鉛呈青灰色金屬,標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位E。(Pb/Pb2+)=一0.126 V。錫是銀白色金屬,標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位E。(Sn/Sn2+ )=一0.136 V。在簡(jiǎn)單絡(luò)離子的酸性電解液中,鉛錫合金在很低的電流密度下即可產(chǎn)生共沉積。鉛錫合金鍍層比同樣厚度的鉛鍍層和錫鍍層孔隙率低。含錫60%、含鉛40%的鉛錫合金具有最低的共熔點(diǎn)183℃,它的焊接性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)純錫鍍層。因此,在航空航天、電子電器行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
2 工藝流程(黃銅件)
化學(xué)除油→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→光亮酸洗→冷水洗→鍍鉛錫合金→冷水洗→化學(xué)鈍化→冷水洗→熱水洗→烘干→熱熔。
3 鍍液配方和工藝條件
鉛錫合金鍍液種類繁多,氨基磺酸鹽、酚磺酸鹽、烷醇磺酸鹽等鍍液,但至今應(yīng)用最廣的還是氟硼酸型鍍液。由于氟硼酸鍍液組成簡(jiǎn)單,溶液穩(wěn)定,雜質(zhì)容忍性好,室溫下可以操作。特別是沉積速率快,鍍層外觀及可焊性較好。
4 鍍液的配制
(1)在槽中加入2/3體積的熱蒸餾水,將計(jì)量的硼酸加入槽中,充分?jǐn)嚢瑁蛊渫耆芙狻?
(2)在不斷攪拌下,慢慢加入氫氟酸,使其生成氟硼酸。
(3)將PbO、SnO粉末分別用水調(diào)成糊狀,慢慢加入槽中。
(4)加入計(jì)量的穩(wěn)定劑、混和光亮劑。
(5)加蒸餾水至規(guī)定容積,取樣分析,試鍍。
配槽所用的化學(xué)藥品均采用化學(xué)純。
5 鍍液各組份的作用
(1)氧化鉛是鍍液的主鹽,在鍍液中以Pb(BF4) 存在,用量為38—48 g/L。
(2)氧化亞錫也是鍍液的主鹽,在鍍液中以Sn(BF4) 存在,用量為28~38 g/L。
(3)氟硼酸是鉛、錫離子的絡(luò)合劑。它由氫氟酸與硼酸反應(yīng)而成。化合的摩爾比為4:1。氟硼酸的總含量比較高,首先要保證以2倍摩爾比與鉛絡(luò)合,以2倍摩爾比與錫絡(luò)合,還應(yīng)有30—50 g/L的游離氟硼酸,才能保證鍍液的穩(wěn)定和提高陰極極化度。
(4)硼酸的作用是穩(wěn)定溶液的pH值和保持氟硼酸絡(luò)離子的穩(wěn)定。除了與氫氟酸形成絡(luò)離子B ,還應(yīng)有20~30 g/L的余量。
(5)穩(wěn)定劑的作用是防止二價(jià)錫離子氧化成四價(jià)錫離子而造成鍍液混濁。通常加入0.5 1.5 g/L的抗氧化劑,如酚類化合物。
(6)混合光亮劑由表面活性劑、羰基化合物和膠類組成。它的作用是在陰極上吸附,提高鉛、錫離子的陰極極化度,抑制Ph2+和Sn2+ 在陰極的放電速率,從而使鍍層結(jié)晶光亮、細(xì)致、平滑。
6 控制鍍層中鉛錫含量
在氟硼酸電解液中由于鉛、錫的平衡電位非常接近,因此,在室溫下使用較低的陰極電流密度即可產(chǎn)生鉛錫合金共沉積。鍍層中的錫含量約為60% 、鉛含量約為40%。控制鍍層中鉛、錫含量應(yīng)采取以下幾個(gè)方面措施。
(1)電解液達(dá)到平衡狀態(tài),陰極沉積物鉛、錫的比例與電解液中鉛、錫含量大致相同。及時(shí)調(diào)整電解液中鉛、錫含量達(dá)到工藝要求。
(2)為了獲得一定成分比例的鉛錫合金鍍層應(yīng)采用與鍍層成份相同的陽(yáng)極。
(3)為了獲得其預(yù)定比例的鉛錫合金鍍層,應(yīng)同時(shí)改變鍍液中鉛、錫的含量比例。如要獲得含鉛85% ~90% ,含錫15% ~10%的鉛錫合金鍍層,則電解液中鉛含量應(yīng)增加到80—90 s/L,錫含量應(yīng)減少到9—15 g/L。
(4)采用純錫板作陽(yáng)極,或加入混和光亮劑,提高了鉛錫合金中的錫含量。
7 鍍后處理
為了提高鉛錫合金鍍層的抗蝕性能和焊接性能,通常進(jìn)行鍍后處理。