CN114908388B - 一种Cu-Sn基合金镀层及其制备方法 - Google Patents

一种Cu-Sn基合金镀层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种Cu‑Sn基合金镀层及其制备方法。本发明采用金属材料作基体，先将基体表面进行前处理和预镀镍，再电沉积含磷、铁、镍的Cu‑Sn合金镀层，再经低温扩散热处理而得到耐磨减摩Cu‑Sn基合金镀层；它克服了浇注轧制、粉末冶金烧结、表面喷涂、氰化物电沉积等方法制备Cu‑Sn合金材料工艺复杂、设备投资大、能耗高、涂层致密性差、污染环境等缺点，显著减少了Cu‑Sn合金材料用量，大大降低了生产成本。

Description

一种Cu-Sn基合金镀层及其制备方法
技术领域
本发明涉及Cu-Sn基合金，具体涉及一种Cu-Sn基合金镀层及其制备方法。
背景技术
锡青铜是以锡为主要元素的合金材料，锡含量一般为3～14％(质量分数)。其次，在合金中还添加有微量磷、铅、锌、镍等元素。这种合金具有较高的力学性能、耐腐蚀性和良好的减摩性能，被广泛用做蒸汽锅炉、船舶、高精密机械中耐蚀耐磨零件、弹性零件，以及滑动轴承、轴套、蜗轮、阀门等零件；当锡含量较高时，锡青铜合金还有较好的可焊性，可以代替传统的有毒锡铅合金，提高电子元器件焊接的可靠性。
由于铜、锡属于贵金属元素，使得锡青铜材料的价格较高，增加了机械零件的制造成本。因此，减少锡青铜用量对于节约铜、锡原材料，降低产品成本具有十分重要的意义。目前，减少锡青铜用量主要采用双金属材料，即铜锡合金-钢背双金属轴瓦或轴套，充分利用了钢的高强度、经济性和铜锡合金的耐磨减摩特性，它在轴瓦和轴套零件中得到了较好的应用。双金属材料的制备方法主要有浇注轧制、粉末冶金烧结、表面喷涂、堆焊和电沉积等方法，其中，电沉积技术具有设备投资少、工艺简单、显著节约铜锡材料和不需机械加工等优势，而受到高度关注。但是，目前在工业上使用的Cu-Sn合金主要是含有氰化物的剧毒电沉积液，随着国家对环境保护的高度重视，对氰化物电镀工艺进行严格限制，广大科研人员对无氰电沉积进行了许多研究，并取得了一定进展，但仍然无法与氰化物电沉积液相媲美，迄今多以低氰和微氰为主，无氰电镀电沉积液应用较少。其次，从文献检索来看，电沉积含磷、铁和镍Cu-Sn合金镀层未见报道。因此，开发无氰多元Cu-Sn合金镀层对于提高Cu-Sn镀层的力学和摩擦磨损性能，减少环境污染有非常重要的作用，它将显著降低机械零件的制造成本，扩大镀层材料的应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种Cu-Sn基合金镀层及其制备方法，采用电沉积制备，在Cu-Sn合金中添加少量Ni、Fe、P等元素，所得Cu-Sn基合金镀层具有较好的力学性能和耐磨减摩性能，并且工艺简单、可靠，操作容易，利于工业化生产，且生产成本低，不污染环境，便于普及推广。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种Cu-Sn基合金镀层，通过在基体上先电沉积预镀镍镀层再电沉积Cu-Sn合金镀层得到，采用的Cu-Sn合金镀液的成分为：焦磷酸铜20～35g/L、硫酸亚锡10～30g/L、硫酸镍0.2～5g/L、硫酸亚铁0.2～5g/L、次磷酸钠0.2～3g/L、焦磷酸钾100～140g/L、酒石酸钾钠30～50g/L、柠檬酸20～30g/L、柠檬酸三钠30～40g/L、乙酸钠10～12g/L、H3BO3 25～35g/L、糖精0.8～1.0g/L；并调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.2～4.8。
进一步地，Cu-Sn合金镀液的pH值以体积浓度为5～10％的H2SO4或质量浓度为5～10％的NaOH溶液进行调节。
上述Cu-Sn基合金镀层的制备方法，包括基体的前处理、表面活化，基体的电沉积预镀镍、镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层和热扩散处理。
进一步地，所述基体的前处理包括基体的去油、除锈、打磨、清洗。
进一步地，基体材料为Q235钢、45钢或316L不锈钢。
进一步地，所述预镀镍采用的预镀镍液组成为：NiSO4·6H2O 80～100g/L，柠檬酸15～20g/L，柠檬酸三钠15～20g/L，柠檬酸三胺10～15g/L，硼酸20～30g/L，十二烷基硫酸钠0.1～0.2g/L，糖精0.5～0.8g/L；并调节镀镍液的pH值为3.4～3.7。
进一步地，镀镍液的pH值以体积浓度为5～10％的H2SO4或质量浓度为5～10％的NaOH溶液进行调节。
进一步地，所述电沉积预镀镍具体为：温度控制在43～45℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8～9A/dm2，阴极与阳极距离为3～4cm，施镀时间为25～35分钟。
进一步地，所述电沉积Cu-Sn合金镀层采用的Cu-Sn合金镀液的成分为：焦磷酸铜20～35g/L、硫酸亚锡10～30g/L、硫酸镍0.2～5g/L、硫酸亚铁0.2～5g/L、次磷酸钠0.2～3g/L、焦磷酸钾100～140g/L、酒石酸钾钠30～50g/L、柠檬酸20～30g/L、柠檬酸三钠30～40g/L、乙酸钠10～12g/L、H3BO3 25～35g/L、糖精0.5～1.0g/L；并调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.2～4.8。
进一步地，所述电沉积Cu-Sn合金镀层工艺具体为：温度控制在35～45℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为3～4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度3～5A/dm2，施镀时间为1～3小时。
进一步地，所述扩散热处理具体为：将电沉积Cu-Sn合金镀层后的试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到280～300℃，升温速度为3～5℃/分钟，保温80～100分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为Cu-Sn基合金镀层。
本发明采用金属材料作基体，先将基体表面进行前处理和预镀镍，再电沉积含磷、铁、镍的Cu-Sn合金镀层，再经低温扩散热处理而得到耐磨减摩Cu-Sn基合金镀层；它克服了浇注轧制、粉末冶金烧结、表面喷涂、氰化物电沉积等方法制备Cu-Sn合金材料工艺复杂、设备投资大、能耗高、涂层致密性差、污染环境等缺点，显著减少了Cu-Sn合金材料用量，大大降低了生产成本。
本发明相比现有技术所产生的有益效果在于：
(1)本发明的Cu-Sn基合金镀层比整体锡青铜材料显著节约了铜、锡等贵金属材料；
(2)本发明的Cu-Sn基合金镀层比双金属材料、热喷涂、堆焊技术，工艺简单、设备投入少，镀层不需要进行机加工；
(3)本发明的Cu-Sn基合金镀层比双金属材料、热喷涂、堆焊技术，易于制造较复杂零件表面Cu-Sn基合金材料，例如蜗轮齿面、球面、尺寸较小的内圆面等；
(4)本发明的Cu-Sn基合金镀层采用无氰化物电沉积技术，电镀废液容易处理，对环境污染少，可实现绿色制造；
(5)本发明制备的Cu-Sn基合金镀层可通过控制镀层中微量磷、铁、镍元素含量，提高现有锡青铜材料的力学性能和摩擦磨损性能；
(6)本发明制备的Cu-Sn合金镀层通过预镀镍镀层和低温真空扩散热处理，大大提高了镀层与基体的界面结合强度；
(7)本发明制备的含磷、铁、镍Cu-Sn基合金镀层，可以用来加工机械设备中的滑动轴承、轴套、活塞套、球阀、蜗轮、滚动轴承保持架、导轨、滑块等滑动摩擦副零件；
(8)本发明制备工艺简单、可靠，操作容易，利于工业化生产，且生产成本低，不污染环境，便于普及推广，商业前景广阔。
附图说明
图1为本发明Cu-Sn基合金镀层的制备工艺流程简图。
图2为本发明实施例1制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的表面形貌。
图3为本发明实施例2制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的表面形貌。
图4为本发明实施例3制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的表面形貌。
图5为本发明实施例4制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的表面形貌。
图6为本发明实施例11制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的表面形貌
图7为本发明实施例1制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的成分分析(EDS能谱)。
图8为本发明实施例2制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的成分分析(EDS能谱)。
图9为本发明实施例3制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的成分分析(EDS能谱)。
图10为本发明实施例4制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的成分分析(EDS能谱)。
图11为本发明实施例11制备的电沉积Cu-Sn基合金镀层的成分分析(EDS能谱)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
总实施方式
结合图、表，本发明一种电沉积Cu-Sn基合金镀层及其制备方法，它采用金属材料作基体，先将基体表面进行前处理和活化处理，再配以成分为硫酸镍、柠檬酸、柠檬酸三钠、柠檬酸三胺、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精的预镀镍液，电沉积预镀镍镀层后进行镀件清洗，然后再在成分为焦磷酸铜、硫酸亚锡、硫酸亚铁、次磷酸钠、焦磷酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、乙酸钠、硼酸、糖精的Cu-Sn合金镀液中电沉积Cu-Sn合金镀层，最后将电沉积Cu-Sn合金镀层试样放置于真空热处理炉中进行扩散热处理，并随炉冷却至室温，从炉内取出试样，即为Cu-Sn基合金镀层产品，其制备与操作步骤：
Ⅰ、工艺流程
选用金属材料Q235钢、45钢或316L不锈钢作基体—基体材料表面前处理：去油、除锈、打磨、清洗—配置预镀镍液和Cu-Sn合金镀液—基体材料表面活化—电沉积预镀镍镀层和电沉积Cu-Sn合金镀层—真空扩散热处理—产品；
Ⅱ、操作步骤见实施例
本发明所用Q235钢、45钢和316L不锈钢基体材料的化学成分表如表1所示，本发明电沉积Cu-Sn基合金实施例1-12中镀液的组成如表2所示，本发明电沉积Cu-Sn基合金实施例1-12中基体材料与电沉积工艺参数如表3所示。
表1
表2
表3
实施例1
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜25g/L、硫酸亚锡10g/L、硫酸镍0.2g/L、硫酸亚铁0.2g/L、次磷酸钠0.2g/L、焦磷酸钾120g/L、酒石酸钾钠40g/L、柠檬酸25g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 30g/L、糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.4；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在45℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为3cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在42℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4.0A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：96.57％Cu、3.2％Sn、0.12％Ni、0.08％Fe和0.03％P，合金镀层的显微硬度为195.37HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例2
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜25g/L、硫酸亚锡15g/L、硫酸镍0.2g/L、硫酸亚铁0.2g/L、次磷酸钠0.2g/L、焦磷酸钾120g/L、酒石酸钾钠40g/L、柠檬酸25g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 30g/L、糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.4；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在45℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为4cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在42℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：89.52％Cu、10.19％Sn、0.13％Ni、0.12％Fe和0.04％P，合金镀层的显微硬度为234.23HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例3
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜25g/L、硫酸亚锡20g/L、硫酸镍0.2g/L、硫酸亚铁0.2g/L、次磷酸钠0.2g/L、焦磷酸钾120g/L、酒石酸钾钠40g/L、柠檬酸25g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 30g/L、糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.4；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在42℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为3cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在42℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：76.3％Cu、23.49％Sn、0.08％Ni、0.11％Fe和0.02％P，合金镀层的显微硬度为287.5HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例4
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜25g/L、硫酸亚锡25g/L、硫酸镍0.2g/L、硫酸亚铁0.2g/L、次磷酸钠0.2g/L、焦磷酸钾120g/L、酒石酸钾钠40g/L、柠檬酸25g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 30g/L、糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.4；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在43℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为4cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在42℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：66.98％Cu、32.68％Sn、0.14％Ni、0.12％Fe和0.08％P，合金镀层的显微硬度为336.3HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例5
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜20g/L、硫酸亚锡20g/L、硫酸镍1.0g/L、硫酸亚铁1.0g/L、次磷酸钠0.5g/L、焦磷酸钾130g/L、酒石酸钾钠45g/L、柠檬酸25g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 32g/L、糖精0.9g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.2；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在43℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为3.5cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在35℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为3.5cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度3.5A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：82.29％Cu、16.8％Sn、0.35％Ni、0.44％Fe和0.12％P，合金镀层的显微硬度为316.38V。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例6
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜30g/L、硫酸亚锡20g/L、硫酸镍2.0g/L、硫酸亚铁2.0g/L、次磷酸钠1.0g/L、焦磷酸钾130g/L、酒石酸钾钠45g/L、柠檬酸25g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠10g/L、H3BO3 32g/L、糖精0.9g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.2；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在43℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为3.5cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在35℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度3.5A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：85.98％Cu、12.74％Sn、0.63％Ni、0.54％Fe和0.11％P，合金镀层的显微硬度为294.83HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例7
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜30g/L、硫酸亚锡20g/L、硫酸镍3.0g/L、硫酸亚铁3.0g/L、次磷酸钠1.5g/L、焦磷酸钾130g/L、酒石酸钾钠45g/L、柠檬酸30g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠11g/L、H3BO3 34g/L、糖精1.0g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.6；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在43℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为3.5cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在38℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：86.97％Cu、10.86％Sn、1.04％Ni、0.98％Fe和0.15％P，合金镀层的显微硬度为315.8HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例8
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜30g/L、硫酸亚锡20g/L、硫酸镍4.0g/L、硫酸亚铁4.0g/L、次磷酸钠2.0g/L、焦磷酸钾130g/L、酒石酸钾钠45g/L、柠檬酸30g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠11g/L、H3BO3 34g/L、糖精1.0g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.6；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在43℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度9A/dm2，阴极与阳极距离为4cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在38℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：84.64％Cu、12.46％Sn、1.45％Ni、1.27％Fe和0.18％P，合金镀层的显微硬度为327.42HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例9
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜35g/L、硫酸亚锡25g/L、硫酸镍5.0g/L、硫酸亚铁5.0g/L、次磷酸钠2.5g/L、焦磷酸钾140g/L、酒石酸钾钠50g/L、柠檬酸30g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 35g/L、糖精0.9g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.8；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在44℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为3cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在45℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度5.0A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：79.66％Cu、16.57％Sn、1.82％Ni、1.69％Fe和0.26％P，合金镀层的显微硬度为338.28HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例10
基体材料为Q235钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜35g/L、硫酸亚锡25g/L、硫酸镍4.0g/L、硫酸亚铁4.0g/L、次磷酸钠3.0g/L、焦磷酸钾140g/L、酒石酸钾钠50g/L、柠檬酸30g/L、柠檬酸三钠40g/L、乙酸钠11g/L、H3BO3 35g/L、糖精0.9g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.8；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对Q235钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在43℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度9A/dm2，阴极与阳极距离为4cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在45℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度5.0A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：82.32％Cu、14.38％Sn、1.62％Ni、1.36％Fe和0.32％P，合金镀层的显微硬度为307.45HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例11
基体材料为45钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜30g/L、硫酸亚锡30g/L、硫酸镍4.5g/L、硫酸亚铁4.5g/L、次磷酸钠2.5g/L、焦磷酸钾140g/L、酒石酸钾钠50g/L、柠檬酸30g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 35g/L、糖精1.0g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.4；
⑤用体积浓度为10％的稀HCl对45钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在43℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8A/dm2，阴极与阳极距离为4cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在42℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4.5A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：71.89％Cu、24.46％Sn、1.75％Ni、1.62％Fe和0.28％P，合金镀层的显微硬度为346.83HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
实施例12
基体材料为316L不锈钢，化学成分见表1，试样尺寸为：20mm×12mm×2mm，Q235钢表面Cu-Sn基合金镀层的制备操作步骤：
①Q235钢表面去油处理，其配方为：氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP-10乳化剂2ml/L；温度80℃；
②Q235钢表面的氧化膜处理，其配方为：硫酸80ml/L、硝酸20ml/L，温度50℃；
③用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的Q235钢表面打磨，再用丙酮对基体表面进行超声波清洗，烘干备用；
④配置预镀镍液：NiSO4·6H2O 100g/L，柠檬酸20g/L，柠檬酸三钠20g/L，柠檬酸三胺15g/L，硼酸30g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，糖精0.8g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节镀镍液的pH值至3.6；
配置Cu-Sn合金镀液：焦磷酸铜35g/L、硫酸亚锡30g/L、硫酸镍5.0g/L、硫酸亚铁5.0g/L、次磷酸钠2.5g/L、焦磷酸钾140g/L、酒石酸钾钠50g/L、柠檬酸30g/L、柠檬酸三钠35g/L、乙酸钠12g/L、H3BO3 35g/L、糖精1.0g/L；用体积浓度为10％的H2SO4溶液调节Cu-Sn合金镀液的pH值为4.4；
⑤用体积比为H2SO4:HCl:HNO3:H2O＝1:1:1:7的混合酸对316L不锈钢表面进行活化处理，浸泡时间为20秒；
⑥电沉积预镀镍：温度控制在45℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度9A/dm2，阴极与阳极距离为4cm，施镀时间为30分钟。
⑦镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层：温度控制在42℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度4.5A/dm2，施镀时间为2小时。
⑧所得Cu-Sn合金镀层组分的质量分数为：75.44％Cu、21.38％Sn、2.06％Ni、1.86％Fe和0.26％P，合金镀层的显微硬度为332.72HV。
⑨扩散热处理：将电沉积Cu-Sn合金镀层试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到300℃，升温速度为5℃/分钟，保温90分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为电沉积Cu-Sn合金镀层产品。
结合附图，本发明的结构原理及功能：经本发明电沉积Cu-Sn基合金镀层制备方法获得的电沉积Cu-Sn基合金镀层，对其形貌进行观察、成分分析及性能测试，其结果是：通过调节镀液中焦磷酸铜、硫酸亚锡、硫酸镍、硫酸亚铁和次磷酸钠的质量分数，可以得到不同铜、锡、镍、铁和磷含量的Cu-Sn基合金镀层，随着合金镀层中锡、镍、铁和磷含量的增加，镀层的硬度增大，镀层的显微硬度最高可达346.83HV，增大了材料的耐磨性能。Cu-Sn基合金镀层表面较平整，与基体金属结合紧密，经预镀镍层和低温真空热处理，可进一步提高了镀层与基体金属的连接强度。电沉积Cu-Sn基合金镀层可以取代用熔铸工艺加工的锡青铜材料，用于滑动轴承、轴套、蜗轮、阀门等滑动摩擦副零件的表面减摩耐磨镀层。

Claims (7)

1.一种Cu-Sn基合金镀层，其特征在于，通过在金属基体上先电沉积预镀镍镀层再电沉积Cu-Sn合金镀层得到，采用的Cu-Sn合金镀液的成分为：焦磷酸铜 20～35g/L、硫酸亚锡10～30g/L、硫酸镍0.2～5g/L、硫酸亚铁0.2～5g/L、次磷酸钠0.2～3g/L、焦磷酸钾100～140g/L、酒石酸钾钠30～50g/L、柠檬酸20～30g/L、柠檬酸三钠30～40g/L、乙酸钠10～12g/L、H3BO3 25～35g/L、糖精0.8～1.0 g/L；并调节Cu-Sn合金镀液的 pH值为4.2～4.8；
所述的Cu-Sn基合金镀层的制备方法，包括金属基体的前处理、表面活化，金属基体的电沉积预镀镍、镀件清洗后电沉积Cu-Sn合金镀层和热扩散处理；
所述电沉积Cu-Sn合金镀层具体为：温度控制在35～45℃，以锡磷青铜QSn6.5-0.1作为阳极，将预镀镍后的镀件清洗后放置于镀液中与电源阴极连接，阴极与阳极距离为3～4cm；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Cu-Sn合金镀层，电沉积工艺参数为：电流密度3～5A/dm2，施镀时间为1～3小时；
所述热扩散处理具体为：将电沉积Cu-Sn合金镀层后的试件放置于真空电阻炉中，随炉升温到280~300℃，升温速度为3~5℃/分钟，保温80~100 分钟，随炉冷却至室温；从炉内取出Cu-Sn合金镀层试件，即为Cu-Sn基合金镀层。
2.根据权利要求1所述的Cu-Sn基合金镀层，其特征在于，Cu-Sn合金镀液的 pH值以体积浓度为5~10%的H2SO4或质量浓度为5~10%的NaOH溶液进行调节。
3.根据权利要求1所述的Cu-Sn基合金镀层，其特征在于，所述基体的前处理包括基体的去油、除锈、打磨、清洗。
4.根据权利要求1所述的Cu-Sn基合金镀层，其特征在于，基体材料为Q235钢、45钢或316L不锈钢。
5.根据权利要求1所述的Cu-Sn基合金镀层，其特征在于，所述预镀镍采用的预镀镍液组成为：NiSO4·6H2O 80~100g/L， 柠檬酸15~20g/L，柠檬酸三钠15~20g/L，柠檬酸三胺10~15g/L，硼酸20~30g/L ，十二烷基硫酸钠0.1~0.2g/L，糖精0.5~0.8 g/L；并调节镀镍液的pH值为3.4～3.7。
6.根据权利要求1所述的Cu-Sn基合金镀层，其特征在于，所述电沉积预镀镍具体为：温度控制在43～45℃，以电解镍作为阳极，将活化后的基体材料与阴极连接、垂直放置于镀镍液中；开启电源，采用控制电流方式进行电沉积Ni镀层，电沉积工艺参数为：电流密度8～9A/dm2，阴极与阳极距离为3～4cm，施镀时间为25~35分钟。
7.根据权利要求1所述的Cu-Sn基合金镀层，其特征在于，所述电沉积Cu-Sn合金镀层采用的Cu-Sn合金镀液的成分为：焦磷酸铜 20～35g/L、硫酸亚锡 10～30g/L、硫酸镍0.2～5g/L、硫酸亚铁0.2～5g/L、次磷酸钠0.2～3g/L、焦磷酸钾100～140g/L、酒石酸钾钠30～50g/L、柠檬酸20～30g/L、柠檬酸三钠30～40g/L、乙酸钠10～12g/L、H3BO3 25～35g/L、糖精0.5～1.0 g/L；并调节Cu-Sn合金镀液的 pH值为4.2～4.8。
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