-4,大兴的兴福清洁剂，以及美国安美特公司的FR酸性清洁剂，杜邦公司的AC-500，华美公司的CP-15，CP145等，都是这方面的产品。 以中南所的CS-4为例，其配方是： CS-4-A 50毫升/升 CS-4-B 8.5克/升 H2SO4(d=1.84) 10%(V/V) 温度 20-400C
电镀件技术标准 本标准适用于盛百硕科技有限公司防护性和装饰性电镀件。 本标准规定了以钢铁、铝和铝合金、塑料为基体的电镀件的一般标准。 引用标准： GB 1238 《金属镀层及化学处理表示方法》 GB 4955 《金属覆盖层厚度测量－阳极溶解库仑方法》 GB 5270 《金属基体上的金属覆盖层附着强度试验方法》 GB 6458 《金属覆盖层－中性盐雾试验》 GB 6460 《金属覆盖层-铜加速乙酸盐雾试验CASS》 GB 6461 《金属覆盖层－对底材为阴极的覆盖层腐蚀试验后的电镀试样的评级》 GB 6462 《金属和氧化物覆盖层－横断面厚度显微镜测量方法》 GB/T 12610 《塑料上电镀层－热循环试验》 GB/T 12611 《金属零部件镀覆前质量控制技术要求》 GB 9797 《金属覆盖层－镍＋铬和铜＋镍＋铬电镀层》 GB 9798 《金属覆盖层－镍电镀层》 GB 9799 《金属覆盖层－钢铁上锌电镀层》 GB 12600 《金属覆盖层－塑料上铜＋镍＋铬电镀层》 1、名词术语： 1.1、电镀 利用电解使金属或合金沉积在制件表面，形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。 1.2、塑料电镀 在塑料制件上沉积金属镀层的过程。 1.3、泛点
在镀层表面出现的斑点或污点。 1.4、麻点 在电镀和腐蚀中，于金属表面上形成的小坑或小孔。 1.5、保护等级：覆盖层对底材腐蚀的保护能力。 1.6、外观等级：试样经试验后所有外观缺陷的评定级数。 1.7、主要表面：指零件上电镀前和电镀后的某些表面。这些表面上的镀层对工件的外观和使用性能起着主要作用。 1.8、闪镀：通电时间极短的薄层电镀。 2、镀层分级号的表示规则： 2.1、化学符号，表示基体金属或合金基体中的主要金属或塑料制品，符号后接一斜线。 Fe/……表示基体为钢铁 Al/……表示基体为铝或铝合金 PL/……表示基体为塑料 2.2、如果用铜或含铜量超过50％的铜合金作为底镀层，那么用化学符号Cu表示； 2.3、Cu后的数字代表铜镀层的最小厚度，μm； 2.4、Ni后的数字代表镍镀层的最小厚度，μm；数字后的小写字母，表示镍镀层的类型。 2.5、b表示是在全光亮的电镀规范下沉积的镍层。 2.6、Crr 表示常规铬，最小厚度为0.3μm。 3、基体为金属的电镀层厚度表示方法： 3.1镀锌：( GB 9799) 使用环境 分级号 最小局部厚度(μm) 一般室内环境 Fe/Zn12 12 一般室外环境 Fe/Zn25 25
电镀铜材料 1.电镀铜工艺 1.1电镀铜原理 借助外界直流电的作用，在电镀液中进行电解反应，使导电体例如金属的表面沉积一金属或合金层。镀铜是电镀工业中使用最广泛的一种预镀层，包括锡焊件、铅锡合金、锌压铸件在镀镍、金、银之前都要镀铜，用于改善镀层结合力。 1.2常见电镀铜镀液 电镀铜镀液镀液特点 硫酸盐镀液镀液的分散能力和深镀能力比较好，电流效率高，成本较低；需在不同添加剂协同作用下方能达到所需效果，目前被广泛应用在电子行业 焦磷酸盐镀液20 世纪40 ~ 60 年代，电子行业基本上全用焦磷酸盐体系镀铜，镀液分散能力很好，但是镀层结合力差、镀液不稳定且维护困难、镀液的废水处理难度较大 氰化物镀液镀层结晶细致，镀液分散能力好，但是镀液有剧毒，废液处理困难，电子行业基本不用，其它行业也将逐渐淘汰 2.电镀铜材料及应用 铜镀层由于具有良好的可塑性、结合性及易抛光性，广泛用于装饰性保护镀层的底层，这样不但可以减少镀层孔隙，而且可以节约贵重金属的耗用量。另外，由于碳在铜中扩散渗透困难，在工业生产中为了防止局部渗碳往往也要采用镀铜工艺。因此，作为可以改变固体材料表面特性的镀铜工艺在工业上广泛采用。 电镀铜层因其具有良好的导电性、导热性和机械延展性等优点而被广泛应用于电子信息产品领域，电镀铜技术也因此渗透到了整个电子材料制造领域，从印制电路板（PCB）制造到IC 封装，再到大规模集成线路（芯片）的铜互连技术等电子领域都离不开它，因此电镀铜技术已成为现代微电子制造中必不可少的关键电镀技术之一。电子行业的电镀铜技术含量很高，电镀铜层的功能、质量和精度以及电镀方法等方面与传统的装饰性防护性电镀铜技术有所不同。中国的电子信息产业正在迅速崛起，并且电镀铜技术的应用领域正在扩大。 电镀铜技术常用于铸模，镀镍，镀铬，镀银和镀金的打底，修复磨损部分，防止局部渗碳和提高导电性。分为碱性镀铜和酸性镀铜二法。通常为了获得较薄的细致光滑的铜镀层，将表面除去油锈的钢铁等制件作阴极，纯铜板作阳极，挂于含有氰化亚铜、氰化钠和碳酸钠等成分的碱性电镀液中，进行碱性（氰化物）镀铜。为了获得较厚的铜镀层，必须先将镀件
实验四光亮电镀铜 一、目的及要求 1、熟悉电镀小试的装置和仪器设备。 2、掌握光亮镀铜溶液的配制及预镀工艺。 3、进行赫尔槽试验，分析光亮剂影响。 二、仪器、化学试剂 直流电源、电炉、控温仪、赫尔槽及试片、电解铜板； 硫酸铜、硫酸、镀铜光亮剂、镀镍溶液、镍阳极。 三、实验步骤 1、工艺流程 试片准备――酸洗――水洗――除油――水洗――浸蚀――预镀镍――（或铜锡合金）――水洗――酸性亮铜――水洗 2、溶液配方及工艺条件 预镀镍溶液： 硫酸镍： 120～140g/L 氯化钠： 7～9 g/L 硼酸： 0～40 g/L 无水硫酸钠： 50～80 g/L 十二烷基硫酸钠： 0.01～0.02 g/L pH： 5.0～6.0 温度： 30～50℃ 电流密度： 0.8～1.5A/dm2 酸性亮铜溶液： 硫酸铜： 200～220 g/L 硫酸（1.84）： 60～70 g/L 四氢噻唑硫酮： 5×10-4～3×10-3 g/L 盐酸： 0.02～0.08 g/L 十二烷基硫酸钠： 0.05～0.2 g/L 温度： 10～30℃（室温） 电流密度： 1～4 A/dm2 搅拌：阴极移动 3、用赫尔槽实验观察光亮剂对同层质量影响，记录试验情况。 五、思考问题及要求 1、酸性亮铜电镀前为什么要进行预镀？预镀工艺有哪几种？ 2、溶液pH对铜层质量有什么影响？ 4、以论文形式写出光亮剂对镀层质量影响为内容的实验报告。 附录用有机玻璃板自制赫尔槽 赫尔槽结构简单，制造和使用方便。目前国内外已广泛应用于电镀实验和工厂生产的质量管理，特别是应用于光亮电镀添加剂的控制，成为电镀工作者不可缺少的工具，267ml赫尔槽尺寸如图。材料：有机玻璃；槽深：65；厚：3-5
锡的简介： 锡，Sn的符号由“stannum”而来金属元素，一种略带蓝白色光泽的低熔点金属元素，在化合物内是二价或四价，不会被空气氧化，主要以二氧化物和各种硫化物的形式存在。元素符号“Sn”。锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。 早在远古时代，我们的祖先便发现并使用锡了。在我国的一些古墓中，便常发掘到一些锡壶、锡烛台之类锡器。据考证，我国周朝时，锡器的使用已十分普遍了，在古墓中也发现有锡制的日常用品。 焊锡具有以下优点： ①熔点低。它在一百多度的温度中便可熔化； ②具有一定机械强度。锡铅合金比纯锡、纯铅强度要高。又因电子元器件本身重量较轻，锡铅合金能满足对焊点强度的要求。 ③具有良好导电性。 ④抗腐蚀性能好。用其焊接后，不必涂抹保护层就能抗大气的腐蚀。从而减少工艺流程，降低了成本。 ⑤对元器件引线及其它导线附着力强，不易脱落。 正因为焊锡具有上述优点，故在电子工业的焊接技术中得到极其广泛的应用。 目前非环保的工业用锡多半是锡、铅成分合成的，由于锡铅焊料是有两种以上金属按不同比例组成的。因此锡铅合金的性能，就随着锡铅的配比变化而变化。在市场上出售的焊锡，由于生产厂家不同，其配制比例有很大的差异。常见的焊锡配比是： 1、锡63℅：铅37℅。熔点为182℃，其锡含量为63℅，通俗叫63°焊锡（就像酒中的酒精 含量那样叫法）如铭牌上标记型号：Sn63Pb37； 2、锡35℅：铅42℅：铋23℅。熔点为150℃ 3、锡50℅：铅32℅：镉18℅。熔点为145℃
常用的焊锡成分配比表及特性： 常用的焊锡丝直径从0.6mm/0.8mm/1.0mm/1.2mm—4mm不等，非环保焊锡丝在其内部夹有固体松香焊剂，使用时会产生一定的烟雾。 常见焊锡丝铭牌上的符号含义： Flux表示：锡丝内含有助焊剂，用℅描述； Dia表示：锡丝的直径粗细，单位mm为； Sn表示锡丝内的含锡量； Cu锡丝中的铜含量。
２００８年１１月电镀与精饰第３０卷第１１期（总１８８期）?２７?文章编号：１００１—３８４９（２００８Ｊ１１．００２７．０３ 电镀光亮锌和高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金 组合镀层工艺 郭崇武，易胜飞 （佛山市华良实业有限公司，广东佛山５２８１００） 摘要：试验了光亮镀锌和高锡Ｃｕ—Ｓｎ舍金组合镀层滚镀工艺。采用本工艺能够获得镜面般光亮镀层。试验表明，镀层与基体之间以及两镀层之间的结合力满足标准的要求，与传统的碱性滚镀铜和 高锡Ｃｕ－Ｓｎ合金组合镀层相比，耐盐雾试验时间提高１５０％，镀层材料成本降低４３．３％。在光亮镀 锌和高锡Ｃｕ－Ｓｎ合金组合镀层上镀仿金，与碱性镀铜和光亮镀镍组合镀层上镀仿金相比，镀层材 料成本降低６８．４％，按新工艺镀黑镍，镀层材料成本降低６２．９％。生产实践证明，光亮镀锌和高锡 Ｃｕ—Ｓｎ合金组合镀层能够满足顾客的质量要求。 关键词：光亮镀锌；高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金；组合镀层 中图分类号：ＴＱｌ５３．１５文献标识码：Ｂ 引言ＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎＣｏａｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｏｆＢｒｉｇｈｔＺｉｎｃａｎｄＨｉｇｈＳｎＣｕ—ＳｎＡｌｌｏｙＣｏａｔｉｎｇｓ ＧＵＯＣｈｏｎｇ－ｗｕ，ＹＩＳｈｅｎｇ—ｆｅｉ 在金属镍价格上涨的冲击下，高锡ｃｕ．ｓｎ合金镀层正在受到业内人士的青睐，目前，不少镀件已经用镀高锡Ｃｕ—ｓｎ合金取代了光亮镀镍。挂镀高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金的工艺比较成熟，以碱性镀铜作底层，以光亮酸性镀铜作中间层，再镀高锡ｃｕ?Ｓｎ合金。传统的滚镀工艺是在碱性镀铜底层上直接镀高锡Ｃｕ．ｓｎ合金，由于碱性镀铜和高锡Ｃｕ－ｓｎ合金镀层的光亮度都较低，镀层的外观质量不够理想。对于光亮度要求较高的镀件，还需要在碱性镀铜底层上增加一道酸性光亮镀铜，然后再镀高锡ｃｕ—ｓｎ合金。由于滚镀酸性镀铜工艺还不成熟，镀液不够稳定，光亮度较差，所以，滚镀生产线使用这套工艺还有一定的困难。为此，研究了光亮镀锌和高锡ｃｕ－Ｓｎ合金组合镀层，在酸性镀锌底层上镀高锡ｃｕ—ｓｎ合金，外观质量高，耐腐蚀性好，成本又较低。 １光亮酸性镀锌 国内已经开发出多种酸性镀锌光亮剂…，采用不同的光亮剂，镀层的光亮度有较大的差别。为了提高光亮镀锌和高锡Ｃｕ－ｓｎ合金组合镀层的质量，研制了光亮酸性镀锌光亮剂。 光亮剂由主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂组成。目前，国内使用的主光亮剂主要有苄叉丙酮和邻氯苯甲醛两种，使用苄叉丙酮，镀层的光亮度较好，但容易产生脆性，使用邻氯苯甲醛，镀层比较柔软，但光亮度不如使用苄叉丙酮。实验表明，同时使用这两种主光亮剂，可以做到优势互补，镀层光亮，且脆性较小。在本光亮剂配方中，苄叉丙酮的质量 收稿日期：２００７．０８—２０修回日期：２００７—０９－２１ 作者简介：郭崇武（１９６０－），男，吉林辉南人，佛山市华良实业有限公司高级工程师，学士．万方数据
铝中杂质对性能的影响 1.合金元素影响 铜元素 铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的最大溶解度为5.65%,温度降到302时，铜的溶解度为0.45%。铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。铝合金中铜含量通常在2.5%~5%，铜含量在4%~6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。 硅元素 Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577时，硅在固溶体中的最大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。 若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。 Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。 变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。镁元素 Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。 镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。如果加入1%以下的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。 锰元素 Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达最大值。Al-Mn合金是非时效硬化合金，即不可热处理强化。 锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成（Fe、Mn）Al6，减小铁的有害影响。 锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰。 锌元素 Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6%，而在125时其溶解度则下降到5.6%。 锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。 在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2
汽车工业对锌镍镀层的需求在过去的几年中出现全球性的增长，提高腐蚀保护变得更加重要，特别是在高温部位如发动机舱内。由于形成了γ-相锌镍合金，锌镍镀层(12-16% Ni)同纯锌镀层相比，对红锈具有更出色的腐蚀保护性能。为了开发在整个电流密度范围内都能获得最佳电镀性能的镀层，应用了X射线衍射和FIB（聚焦离子束）技术进行研究，由中性盐雾测试确定的腐蚀速率很明显的超过了汽车工业的要求。 同纯锌工艺相比，锌镍镀层能在很长的一段时间内仅出现灰雾，更少地产生大面积的白锈，这便简化了使用过程中的维护工作。另外，使用寿命的提高也和抗磨损性能有关，特别在车底应用中。因为锌镍镀层硬度高，所以便成了优选对象。此外，锌镍镀层在同铝制部件一起装配时，还能够提供最低的接触腐蚀，因为它们之间较小的电位差能减缓铝的电化腐蚀，虽然锌镍合金比锌的惰性更强，但是锌镍镀层还是能够提供牺牲性保护。4 锌镍合金镀层的主要特点 （1）优良的耐蚀性 镀锌层与锌镍合金镀层中性盐雾试验对照表 镀层（厚度5um）锌层锌层锌镍层（13%镍）锌镍层（13%镍) 不钝化彩钝不钝化彩钝 出白锈时间（h） 3 96 8 >720 出红锈时间（h）280 1300 960 >2300 经彩色或黑色钝化后，含Ni <10%的合金镀层，耐蚀性比镀锌层提高3—5倍，比镀镉层高3倍，含Ni 10—15%的合金镀层耐蚀性比镀锌层提高6—10倍。 锌镍合金之所以有优良的耐蚀性是因为合金镀层的稳定电位介于Zn和基体（钢铁）之间，较少的电位差导致镀层较慢的腐蚀。锌镍合金的腐蚀产物主要是ZnCl2·4Zn（OH）2，该产物均匀致密地覆盖在表面，不易导电，有很好的保护作用，而锌镀层的腐蚀产物主要是ZnO，结构疏松，起不到保护作用。此外，含Ni13%的锌镍合金属于γ相（金属间化合物），具有最高的热力学稳定性，因而耐蚀性较好，而锌镀层是η相结构（紧密六方晶系），热力学稳定性较差。 （2）几乎没有氢脆性