电镀其他合金

第七节　电镀其他合金

一、电镀锌铁合金

高含铁量的合金镀层，主要用做汽车钢板的电泳涂层底层。

电镀锌铁合金镀层成本低，镀液容易维护，可挂镀也可滚镀。

1．碱性锌酸盐电镀锌铁合金

碱性锌酸盐镀液可得到含铁量低的合金镀层，该合金镀层容易钝化。经钝化的合金镀层，耐蚀性能大大提高。

(1)碱性锌铁合金镀液组成及工艺条件见表13－39。

表13－39　碱性锌铁合金镀液组成及工艺条件

注:XTL和XTT为哈尔滨工业大学研制，WD为武汉大学研制。

(2)镀液的配制。

在镀槽内加入总体积1/3的水，将计量好的氢氧化钠倒入槽内，搅拌溶解，将计量好的氧化锌调成糊状，在搅拌下逐渐加入到热碱溶液中。完全溶解后，加水至2/3体积，待冷却到30℃以下，将锌粉(1～2g/L)倒入槽中，搅拌30min，过滤。在另一容器中用温水将计量好的配合剂溶解，边搅拌边将亚铁盐加入其中，待完全溶解后加入镀槽，然后将添加剂和光亮剂依次加入，小电流处理后，分析调整，即可投入生产。

2．氯化物电镀锌铁合金

(1)氯化物电镀锌铁合金镀液组成及工艺条件见表13－40。

表13－40　氯化物电镀锌铁合金镀液组成及工艺条件

续表

①成都新都高新电镀环保工程研究所研制。

②哈尔滨工业大学研制。

(2)镀液中各组分的作用及工艺条件的影响。

①氯化锌和硫酸亚铁。为主盐，是镀层中锌和铁的来源。

②氯化钾。导电盐。含量高，导电性好，可改善镀液的分散能力和覆盖能力;含量低，导电性差，使槽电压升高，阴极电流密度变窄，光亮度降低，电流稍大，镀层容易烧焦。

③聚乙二醇。有整平作用，可改善合金镀层的外观。

④稳定剂。稳定镀液中的2价铁离子Fe²⁺，抑制其被氧化为Fe³⁺，避免出现镀层粗糙、毛刺、外观光亮度降低等现象。

⑤添加剂。由芳香羧酸醛类缩聚而成，具有光亮和整平的作用。

⑥工作温度。镀液温度升高，镀层中的含铁量增加，工作温度以20～35℃为宜。

⑦阴极电流密度。随电流密度的增加，镀层中的含铁量缓慢增加。

(3)合金镀液的配制和维护。

①镀液的配制。用1/3体积的水将氯化锌和氯化钾溶解，加入锌粉(1g/L)及粉状活性炭(1～2g/L)，充分搅拌30min，静置过滤，用5%的盐酸调pH值至3.5～4;用水溶解抗坏血酸和稳定剂，将其倒入盛有已溶解的硫酸亚铁容器内，澄清后倒入槽内;聚乙二醇用热水溶解，硫脲用水溶解后在搅拌下加入槽中搅匀;最后加入用水稀释过的添加剂;将水补加至所需体积，电解数小时后，即可试镀。

②镀液的维护。配槽或补加ZnCl₂和KCl时，需用水溶解，经锌粉和活性炭处理后，过滤入槽。铁盐只在配槽时加入，以后靠阳极溶解补充，纯铁阳极要间歇式取挂，以控制铁离子含量。阳极要用尼龙布套，停镀时必须取出全部阳极，以稳定溶液的pH值和防止亚铁离子氧化。

二、电镀锡镍合金

锡镍合金主要应用于电子、电器、精密机械、光学仪器、照相器材以及化学器具等。电镀锡镍合金按其用途，可分为电镀普通锡镍合金和电镀黑色光亮锡镍合金。电镀普通锡镍合金又可分为酸性和碱性电镀锡镍合金。

1．电镀普通锡镍合金

(1)酸性镀液镀锡镍合金镀液组成及工艺条件见表13－41。

表13－41　酸性镀液镀锡镍合金镀液组成及工艺条件

续表

镀液组成及工艺条件的影响如下。

①镀液中F^－浓度增加，镀层中的锡含量下降。若镀液中F^－含量过多，镀层的内应力增加。

②温度较低时，镀层的光亮度下降。镀液的温度对镀层的组成影响较小。

③主盐含量较多时，电流密度对镀层组成的影响很小。

④适量添加剂的加入，可以稳定镀液，得到平整、光亮的镀层。

⑤阳极最好采用镍或镍锡合金，采用镍阳极时，Sn²⁺离子可通过补加SnCl₂来补充。采用锡和镍分挂时，要加阳极套，锡板不镀时要取出，镍板要一直留在镀液中。

⑥镀液采用连续过滤。

(2)碱性镀液镀锡镍合金镀液组成及工艺条件见表13－42。

表13－42　碱性镀液镀锡镍合金镀液组成及工艺条件

续表

①由北京师范大学化学系研制。

镀液组成及工艺条件的影响如下。

①辅助配合剂酒石酸钠有助于镍的沉积和得到光亮、平整的镀层。

②在无搅拌的情况下，电流密度高时镀层粗糙且灰暗;随电流密度的升高，锡含量降低，可通过搅拌提高镀层中的锡含量。

③温度对镀液和镀层的影响都很小。当温度低时，镍稍增加。在较高温度下，锡含量稍增加。

2．电镀黑色光亮锡镍合金(表13－43)

表13－43　电镀黑色光亮锡镍合金镀液组成及工艺条件

续表

①广州灯具厂、广州市日用五金工业公司研制。

②哈尔滨工业大学研制。

三、电镀锡铈合金

铈与锡共沉积的合金能防止基体铜形成不可焊的合金扩散层。锡铈合金抗氧化能力强，化学稳定性好，明显地提高了可焊性，铈离子还有防止亚锡氧化和水解的功能。

电镀锡铈合金镀液组成及工艺条件见表13－44。

表13－44　电镀锡铈合金镀液组成及工艺条件

续表

注:SS－820由浙江黄岩化学厂生产，PAS－0由北京广播器材厂生产，PS－1由上海通信设备厂生产。混合光亮剂配制为OP－21400mL，甲醛100mL，亚苄基丙酮50g，对二氨基二苯甲烷25g，用乙醇稀释到1L。

四、电镀镍磷合金

电镀镍磷合金可得到非晶、纳米和倾斜阶梯材料等不同结构的镀层，其含磷的非晶态合金具有很高的抗蚀力，而且沉积速度快、易管理、成本低。但镀液中镀层含磷的成分很容易被氧化，镀液的分散能力欠佳，使它们的应用受到限制。

1．电镀镍磷合金镀液组成及工艺条件(表13－45)

表13－45　电镀镍磷合金镀液组成及工艺条件

续表

2．镀液的配制

(1)用热去离子水溶解计量的硫酸镍和氯化镍，加双氧水(1～2mL/L)，充分搅拌。加热至65℃左右，保温0.5h，加活性炭(2～3g/L)，搅拌2h，静置2h，过滤。将清液倒入镀槽中。

(2)用水溶解的其他成分，分别加入镀槽，加入去离子水到规定体积。

(3)调整pH值，通小电流处理，试镀。