电镀光亮锌和高锡CuSn合金组合镀层工艺

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

・２８・Ｎｏｖ．２００８ＰｌａｔｉｎｇａｎｄＦｉｎｉｓｈｉｎｇＶ０１．３０Ｎｏ．１１ＳｅｒｉａｌＮｏ．１８８

浓度１５０ｇ／Ｌ，邻氯苯甲醛８０ｇ／Ｌ。

载体光亮剂是由四种载体组成，其中一种起乳

化作用，用于溶解苄叉丙酮和邻氯苯甲醛，其余三种

既起乳化作用，同时又起增光作用，使镀层的光亮度

得到了明显的改善。

辅助光亮剂使用苯甲酸钠和烟酸两种，苯甲酸

钠增加低电流密度区镀层的光亮度，烟酸增加高电

流密度区镀层的光亮度，在本辅助光亮剂配方中，苯

甲酸钠的质量浓度６０ｇ／Ｌ，烟酸４ｇ／Ｌ。

用本工艺镀锌，出光速度快，镀层光亮，接近光

亮镀镍层的光泽。适合于作高锡ｃｕ—ｓｎ合金镀层

的底层。

２锌／高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金电镀工艺

２．１光亮镀锌

氯化锌５５～７０ｇ／Ｌ

氯化钾１９０—２３０ｇ／Ｌ

硼酸２７～３３ｇ／Ｌ

主光亮剂ｌｍＬ／Ｌ

辅光亮剂３０ｍＬ／Ｌ

ｐＨ５—５．８

ｐ１５—４０℃

工作电压６～７Ｖ

ｔ４０。９０ｒａｉｎ

光亮剂消耗量：

主光亮剂

辅光亮剂２．２硝酸出光１００一１５０ｍＬ／ｋＡｈ２００．２５０ｍＬ／ｋＡｈ

为了获得更光亮的镀层，镀件镀锌后需要进行出光处理。工艺如下：

硝酸１％一３％

０１０—３５℃

ｔ３—８ｓ

出光处理后经三级流动水洗。

２．３氢氧化钠活化

镀件经过硝酸出光后表面生成氧化膜，如果直接镀高锡ｃｕ．ｓｎ合金，将造成镀层结合力不良，用氢氧化钠溶液溶解这层氧化膜，不损坏镀层的光亮度，工艺如下：

氢氧化钠４０～６０ｇ／Ｌ

０１０—３５℃

ｔ】～２ｍｉｎ

活化后经一级流动水洗。

２．４镀高锡Ｃｕ・Ｓｎ合金

高锡Ｃｕ－Ｓｎ合金镀层中锡的质量分数为４０％一５０％，外观呈银白色，硬度在镍和铬之间。电镀高锡Ｃｕ—ｓｎ合金一般采用碱性镀液，镀液中含有铜和锡两种主盐，还含有氰化钠（或氰化钾）和氢氧化钠（或氢氧化钾）等。采用普通的滚镀高锡ｃｕ—Ｓｎ合金工艺，镀３０—６０ｍｉｎ。高锡Ｃｕ－Ｓｎ合金镀层如果太薄，表面容易出现锌锈，因此，切不可为了降低成本而缩短施镀时间。一般应根据镀件的质量要求确定时间，镀３０ｍｉｎ以上，可保证一般的防腐要求，随着时间的延长，镀层的防腐性和光亮度增加。

为了降低成本，可采用镀低锡铜－锡合金和高锡铜．锡合金两步工艺，镀低锡铜－锡合金成本较低，起防腐作用，镀高锡铜．锡合金，达到表面质量要求。２．５钝化

三氧化铬３～５ｇ／Ｌ

．０１０—３５℃ｔ１０～２０ｓ

镀件钝化后经三级流动水洗、热水洗、甩干和烘干工序后包装。

３镀层的性能

采用本工艺获得的组合镀层能达到镜面光亮，外观质量高于碱性镀铜和高锡ｃｕ－ｓｎ合金组合镀层。用光亮酸性镀锌作底层，解决了滚镀高锡Ｃｕ－ｓｎ合金镀层光亮度不高的问题。

３．１结合力

４０ｒａｉｎＸ２５ｎｌｉｎ×０．２ｍｍ的Ａ３钢板试片，滚镀锌６０ｍｉｎ，镀高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金４０ｍｉｎ。

用刃口为３００锐角的硬质钢刀在镀层上划两条相距２ｍｉｌｌ的平行线，镀层没有剥离。另取一块试片，将其夹在台钳中，反复弯曲直至基体和镀层一起断裂，断口处镀层没有起皮脱落。试验表明，锌镀层和铁基体之间的结合力以及高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金和锌镀层之间的结合力都能够满足要求怛Ｊ。

３．２盐雾试验

用同一种镀件分别镀光亮锌／高锡Ｃｕ—ｓｎ合金和传统的镀铜／高锡Ｃｕ．ｓｎ合金镀层做盐雾试验，观察出现锈蚀的时间，结果列于表ｌ，新工艺镀层出现锈蚀的时间比传统工艺延长１５０％。

对两种组合镀层的成本计算后进行比较，新工

万方数据