合金镀层的退除

(一)锡-铅合金镀层的退除

    1.概述

    锡-铅合金中最常见的有85%Sn-15%Pb合金，63%Sn-37%Pb合金镀层，主要是用于电子行业中的各种电子器件的引脚上的镀覆，是一种可焊性镀层。一般来说，这类电镀层在正常有效维护的情况下是比较稳定可靠的。但由于种种原因也会出现不良的镀层，需要及时退镀。此外，挂具镀上的合金也需要定期退镀清理。因此，锡-铅合金镀层的退除也是此类电镀过程后处理的主要部分。锡-铅合金镀层退镀同样可用化学溶液浸泡法和电解法等。由于电子产品的电镀与退镀都并非很大批量的生产。因此，这类的退镀用化学溶液浸泡法已经完全可以解决问题，而不必用较复杂的电解法。

    2.化学溶液浸泡法退除锡-铅合金镀层

    化学溶液浸泡的溶液既可用酸液也可用碱液。使用氢氧化钠之类的强碱时一般都要升温，效果才好。但升温需要增添加热设备，消耗能源，同时会使溶液蒸发。另外也可以用强酸，例如硝酸，单独使用硝酸退除效果不好，效率不高，对铜或其他金属基体易产生过腐蚀，另外操作过程中产生的氮氧气体，会污染环境，影响操作人员的健康。因此在酸液中必须添加各种物质，以便解决这些问题。其中最主要的是添加氧化剂以提高溶解的速度和效率，添加缓蚀剂，以便减轻因氧化性过强造成对基体的过腐蚀，添加抑制剂，以便减少了有害气体的逸出，减少对环境的污染，也减少了主溶剂的消耗量。化学溶液浸泡法退除锡-铅合金镀层的溶液配方及工艺条件见表6-39。

3.电解法退除锡-铅合金镀层

    在退镀批量较大或特殊需要的情况下，也可使用电解法退镀，电解法退镀的溶液配方及工艺条件如下：

        氯化钠    125g/L    阴极材料    石墨

       盐酸(38%)50mL/L   相对运动速度    8～12m/min

       槽电压    10～12V   基体材料钢        铁、镍、铜

4.锡-铅合金镀层退镀的应用实例

    广东某电子器件厂在电子器件引脚的可焊性锡-铅合金镀层退镀工艺中，采用化学溶液浸泡(浓硝酸溶液)法。该法所用的原料易采购，浓硝酸含量相对较低，退镀速度快，成本低，在常温条件下操作，对基体金属的腐蚀量小。此外，设备简单易造，废水处理简便，适合同类中小型厂的退镀使用。使用的溶液配方及工艺条件见表6-40。

    (1)缓蚀剂的选择  主要根据退镀工件的基体材料考虑，对不同的基材以及配方中的硝酸及氧化剂的不同浓度选择不同的缓蚀剂。例如对不锈钢选择氧化膜型缓蚀剂；对可钝化的金属可使用阴极去极化型缓蚀剂，如亚硝酸钠等；对铜基材选择沉淀型和吸附型缓蚀剂的混合物，如亚硝酸钠、硫化钠、硫脲、苯并三唑及其衍生物。可供选择的缓蚀剂很多，尤其是有机物，但是应考虑退镀废液、废水处理的难易和对环境的影响，应优先选择基本无毒无公害，而且废液容易处理的添加剂。

(2)溶液的配制  配制溶液时应先加铁盐，待溶解后再在搅拌的状态下慢慢加入硝酸，溶液的颜色很快由深红色变成无色，继续搅拌后又变成绿色，混合物混匀后待液温降至40℃左右，再按配方的顺序加入其他组分。

(二)铅-锡-铜合金镀层的退除

    1.铅-锡-铜合金镀层的作用

    在柴油机、内燃机滑动轴承的制造过程中，铅-锡-铜三元合金减摩镀层的电镀是很重要的工序。由于受各种因素的影响，在交检的产品中发现部分产品的镀层不能满足技术上的要求，需要返工重镀，也就是要退镀然后再镀，为了保证质量采用电解法退镀。

    2.电解法退除铅-锡-铜合金镀层

    电解法退除铅-锡-铜合金镀层的溶液配方及工艺条件如下：

        醋酸钠(NaAc · 3H₂O)    150～250g/L    溶液温度        10～40℃

        阳极电流密度    3～8A/dm²

        缓冲剂    30～40g/L        阴极材料        普通碳钢

        缓蚀剂       1～5g/L     阴阳极的间距    5～10cm

        溶液pH值    10～12        退镀时间   根据镀层厚度决定

    3.电解法退除铅-锡-铜合金镀层的应用实例

    西南某机械厂在柴油机、内燃机滑动轴承的制造中，在检验产品中发现有某些产品镀层质量不好，需要退除，然后重镀。通常镀层退除是用机械法，将不合格的镀层除去。但这种方法受工艺及装备的制约，镀层不能全部退除干净，影响了重新电镀的镀层质量，使新镀层与基体之间的结合力下降，甚至不能通过热震试验，并发生脱皮或起泡等现象。后来工厂改用电解法退除镀层。电解退镀液的配方及工艺条件如上所述。退镀的速度约为2μm/min。被退除的镀层厚度约为0.02～0.03mm。退镀后重新再镀的镀层质量合格，经济效益好。电解退镀溶液简单易制，操作简便，成本低，对基体无腐蚀。

    但对退镀废液中的Pb²+、Sn²+、Cu²+的回收问题还要进一步研究解决。特别是Pb²+对人体有害，废水除Pb²+不彻底会造成环境污染，危害健康。

(三)铜-锡合金镀层的退除

    1.铜-锡合金主要是指青铜或称锡青铜，用于装饰时调整为黄金色泽，也叫仿金镀层。作为工业用途时，主要应用于铜镍铬镀层中以代替镍，节约镍的用量。青铜还被用于阻挡氮和碳氮的扩散，以实现局部氮化或局部氰化。因此，锡铜镀层被广泛应用于各个方面，不良镀层退镀的量也较大。铜锡合金的退除有机械磨除法，或采用硝酸钾、氢氧化钠、氰化钠、磷酸三钠等化学溶液浸泡退除或电解法退除等。

    2.化学溶液浸泡法退除铜-锡合金镀层

    化学溶液浸泡法退除铜-锡合金镀层的溶液配方及工艺条件如下：

        浓硝酸    1000mL/L    溶液温度    65～75℃

        氯化钠          40g/L    基体材料        钢铁

        处理时间        浸泡至退完为止

    3.电解法退除铜-锡合金镀层

    电解法退除铜-锡合金镀层的溶液配方及工艺条件见表6-41。

    4.铜-锡合金退除的应用实例

    某地机械厂的单体液压支柱产品、油缸、活柱筒均为低锡青铜镀层，曾用过多种方法退除不良镀层，但效果不佳，影响了电镀车间及工厂的产品质量和产量。后经多次的试验及试用，最终找到了适用的配方及工艺条件(见表6-41中配方3),解决了退镀的难题，而且退镀速度快，基体不受腐蚀，退后可以直接电镀，成本低而且污染少。

    低锡青铜镀层是一种单相固溶体，合金由铜和锡两种成分均匀融合。因此，这两种金属可以按比例在一个电位值下均匀溶解。在由氰化钠和氢氧化钠组成的电解液里，电流提供了可以溶解的氧化电位，溶液中游离的NaCN含量高，Cu⁺将以[Cu(CN)₂]^-甚至[Cu(CN)₃]^2-、[Cu(CN)₄]^3-的形式存在。络合离子配位数的增大，使之更加稳定，在阴极上放电更加困难，绝大多数Cu⁺将以多配位铜氰络离子的形式留在退镀液里。由于电流密度较小(1～2A/dm²),阳极处于活化状态，镀层中的锡主要以Sn²+进入溶液中，Sn⁴⁺的量很少。Sn²⁺的放电电位较小，很容易在阴极上沉积，形成一层疏松粗大的海绵状沉积层。因此溶液中就没有Sn²⁺存在。只含有铜氰络合离子的退镀液可以直接加入电镀溶液中使用，没有废液排放的问题。同时退镀后的工件也不必清洗就可以直接进入电镀槽重镀，由于没有水洗的洗液，不必进行污水处理，海绵锡可以从阴极上定期剥下回收。

(四)铜-锌合金镀层的退除

    铜-锌合金就是黄铜，镀黄铜和镀青铜是实现工业生产比较早的合金镀层。镀黄铜在装饰方面和镀青铜一样主要用于仿金，成为日常用品或器皿的装饰性镀层，在工业上的应用首推中温防护。因为锌、镉和锡镀层都不能在中温工作，而黄铜可以耐中温而且防护效果很好，腐蚀后的表面状态等方面也优于锌、镉、锡。由此可见黄铜镀层的作用很大，电镀产品多，故不良镀层退除的任务，相对也多。黄铜镀层的退除和青铜退除相似，所以可借鉴青铜镀层的某些配方及工艺，作适当调整后使用。黄铜镀层退除溶液的配方及工艺条件见表6-42。

(五)其他种类合金镀层的退除退除其他种类合金镀层的溶液配方及工艺条件见表6-43。



本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
（想查询更多表面处理文章，您可以扫描下方二维码点击关注公众号：易镀，公众号内有更多详细的表面处理文章，欢迎您的订阅）
易镀，十分专业的表面处理信息平台，金属表面处理/镁合金蚀刻剂/镁合金除油剂/镁合金漂白剂/镁合金转化膜/环保铝除灰剂/铝三价铬钝化剂/低磷化学镍/铝中磷化学镍/高磷化学镍/银光剂/银保护等。
表面处理难题可咨询：13600421922（程生）