錫鋅合金鍍層對鋼鐵基體來說是陽極性鍍層，具有電化學保護作用。錫鋅合金有似銀一樣的外觀，是理想的代鎘鍍層，具有優異的耐蝕性和抗沖擊性。各種大氣腐蝕和人工加速腐蝕試驗結果表明：在大氣中除海岸地區外，耐蝕性均比鎘鍍層優良；在鹽霧試驗中優于鋅，與鎘相當；工業環境氣體試驗中耐蝕性超過鋅和鎘。錫鋅合金還具有其他許多優良功能：①含錫75％～85％的錫鋅合金釬焊性良好，經鈍化后，長時間放置其性能不變；②接觸電阻低；③不易產生“長毛”現象；④鍍層柔軟，與基體結合力好，容易點焊，鍍后加工性好；⑤在與鋁零件接觸的條件下，不容易形成腐蝕電偶。 含鋅量為20％～30％(質量分數)的錫鋅合金鍍層耐蝕性最高。錫鋅合金鍍層結晶細致，無孔隙，在二氧化硫氣氛中，也具有良好的耐蝕性。鍍層經鉻酸鹽鈍化處理，可進一步提高其耐蝕性，但含高錫量的合金鍍層鈍化比較困難。 由于錫鋅合金鍍層具有諸多優良的特性，既可用作防護性鍍層，又可用作功能性鍍層，具有廣泛的用途，常用于電氣、電子產品，汽車、飛機零件，工具和緊固件。 早先錫鋅合金都是從氰化物-錫酸鹽鍍液中電沉積得到的，20世紀60年代后相繼開發了檸檬酸鹽、焦磷酸鹽、葡萄糖酸鹽和氟硼酸鹽等鍍液。 一、氰化物電鍍錫鋅合金 采用氰化物鍍液電鍍錫鋅合金成分穩定，鍍液分散能力好，容易維護。 (一)合金電鍍工藝規范 氰化物電鍍錫鋅合金工藝規范見表4—3—14。 表4—3—l4氰化物體系錫鋅合金電鍍工藝規范  (二)鍍液成分和工藝規范的影響 1．主鹽 通常使用錫酸鉀或錫酸鈉以提供Sn4+，用氰化鋅或氧化鋅提供Zn2+。由于鍍液中的錫比鋅難以沉積，所以鍍液中Sn4+的含量必須遠大于Zn2+的含量。隨鍍液中含錫量的增加，鍍層中含錫量上升。 2．氫氧化鉀(鈉) 隨著鍍液中氫氧化鉀(鈉)含量的增加，鍍層含鋅量增加。當氫氧化鈉含量在8g／L～12g／L范圍內變化時，鍍層含鋅量比較穩定，含鋅量大致在25％(質量分數)．左右。氫氧化鈉(鉀)含量過高或過低時，鍍層含鋅量都將隨氫氧化鈉(鉀)含量的增加而迅速增加。 3．氰化鉀(鈉) CN一是Zn2+的絡合劑，因此，氰化物含量過低時，使鋅沉積時的陰極極化降低，并降低分散能力和覆蓋能力，使鍍層結晶粗糙。游離氰化物過低時，對鍍層組成有一定的影響。在正常情況下，鍍液中的錫和鋅的含量每周調整一次即可，氰化物和氫氧化物最好每天進行分析調整。 4．工作溫度 隨著鍍液溫度的升高，鍍層含錫量增加。鍍液溫度不宜過高，超過70℃就會劇烈分解，嚴重污染環境。若溫度過低，則電流效率下降很多，溫度最好控制在65℃左右。 5．陰極電流密度 隨著電流密度的提高，鍍層含鋅量減少。對于堿性氰化物來說，電流密度對鍍層成分含量的影響較小，但也必須注意盡量控制在工藝范圍之內。 6．陽極 錫鋅合金陽極可采用與鍍層相同組分的錫鋅合金陽極。對于多數電鍍部件來說，電鍍錫鋅合金能夠保證鍍層厚度和組成的均勻性，但對于有深孔的部件，則內孔鍍層含鋅量下降，耐蝕性降低，此時需采用象形陽極。 在氰化物鍍液中，為了使錫以Sn4+的形式溶解防止Sn2+的增加，陽極需保持半鈍化狀態，為此通常需對陽極進行預處理。先將陽極浸在鍍液中，然后陰極帶電人槽，電解一段時間，電解的槽壓比正常電壓高2V左右，這樣就可以在陽極上形成一層陽極膜。在表面成膜后，陽極外觀有顯著變化，變成暗綠色或暗褐色。當陽極使用時間較長時，表面為黑色，其膜成為殘渣進入溶液，它會降低鍍層質量。這時需取出陽極，去掉殘渣，然后按上述方法進行處理后再使用。電鍍過程中，陽極逐漸變小，應及時更換。一般要求陽極面積為陰極面積的l．5倍～2．0倍。 二、無氰電鍍錫鋅合金 (一)檸檬酸鹽電鍍錫鋅合金 在無氰電鍍錫鋅合金工藝中，檸檬酸鹽電鍍液應用得比較多。該鍍液比較穩定，鍍層中錫鋅含量比較容易控制。檸檬酸鹽電鍍錫鋅合金的工藝規范見表4—3—15。 表4—3—15工藝中使用檸檬酸或其鹽為絡合劑，配合輔助絡合劑(酒石酸及銨鹽)一同使用。若絡合劑含量增加，合金鍍層中鋅含量增加；絡合劑含量過低時，鍍層中鋅含量降低，且鍍液的分散能力和覆蓋能力下降。 為了使鍍液中的Sn2+較長期地穩定存在，必須在鍍液中加入穩定劑。通�？刹捎脙煞N方法：一是在鍍液中加入輔助絡合劑，如抗壞血酸、苯酚、間苯二酚、甲苯磺酸、酒石酸、蘋果酸、乙醇酸、乳酸、羥基乙酸及其鹽(鈉鹽、鉀鹽或銨鹽等)；二是加入還原劑，如維生素以及分子結構中含有C==0、C==C及多-0H基團的化合物等。 表4—3—15檸檬酸鹽電鍍錫鋅合金工藝規范  為了得到結晶細致、平整和光亮的錫鋅合金鍍層，還必須加入光亮劑。檸檬酸鹽體系中使用的光亮劑比較多，如明膠和蛋白胨等有機物以及其他有機物，也可用氧乙烯聚合物和乙烯基乙二醇或丙三醇與環氧的反應產物組成的可溶性混合物，還要加入適量的醛類化合物，如胡椒醛、香草醛等作為次級光亮劑。 (二)焦磷酸鹽電鍍錫鋅合金 焦磷酸鹽電鍍錫鋅合金的工藝規范見表4—3—16。 表4—3—16焦磷酸鹽電鍍錫鋅合金工藝規范  鍍液中，焦磷酸亞錫(或硫酸亞錫)和焦磷酸鋅(或硫酸鋅)為主鹽；焦磷酸鉀是絡合劑，還起導電鹽的作用；明膠等為添加劑。 該鍍液的分散能力好，鍍層含鋅量受電流密度的影響比較大，使用的電流密度范圍比較窄。鍍液pH值發生變化，焦磷酸鹽易水解，產生正磷酸，長期使用后，由于正磷酸的積累，易產生沉淀，使鍍液不穩定，維護困難。 (三)氟硼酸鹽電鍍錫鋅合金 氟硼酸鹽電鍍錫鋅合金的工藝規范見表4—3—17。 表4—3—17氟硼酸鹽電鍍錫鋅合金工藝規范  表4—3—17中所列的工藝l中，隨著鍍液中含錫量的增加、電流密度的提高及溫度的降低，鍍層中含鋅量下降；溫度過高或鍍液中含錫量下降，會使鍍層結晶粗糙。在工藝2中能得到光亮錫鋅合金鍍層，鍍層表面平整，孔隙少，抗污染能力強。使用工藝3時，可得到含錫量為85％左右的錫鋅合金鍍層，多用于防護性鍍層。 由于含氟化合物具有較大的毒性和腐蝕性，對環境有污染，且處理較麻煩，這是氟硼酸鹽體系的主要缺點。 三、錫鋅合金鍍層的鈍化處理 錫鋅合金鍍層的鈍化處理相對較難，需用專門的鈍化工藝。表4—3—18列出了用于錫鋅合金鍍層鈍化的各種工藝。 錫鋅合金鍍層經鉻酸鹽鈍化后可得到比較鮮艷的彩虹色鈍化膜，外觀均勻致密。若鈍化后再經60℃～65℃老化15min～20min，可使鈍化膜硬化，并提高膜層的結合力和耐蝕性。在鋼鐵件上電鍍含鋅量25％左右的錫鋅合金鍍層10μm，鈍化膜經中性鹽霧試驗144h未出白銹，出紅銹時間超過l000h。 經鉬酸鹽鈍化得到的鈍化膜外觀呈藍綠色，膜層較薄，耐蝕性不太好。 經鉬酸鹽電解鈍化的鈍化膜呈彩虹色，耐蝕性可通過72h的中性鹽霧試驗。 表4—3—18錫鋅合金的鈍化工藝規范  相關閱讀：電鍍鉛錫合金 可焊性錫鉛、錫鈰合金 電鍍錫鎳合金 電鍍錫鈷合金 電鍍錫鈷鋅合金 |
