06电镀锡及锡合金
几种合金表面电镀加工的好处与优势
几种合金表面电镀加工的好处与优势合金电镀随着工业的飞快兴起和科技的快速发展，人们对金属的表面性能和外观有了更高的要求。
如随着电镀产品大规模使用，人们对镀光照耀越来越讨厌，像烟雾般的色彩转移，丝缎般的优雅色调。
因此，开发了合金电镀，在这简短的介绍几个在产品表面装饰已应用于在装饰电镀合金的功能。
1、电镀锡 - 钴合金电镀镀锡 - 钴合金和钴的色调接近，但更加柔软，并受到人们的喜爱。
最常用的地方，目前国外铬。
不容易钴电镀滚镀，电镀锡 - 钴合金，可适合小零件的滚镀。
此外，电镀锡 - 钴合金具有优良的均镀能力和滚镀能力，从而适合于复杂形状的工件。
如在一楼的双层镀镍，其耐蚀性与不低于镀铬。
为了防止表面变色，铬酸盐浸渍处理的应用程序的方法，还可以提高其耐腐蚀性能。
它看起来苍白的玫瑰色彩，让人感觉很舒服，并具有优良的耐腐蚀性。
如闪亮基板或在明亮的镀镍层，然后进行锡 - 镍合金电镀，你可以得到一个良好的表面光泽。
如对电镀表面亚光面（梨格局）能够重现原作的情况。
投掷电镀电源是优秀的，几乎没有流平效果，从而为应用程序需要处理细纹和旋转式电镀产品。
电镀铜 - 锡合金低锡青铜涂层或黄金色，粉红色，黄色，细小晶体，它具有高容量和良好的耐蚀铸铁光学性能，经常被用来作为保护 - 装饰镍底，被广泛应用于轻工，工艺品，仪器仪表及其他工业机械。
涂层的青铜颜色是金黄色，腐蚀性更好。
主要用于装饰铬底。
其硬度和稳定的空气比低的锡青铜涂层。
然而，由于锡涂层到更高的水平，作为保护和装饰镀铬底部的设置是很容易模糊，这是在青铜涂层的弱点。
高锡青铜涂层有一个美丽的银白色有光泽的演员和良好的光学性能，较高的硬度和耐磨性，用于代替反射银或铬设备，仪器仪表，家居用品和其他保护的工业设计 - 装饰表面涂层。
电镀锡及锡合金
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在电子工业中，利用锡熔点低，具有良好的可焊接性、
导电性和不易变色，常以镀锡代镀银，广泛应用于电子元器, 连接件、引线和印制电路板的表面防护。铜导线镀锡除提高
可焊性外，还可隔绝绝缘材料中硫的作用。
锡镀层还有其它多种用途，如将锡镀层在232℃以上的 热油中重熔处理后，可获得光亮的花纹锡层(冰花镀锡层)， 常作为日用晶的装饰镀层。 在某些条件下，锡会产生针状单晶“晶须”，会造成电路短 路，另外，在低温环境中，锡容易发生“锡疫”，转变为粉末
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(2) 硫酸
具有抑制锡盐水解和亚锡离子氧化、提高溶液
导电性和阳极电流效率的作用。 当硫酸含量不足时，Sn2+离子易氧化成Sn4+离子。它们在 溶液中易发生水解反应： SnSO4 + 2H2O→Sn(OH) 2↓+ H2SO4
2SnSO4 +O2 + 6H2O → 2Sn(OH)4↓+ 2H2SO4
无光亮镀锡 1 40～55 60～80 0.3～1.0 1～3 2 60～100 40～70 0.5～1.5 1～3 60～80 4.0～8.0 6.0～10 4.0～20 15～30 0.5～1 3 45～60 80～120 4 40～70 140～170
光亮镀锡 5 50～60 75～90 6 35～40 70～90
苯甲酰丙酮等。光亮剂的基本结构多为下列类型：
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上述结构通式中的Rl、R2、R3，和R4分别代表不同的取代基。 对同一结构，改变R，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。主光亮剂大多不溶于水。 b.辅助光亮剂 实验证明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和不饱和羰基化合
电镀锡资料
镀锡层均匀性差镀锡层的均匀性差主要由溶液温度偏高引起的，当溶液温度高于35℃时会更明显。
镀锡层均匀性差对质量影响很大，这是因为锡镀层的厚度相对较薄，不均匀的镀层局部处会更薄，该处有可能出现雾状和焊接性能差。
解决方法：(1)控制溶液温度，必要时采取冷却措施；(2)采取移动阴极。
移动阴极不但能提高镀层均镀能力，还可提谪阴极电流密度，防止镀层烧焦、针孔、条状，以及暗灰色等症状出现，并对提高镀层光亮度等方面都有一定的作用。
沉积速度缓慢硫酸亚锡是光亮镀锡溶液中的主盐，提供锡离子来源，其含量对镀层和镀锡过程中允许的电流密度有较大的影响，在允许范围内提高亚锡离子浓度可相应提高阴极电流密度，有利于加快镀层的沉积速度，相应地提高了生产效率。
但当超过工艺规范要求，亚锡离子浓度过高或过低时对镀层质量会有如下的不良反映。
(1)硫酸亚锡含量过高时出现的主要症状：镀液分散能力降低；镀层结晶粗糙、色泽暗淡；光亮区范围变窄。
(2)硫酸亚锡含量过低时出现的症状：允许的电流密度范围明显缩小；镀层沉积速度缓慢；生产效率相应降低；镀层容易烧焦。
本故障原估计是电流密度过大引起的，但又考虑到锡镀层并不粗糙，且电流密度调小后这一现象也未见改观，因此进行化验分析。
发现硫酸亚锡含量已低于30g／L，检查发现阳极已钝化。
原来溶液中锡含量的降低是阳极钝化引起的，据进一步追究，阳极钝化原是该阳极由杂锡自熔浇铸的。
故当阳极锡头回炉时要用专用锅，不可与其他金属熔化锅混用，并要仔细检查，以免与锡近似的镉、铅、锌等金属混入。
由此可见，镀锡工艺中保持阳极纯度的重要性。
锡阳极的纯度应不低于99．9％的高纯度，否则除易引起钝化之外，还会污染镀液。
为此阳极板还必须用阳极袋套，来阻止阳极泥污染溶液。
溶液出现黄色硫酸盐光亮镀锡溶液出现黄色通常由有机质污染引起，而有机质多由添加的分解物形成(其中也不排除随工件的带入)，这时溶液的黏度也会随之增加，镀层出现结晶粗糙，有条纹和针孔，脆性增大、结合力降低等现象。
电镀锡锌和锡锌锑合金工艺规范
表 8－16 锡 锌 合 金 电 镀 工 艺 规 范
Hale Waihona Puke 成分及操作条件硫氯硫氯柠硫柠柠醋ED酸化酸化酸檬檬酸檬TA亚亚锌锌铵酸酸铵酸/g锡锡ZC(钠铵NZN·n6LHnSSHN(HC-NS41nna84ClOHOSC2)3/2HCO4gl7S4·2·)36·7O4·3HCLH/2CHg4-2OH51/6·O2OgLHOO2·/O7-Lg5//1·Ogg2/·-g1L··H7LL·/-L1g2--O11·-1L/g-1·L-1 E添D加TA剂-N①a/m2/gL··LL--11 稳定剂WDZ－1②/mL·L-1 光亮剂WDZ－2②/mL·L-1 添加剂SN－1③/mL·L-1 三乙醇铵/mL·L-1 甲甲甲十烷烷烷二磺磺磺胺酸酸酸(含锡锌C8HmSZ3nLnS((环OCC3HH氧H33/SS乙gOO·L烷33))-122)///ggg···LLL---111 焦酒硫氟明磷石酸化胶酸酸肼铵/g·钾锑HNLH2-1钾KN44F·KPN/g2SHO·bL27C·/-Hg14·H2LS4-OO1 46/·g1·/L2H-12O/g·L-1 PH值 温度/℃ 阴极电流密度/A·dm-2 镀层Zn含量/%
200~300 0.2~1.0 10~15
3~5 0.1~0.5 7.2~7.8 15~25 90A/桶~150A/桶
25
1~30 15~20
96%Sn-2%Zn-2%Sn
①哈尔滨工业大学研制；②武汉大学 研制；③南京航空航天大学研制。 3
配方5的溶液配制方法：
分别将焦磷酸钾、氟化铵倒入槽中，加人约为1／2镀槽容 积的热水使其完全溶解， 再依次加入已溶解好的氯化亚锡、 硫酸锌和酒石酸锑钾，充分搅拌均匀；将硫酸肼用沸水溶 解后加入槽中；加入 碱化明胶；最后用水稀释槽液至规定 体积，调整pH值后，试镀合格即可生产。碱化明胶的配制： 用200mL水浸 泡1g明胶1h，然后加入30％~40％的碱液约 lmL，加热煮沸至完全溶解，待冷却后用磷酸调节pH值至 3~4。
电镀锡工艺专业介绍
电镀锡工艺专业介绍1. 引言电镀锡工艺是一种将锡层附着在金属表面的工艺，以提供保护和改善外观的功能。
通常，电镀锡工艺可以应用于各种金属，如钢铁、铜、铝等。
本文将介绍电镀锡工艺的基本原理、工艺流程以及应用领域。
2. 基本原理电镀锡是一种通过电解将金属锡溶解于电解液中，然后在待镀金属表面上通过电流沉积金属锡的工艺。
其基本原理如下：•阳极：阳极是由纯锡制成的，其位置放置在电解液中。
阳极中的锡与电解液中的锡离子相互作用，形成可溶性的锡氧化物。
•阴极：阴极是待镀金属制成的，如钢铁、铜、铝等。
当电流通过电解液时，锡离子从阳极移动到阴极上，然后以金属锡的形式沉积在阴极表面。
•电解液：电解液是一种含有锡盐和各种添加剂的溶液，其作用是提供需要的条件，使锡离子能够在电解过程中移动到阴极上，并使得金属锡沉积在阴极表面。
通过控制电流密度、电解液成分和温度等参数，可以获得不同厚度和质量的锡镀层。
3. 工艺流程电镀锡工艺的步骤通常包括以下几个主要环节：3.1 准备工作在进行电镀锡之前，需要对待镀金属进行清洗和预处理，以去除表面的污垢和氧化物，并提高镀层与基材的附着力。
准备工作一般包括以下步骤：1.清洗：使用碱性或酸性溶液清洗金属表面，去除油脂、灰尘和其他杂质。
2.脱脂：将金属表面浸泡在脱脂剂中，去除残留的油脂和脂肪。
3.酸洗：使用酸性溶液处理金属表面，去除氧化物和其他不良物质。
3.2 电镀过程完成准备工作后，可以进行电镀锡的过程。
具体的电镀步骤如下：1.配制电解液：按照工艺要求，将锡盐和其他添加剂溶解在适当比例的溶液中。
2.调节参数：根据需要，调节电流密度、温度和电镀时间等参数。
3.沉积锡层：将待镀金属作为阴极放置在电解槽中，与阳极连接，并启动电流供应。
锡离子会从阳极移动到阴极上，在表面沉积出一层金属锡。
4.冲洗：在电镀完成后，将金属从电解槽中取出，经过冲洗，以去除残留的电解液和其他副产物。
5.烘干：将镀有锡层的金属通过热风或其他方式进行烘干，使其表面完全干燥。
电镀锡及锡合金
建筑行业
屋顶和墙面防腐蚀
在建筑物的屋顶和外墙上使用 电镀锡及锡合金，可以起到防 腐蚀的作用，延长建筑的使用 寿命。
管道连接
在建筑管道系统中，使用电镀 锡及锡合金作为连接材料，具 有优良的防腐蚀和密封性能。
门窗配件
门窗的五金配件如锁、铰链等 使用电镀锡及锡合金，可以提 高其耐腐蚀性和美观度。
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用途
电镀锡及锡合金主要用于保护金属表 面免受腐蚀，提高导电性能，实现美 观的外观效果，以及在电子行业中作 为焊接材料等。
电镀锡及锡合金的生产工艺流程
流程
电镀锡及锡合金的生产工艺流程主要包括前处理、电镀、后 处理等步骤。前处理包括除油、除锈、活化等，电镀包括镀 液配制、通电沉积等，后处理包括钝化、干燥等。
对未来研究的建议和展望
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进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
市场现状
全球电镀锡及锡合金市场规模稳定增长，市场需求 持续扩大。
不同地区的市场需求存在差异，发展中国家市场需 求增长较快。
电镀锡及锡合金在汽车、电子、建筑和家电等领域 应用广泛。
发展趋势
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技术创新推动产业升级，提高产品质量和降低成本。
环保法规趋严，推动电镀锡及锡合金行业绿色发展。
电镀铜锡合金
– 防止Cu2+/Sn2+离子的生成
• 加H2O2处理 • 锡阳极的电涌处理
– 注意控制电流密度
• 电流密度大，镀层Sn含量增加，电流效率降低
– 注意控制温度
• 温度高：镀层Sn含量增加，加速溶液分解 • 温度低：电流效率低，镀层粗糙
• 电镀铜锡合金 • 电镀锡镀液类型
– 酸性镀锡：硫酸盐镀锡、氯化物镀锡 pH~5 – 碱性镀锡：锡酸盐镀锡 pH~11
• 电镀铜镀液类型
– 氰化物镀铜 pH 11~13，硫酸盐镀铜、焦磷酸 盐镀铜pH8~8.8，氟硼酸盐镀铜pH0.2~2，氨 基磺酸盐镀铜pH1~3，有机胺镀铜pH8~9.5， 羧酸盐镀铜(酸性pH2~4，碱性9~10)， HEDP(羟基乙叉磷二酸C2H8P2O7)镀铜pH8~10
• 工艺特点 • 工艺规范
– 表6.3 – 钾盐体系和钠盐体系 – 电极电位计算
• CN-与Cu+配位，OH-与Sn4+配位
– 镀液成分对镀层组成的影响
• • • • • 金属离子总浓度和浓度比 配位剂浓度的影响 电流密度的影响 温度的影响 阳极的影响
• 氰化物电镀Cu-Sn合金镀液配制
1)等量与氰化亚铜的氰化钠溶于40C水中，搅拌 下加入氰化亚铜，使之溶解。 2)另一容器中将NaOH溶解，加热至沸腾，搅拌 下加入锡酸钠，完全溶解。 3)将1)2)溶液充分混合，加入游离氰化钠，调整 溶液体积。 4)小电流处理~，需将光亮剂先溶解 后在加入。
二、电镀铜锡合金
• 混合单金属电镀溶液配置合金电镀溶液
– pH值匹配 – 无气体、沉淀产生 – 尽可能少的离子种类
电镀锡锌合金
电镀锡锌合金
电镀锡锌合金是一种常见的金属表面处理方法，它可以在金属表面形成一层锡锌合金的保护层，以防止金属表面腐蚀和氧化。
这种处理方法广泛应用于电子、汽车、航空航天等行业，成为保护金属表面的重要手段。
电镀锡锌合金的工艺过程比较简单，首先需要将待处理的金属件进行表面处理，以去除表面的污垢和氧化物。
接下来，将金属件浸泡在含有锡锌离子的电解液中，通电后，在金属表面形成一层锡锌合金的保护层。
最后，将金属件进行清洗、烘干等处理，即可完成整个电镀过程。
电镀锡锌合金的优点主要有以下几个方面：
1. 保护性能好：电镀锡锌合金能够在金属表面形成一层紧密、均匀的保护层，有效防止金属表面腐蚀和氧化。
2. 耐磨性好：电镀锡锌合金的保护层硬度较高，能够有效提高金属件的耐磨性和耐腐蚀性。
3. 外观美观：电镀锡锌合金的保护层具有银白色的外观，能够提高金属件的外观质量和美观度。
4. 工艺简单：电镀锡锌合金的工艺过程相对简单，成本较低，适用于大批量生产。
除了以上优点之外，电镀锡锌合金还存在一些缺点，如：
1. 环境污染：电镀过程中会产生大量废水和废气，对环境造成一定的污染。
2. 耗能较大：电镀过程需要大量的电能，耗能较大。
3. 镀层厚度不易控制：电镀锡锌合金的镀层厚度受到多种因素的影响，不易精确控制。
4. 镀层质量不稳定：电镀锡锌合金的镀层质量容易受到电解液组成、温度、电流密度等因素的影响，不易保持稳定。
总之，电镀锡锌合金作为一种重要的金属表面处理方法，在工业生产中具有广泛应用前景。
在使用过程中需要注意控制环境污染、节约能源，并加强对电镀过程中各种因素的控制和调节，以提高镀层质量和稳定性。
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氟硼酸盐镀液可采用高的阴极电流密度，沉积速度快， 耗电少，镀液分散能力好，镀层细密光亮，可焊性好，常 用于钢板、带及线材的连续快速电镀，但成本较高，特别 是存在BF4－对环境的污染，所以应用受到限制。
在某些条件下，锡会产生针状单晶“晶须”，会造成电路短 路，另外，在低温环境中，锡容易发生“锡疫”，转变为粉末 状的灰锡。在锡中共沉积铅、铋、锑等可以防止以上事情发生。
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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。
2
25 ℃时Sn2+／Sn的标准电势为－0.138V,在电化序中比铁正， 故锡镀层对钢铁来说通常是阴极性镀层。但在密封条件下， 在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，成为阳极性镀层， 具有电化学保护作用。
总的来说，锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、 柔软、熔点低和延展性好等优点，所以，电镀锡的应用非 常广泛。
3.0～5.0
18～20 20～22 8～40
11～0 4 阴极移动
镀前处理：酸性硫酸盐镀锡镀层的质量与镀前 处理有很大的关系。镀前处理要彻底，除油液中最 好不含硅酸钠。酸洗时不用盐酸和硝酸，可用1：5 的硫酸溶液。对于黄铜零件，应预镀一层镍或紫铜 打底，对于挂件，不一定要打底，但镀件入槽需要 用冲击电流，以免加工的铜零件发生局部的化学腐 蚀。
有机磺酸盐镀液也是一种高速镀锡溶液，最大优点是 镀液稳定性好、对环境无氟化物污染，是近年来酸性镀锡 领域研究的热点之一。
氯化物－氟化物镀液为一种高速镀锡溶液，连续生产 线的生产效率可达400m/min~600m/min，20年前在国外主 要用于带材的高速电镀。由于氯离子对设备的腐蚀及氟离 子对环境的污染问题，未能得到广泛应用。
60～80
40％甲醛HCHO / mL·L-1
4.0～8.0
OP-21/ mL·L-1
6.0～10
组合光亮剂/mL·L-1
4.0～20
SS-820/ mL·L-1
15～30
SS-821mL·L-1
0.5～1
SNU-2AC光亮剂/mL·L-1
SNU-2BC稳定剂/ mL·L-1
BH911光亮剂/ mL·L-1
3
因此，基于优良的延展性、抗蚀性，无孔锡镀层的主 要用途是作为钢板的防护镀层。 金属锡柔软，富有延展性， 故轴承镀锡可起密合和减摩作用；汽车活塞环和气缸壁镀 锡可防止滞死和拉伤。
密封条件下，在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负， 成为阳极性镀层，具有电化学保护作用。同时由于锡离子 及其化合物对人体无毒，锡镀层广泛用于食品加工和储运 容器的表面防护。
本节将主要以硫酸盐镀锡为例介绍酸性镀锡的镀液各 成分作用及工艺特点。
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1.硫酸盐镀锡 (1)镀液成分及操作条件 硫酸盐镀锡液主要成分为硫
酸亚锡及硫酸，因采用的添加剂不同可形成各种配方， 下表列出了国内部分硫酸盐无光亮镀锡(暗锡)和光亮镀 锡的配方及操作条件。
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表8-1 硫酸盐无光镀锡和光亮镀锡工艺规范
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在电子工业中，利用锡熔点低，具有良好的可焊接性、 导电性和不易变色，常以镀锡代镀银，广泛应用于电子元器, 连接件、引线和印制电路板的表面防护。铜导线镀锡除提高 可焊性外，还可隔绝绝缘材料中硫的作用。
锡镀层还有其它多种用途，如将锡镀层在232℃以上的 热油中重熔处理后，可获得光亮的花纹锡层(冰花镀锡层)， 常作为日用晶的装饰镀层。
镀锡溶液有碱性及酸性两种类型。 碱性镀液成分简单并有自除油能力、镀液分散能力好、 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 层沉积速度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平整光滑、可镀取光 亮镀层、电流效率接近100％、沉积速度快、可在常温下操 作、节能等优点，其缺点是分散能力不如碱性镀液，镀层 孔隙率较大。
山米与白鹤
贝特西.贝尔斯
06电镀锡及锡合金
概述
锡(Sn)是银白色金属，相对原子质量118.7，密度7.3g/cm3， 熔点232℃，维氏硬度HV 12，电导率9.09MS/m， 25 ℃时Sn2+ ／Sn的标准电势为－0.138V。
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。
HBV3稳定剂/ mL·L-1
温度/℃
15～30 20～30 10～20 10～30
阴极电流密度/A·dm-2
0.3～0.8 1～4 0.3～0.8 1～4
搅拌方式
阴极移动 阴极移动 阴极移动
光亮镀锡 5
50～60 75～90
15～20 20～30
5～45 1～4 阴极移动
6 35～40 70～90
无光亮镀锡
成分及操作条件
1
2
3
4
硫酸亚锡 Sn /g·L-1
40～55 60～100 45～60 40～70
硫酸H2SO4 /mL·L-1 β-萘酚 / g·L-1
60～80 40～70 80～120 140～170 0.3～1.0 0.5～1.5
明胶 / g·L-1
1～3
1～3
酚磺酸 / mL·L-1
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我国20世纪80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，使酸性光亮镀 锡获得迅速发展。因其适用范围很宽，既可用于电子工业和 食品工业制品的镀锡，也适合其它工业用的板材、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。
酸性镀锡
目前工业上应用的酸性镀锡液主要有硫酸盐镀液、氟硼 酸盐镀液、氯化物—氟化物镀液、磺酸盐镀液等几种类型。
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镀液的一般配制方法是：先边搅拌边将硫酸和酚磺酸 缓缓倒入去离子水或蒸馏水中，水的体积大约为欲配制镀 液体积的1/2～2/3，此过程是放热反应。然后在搅拌下缓 慢加入硫酸亚锡，待其完全溶解后，对溶液进行过滤。最 后加入各种添加剂，加水至规定体积。其中，β-萘酚要用 5～10倍乙醇或正丁醇溶解，明胶要先用适量温水浸泡使 其溶胀，再加热溶解，将两者混合后，在搅拌下加入镀液 中。市售的添加剂应按商品说明书添加。