CN102644096A - 耐蚀性锡-锌合金电沉积液及镀层的制备方法 - Google Patents

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胡文彬
吴雪萌
李俊
黄胜标
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Abstract

本发明公开了一种耐蚀性锡-锌合金电沉积液及镀层的制备方法。是将SnSO4，ZnSO4·7H2O，(NH4)2SO4以及络合剂，稳定剂和表面活性剂用去离子水配制成电沉积液。以铜或钢为基体，石墨为阳极，采用恒电流电沉积方法制备出耐蚀性锡-锌合金镀层。本发明的镀液配方，使用的光亮剂成分简单，为两种表面活性剂组合，其均为常用化学药品，价格低廉，无需二次合成。本发明制备镀层所采用工艺在室温下即可施镀，工况易维护，所获得镀层致密，耐蚀性更高。

Description

耐蚀性锡-锌合金电沉积液及镀层的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐蚀金属材料的制备方法，具体是一种耐蚀性锡-锌合金电沉积液及镀层的制备方法。
背景技术
锡-锌合金电镀层具有优异的耐蚀性，良好的耐磨性以及的出色的钎焊性，因而锡-锌合金既可做防护性镀层，亦可做功能性镀层，广泛应用于电气、汽车、航空、船舶等领域。
锡-锌合金电镀工艺于1915年问世，在20世纪30年代得到了初步的研究，二战期间锡酸盐-氰化物电镀工艺得到了广泛的应用，然而，考虑到氰化物的剧毒性及工艺的难操控程度，自20世纪60年代中叶，Sn-Zn合金电镀工艺的应用显著减少。近年来，科研工作者急切寻求镉镀层的替代品，非氰化物电镀体系的应用使Sn-Zn合金电镀重新成为研究热点，目前电镀液主要有以下几种：焦磷酸体系，柠檬酸盐体系，葡萄糖酸盐体系等。
目前应用的锡-锌合金电镀工艺，主要采用进口成品镀液，如：Enthone France SAS(Cookson Electronics group)的ZincrolyteTM Sn 0406及Dipsol Gumm Company的SZ-242等，前者为含Sn(IV)离子和Zn(II)离子的碱性电镀溶液，施镀温度在40℃以上，后者为含Sn(II)离子和Zn(II)离子的近中性电镀溶液，施镀温度在室温下。然而，两种工艺都存在一些不足，前者溶液需加热至较高温度，工况不易维护且不符合节能减排要求，后者光亮剂合成较复杂，此外两种成品镀液价格昂贵，经济效益不高。而自主研发的镀液和工艺，普遍存在光亮剂合成复杂，镀层性能不佳等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种耐蚀性锡-锌合金电沉积液及镀层的制备方法。本发明的镀液配方，使用的光亮剂成分简单，为两种表面活性剂的组合，其均为常用化学药品，价格低廉，无需二次合成。本发明制备镀层所采用工艺在室温下即可施镀，工况易维护，所获得镀层致密，耐蚀性更高，极化曲线拟合数据表明，使用本发明工艺获得的镀层，其腐蚀电流密度较以Enthone France SAS(CooksonElectronics group)的ZincrolyteTMSn 0406镀液和Dipsol Gumm Company的SZ-242镀液制备的相同成分镀层小1～2个数量级，因而，此发明具有良好的商业前景。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明涉及一种耐蚀性锡-锌合金电沉积液，所述1L的电沉积液包括以下各组分：SnSO40.05～0.2mol、ZnSO4·7H2O 0.05～0.2mol、(NH4)2SO40.2～0.6mol、络合剂0.1～0.8mol、稳定剂1～10g和表面活性剂0.5～5.0g。
优选地，所述的络合剂为羟基酸或羟基酸盐。
进一步优选地，所述的络合剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石酸或柠檬酸三铵。
优选地，所述的稳定剂为还原性酸。
进一步优选地，所述的稳定剂为抗坏血酸或硫代苹果酸。
优选地，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂；
进一步优选地，所述阴离子表面活性剂为磺酸盐型或硫酸酯盐型；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型。
第二方面，本发明涉及一种耐蚀性锡-锌合金镀层的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将预处理后的基体与直流电源负极相连，石墨与直流电源正极相连，将预处理后的基体与石墨浸入前述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液中，形成回路；
步骤二、进行恒电流电沉积制备所述耐蚀性锡-锌合金镀层。
优选地，所述的基体为铜或钢。
优选地，所述步骤一中预处理具体为：基体经打磨除去氧化层，用去离子水冲洗，烘干，再将打磨水洗后的基体置于丙酮中超声清洗后，取出烘干，最后，将基体置于稀硫酸中活化。
优选地，所述步骤二的恒电流电沉积参数为：电流密度为0.5～3.0A/dm2，沉积温度为20～40℃，沉积时间为10min～120min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的镀液配方，使用的光亮剂成分简单，无需二次合成；
2、本发明工艺简单，稳定，易于维护，节约能耗，所制备的锡-锌合金镀层成分均匀，致密性高，耐蚀性优异，对基体材料的腐蚀起到有效的保护作用，延长其使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
将43g(0.2mol)SnSO4，57.4g(0.2mol)ZnSO4·7H2O溶解于去离子水，然后加入52.8g(0.4mol)(NH4)2SO4，再加入121.5g(0.5mol)柠檬酸三铵，再加入10g抗坏血酸，最后加入0.5g磺酸盐型阴离子表面活性剂及2.0g聚氧乙烯型非离子表面活性剂，定容至1L，做为电沉积液。切割铜片，使其表面积为40mm×40mm，依次经600#，1000#SiC水磨砂纸打磨除去氧化层，用去离子水冲洗，烘干，再将打磨水洗后的基体置于丙酮中超声清洗10min后，取出烘干，最后，将基体置于体积浓度10％的稀硫酸活化30s。将基体与直流电源负极相连，石墨与直流电源正极相连，将基体与石墨浸入电沉积液，形成回路，然后进行恒电流电沉积制备锡-锌合金镀层，沉积温度为40℃，沉积电流密度为0.5A/dm2，沉积时间为10min，获得含锌5％的锡-锌合金镀层，极化曲线拟合腐蚀电流密度为4.492e-7A/cm2。
实施例2
将10.75g(0.05mol)SnSO4，14.35g(0.05mol)ZnSO4·7H2O溶解于去离子水，然后加入26.4g(0.2mol)(NH4)2SO4，再加入15g(0.1mol)酒石酸，再加入1g抗坏血酸，最后加入0.1g阴离子表面活性剂及0.4g非离子表面活性剂，定容至1L，做为电沉积液。切割铜片，使其表面积为40mm×40mm，依次经600#，1000#SiC水磨砂纸打磨除去氧化层，用去离子水冲洗，烘干，再将打磨水洗后的基体置于丙酮中超声清洗10min后，取出烘干，最后，将基体置于体积浓度10％的稀硫酸活化30s。将基体与直流电源负极相连，石墨与直流电源正极相连，将基体与石墨浸入电沉积液，形成回路，然后进行恒电流电沉积制备锡-锌合金镀层，沉积温度为30℃，沉积电流密度为3.0A/dm2，沉积时间为30min，获得含锌30wt％的锡-锌合金镀层，极化曲线拟合腐蚀电流密度为9.393e-7A/cm2。
实施例3
将43g(0.2mol)SnSO4，57.4g(0.2mol)ZnSO4·7H2O溶解于去离子水，然后加入79.2g，(0.6mol)(NH4)2SO4，再加入153.7g(0.8mol)柠檬酸，再加入5g硫代苹果酸，最后加入0.25g硫酸酯盐型阴离子表面活性剂及0.25g聚氧乙烯型非离子表面活性剂，定容至1L，做为电沉积液。切割钢板，使其表面积为40mm×40mm，依次经600#，1000#SiC水磨砂纸打磨除去氧化层，用去离子水冲洗，烘干，再将打磨水洗后的基体置于丙酮中超声清洗10min后，取出烘干，最后，将基体置于体积浓度10％的稀硫酸活化30s。将基体与直流电源负极相连，石墨与直流电源正极相连，将基体与石墨浸入电沉积液，形成回路，然后进行恒电流电沉积制备锡-锌合金镀层，沉积温度为20℃，沉积电流密度为1.0A/dm2，沉积时间为120min，获得含锌20wt％的锡-锌合金镀层，极化曲线拟合腐蚀电流密度为8.634e-6A/cm2。
实施例4
将21.5g(0.1mol)SnSO4，28.7g(0.1mol)ZnSO4·7H2O溶解于去离子水，然后加入52.8g(0.6mol)(NH4)2SO4，再加入109g(0.5mol)葡萄糖酸钠，再加入5g硫代苹果酸，最后加入0.5g硫酸酯盐型阴离子表面活性剂及4.5g聚氧乙烯型非离子表面活性剂，定容至1L，做为电沉积液。切割钢板，使其表面积为40mm×40mm，依次经600#，1000#SiC水磨砂纸打磨除去氧化层，用去离子水冲洗，烘干，再将打磨水洗后的基体置于丙酮中超声清洗10min后，取出烘干，最后，将基体置于体积浓度10％的稀硫酸活化30s。将基体与直流电源负极相连，石墨与直流电源正极相连，将基体与石墨浸入电沉积液，形成回路，然后进行恒电流电沉积制备锡-锌合金镀层，沉积温度为30℃，沉积电流密度为1.5A/dm2，沉积时间为60min，获得含锌25wt％的锡-锌合金镀层，极化曲线拟合腐蚀电流密度为5.543e-6A/cm2。

Claims (11)

1.一种耐蚀性锡-锌合金电沉积液，其特征在于，所述1L的电沉积液包括以下各组分：SnSO40.05～0.2mol、ZnSO4·7H2O 0.05～0.2mol、(NH4)2SO40.2～0.6mol、络合剂0.1～0.8mol、稳定剂1～10g和表面活性剂0.5～5.0g。
2.根据权利要求1所述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液，其特征在于，所述的络合剂为羟基酸或羟基酸盐。
3.根据权利要求2所述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液，其特征在于，所述的络合剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石酸或柠檬酸三铵。
4.根据权利要求1所述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液，其特征在于，所述的稳定剂为还原性酸。
5.根据权利要求4所述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液，其特征在于，所述的稳定剂为抗坏血酸或硫代苹果酸。
6.根据权利要求1所述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液，其特征在于，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为磺酸盐型或硫酸酯盐型；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型。
8.一种耐蚀性锡-锌合金镀层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将预处理后的基体与直流电源负极相连，石墨与直流电源正极相连，将预处理后的基体与石墨浸入如权利要求1所述的耐蚀性锡-锌合金电沉积液中，形成回路；
步骤二、进行恒电流电沉积制备所述耐蚀性锡-锌合金镀层。
9.根据权利要求8所述的耐蚀性锡-锌合金镀层的制备方法，其特征在于，所述的基体为铜或钢。
10.根据权利要求8所述的耐蚀性锡-锌合金镀层的制备方法，其特征在于，所述步骤一中预处理具体为：基体经打磨除去氧化层，用去离子水冲洗，烘干，再将打磨水洗后的基体置于丙酮中超声清洗后，取出烘干，最后，将基体置于稀硫酸中活化。
11.根据权利要求8所述的耐蚀性锡-锌合金镀层的制备方法，其特征在于，所述步骤二的恒电流电沉积参数为：电流密度为0.5～3.0A/dm2，沉积温度为20～40℃，沉积时间为10min～120min。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103757672A (zh) * 2014-01-20 2014-04-30 广州市海科顺表面处理有限公司 一种锌锡合金电镀方法
CN104178785A (zh) * 2014-09-17 2014-12-03 朱忠良 电镀液及电镀方法
CN104357884A (zh) * 2014-11-14 2015-02-18 无锡伊佩克科技有限公司 一种钢铁材料镀锌锡合金方法
CN105350056A (zh) * 2015-11-24 2016-02-24 安徽天思朴超精密模具股份有限公司 耐磨损电镀液材料组合物和耐磨损电镀液的制备方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4163700A (en) * 1977-10-21 1979-08-07 Dipsol Chemicals Co., Ltd. Method for stabilizing tin or tin alloy electroplating baths
CN1143121A (zh) * 1995-08-15 1997-02-19 武汉风帆电镀技术有限公司 一种用于硫酸盐镀锌的光亮剂
CN102409334A (zh) * 2011-12-01 2012-04-11 昆明理工大学 机械镀Zn-Sn合金层还原沉积工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4163700A (en) * 1977-10-21 1979-08-07 Dipsol Chemicals Co., Ltd. Method for stabilizing tin or tin alloy electroplating baths
CN1143121A (zh) * 1995-08-15 1997-02-19 武汉风帆电镀技术有限公司 一种用于硫酸盐镀锌的光亮剂
CN102409334A (zh) * 2011-12-01 2012-04-11 昆明理工大学 机械镀Zn-Sn合金层还原沉积工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张巧等: ""在柠檬酸盐水溶液中电镀锡-锌合金的研究"", 《西安交通大学学报》 *
王玲等: ""电镀锡锌合金工艺"", 《材料保护》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103757672A (zh) * 2014-01-20 2014-04-30 广州市海科顺表面处理有限公司 一种锌锡合金电镀方法
CN103757672B (zh) * 2014-01-20 2016-06-29 广州市海科顺表面处理有限公司 一种锌锡合金电镀方法
CN104178785A (zh) * 2014-09-17 2014-12-03 朱忠良 电镀液及电镀方法
CN104357884A (zh) * 2014-11-14 2015-02-18 无锡伊佩克科技有限公司 一种钢铁材料镀锌锡合金方法
CN105350056A (zh) * 2015-11-24 2016-02-24 安徽天思朴超精密模具股份有限公司 耐磨损电镀液材料组合物和耐磨损电镀液的制备方法及应用

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