陈云鹏1，周庚瑞2，黄久贵2，李建中3,
(1.宝钢新日铁汽车板有限公司，上海201900;2.宝山钢铁股份有限公司冷轧薄板厂，上海200431;3.东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110819)
摘要：通过扫描电镜、电化学极化曲线测量和划痕试验，研究了镀液中锡泥质量浓度对镀锡板表面状态、耐蚀性、结合力等性能的影响。结果表明，镀液中的锡泥含量对镀锡板的性能有很大影响。随镀液中锡泥质量浓度的增大，镀锡板表面逐渐出现白点并增大，锡层晶粒也逐渐变大。与从高浓度锡泥镀液中制备的镀锡板相比，从低浓度锡泥镀液中制备的镀锡板耐蚀性和结合力都较好。实际生产中应控制镀液中锡泥的质量浓度小于10g/L。
关键词：镀锡板;锡泥;表面状态;性能
中图分类号：TQ153.13 文献标志码：A文章编号：1004–227X(2014)01–0005–03
镀锡板是在冷轧低碳薄钢板双面镀覆纯锡，它集钢的强度和成形性与锡的耐蚀性、焊接性和外观于一体，且镀锡成品具有出色的防腐能力，坚固、美观、轻型、成形性好，因而被广泛用于食品制罐、饮料制罐工业，作为容器、冲压制品、包装材料及制作玩具、瓶盖等[1-3]。镀锡板的生产工艺根据其电镀液的不同,分为碱性锡酸盐工艺、酸性氟硼酸盐工艺、酸性有机磺酸盐工艺和酸性硫酸盐工艺。碱性锡酸盐工艺多采用锡酸钾为主盐，但在将Sn4+还原为Sn0的过程中消耗了大量电能，且电流效率低、工艺陈旧，已大部分被淘汰。酸性氟硼酸盐镀锡工艺是高速电镀工艺，镀液温度为20~30°C，电流效率可达100%，但氟硼酸严重污染环境，腐蚀性强且废水难处理。近年来，烷基磺酸盐镀锡得到了有效推广，主要是由于该镀液毒性较小，对设备的腐蚀性低，可降低镀液中Sn2+的氧化;但这种工艺在实际应用中受高成本的限制。酸性硫酸盐工艺是目前应用最广的电镀锡工艺，主要是因为镀液中Sn2+的电化当量是碱性锡酸盐镀液中Sn4+的电化当量的2倍，且沉积快，电流效率高，同时原料易得，成本较低。但镀液中Sn2+易被氧化成Sn4+，形成大量的阳极泥，即锡泥，其为不溶性物质，混合在电镀液中。随生产的进行，锡泥越积越多，进而影响镀锡板的产品质量和生产效率[4-6]。目前，现场主要通过过滤来降低镀液中的锡泥含量。但镀液中锡泥对镀锡板性能的影响如何?镀液中锡泥的含量界限是多少?相关的研究报道较少[3-5]。本文模拟镀液中锡泥含量变化对镀锡板表面状态的影响，并应用扫描电子显微镜和电化学方法分析不同条件下锡铁合金层形貌及性能的差异，通过镀层划痕试验分析锡层的结合力，为现场控制镀液中锡泥含量提供指导。