电镀锡工艺培训要点.pdf

0 一、工艺的指导思想 最终用途决定工艺 工艺的一致性 在产品质量和生产成本之间找到最佳的平衡点 安全问题 二、镀锡板简介 电镀锡板因其基板具有合适的强度、优良的焊接性和冲压性， 表面镀层具有良好的耐 腐蚀性，易于涂布、印刷而广泛应用于食品、饮料、喷雾剂、化工和油漆等的包装以 及各种器具的制造。 电镀铬板又被称作无锡钢（Tin Free Steel ） ，简称 TFS,是指“ 代替镀锡板使用，而表面 又不镀锡的薄钢板 ” 。一般分为铬系无锡钢 (TFS-Cr)和镍系无锡钢 (TFS-Ni)两类。目前 流行的为铬系无锡钢，欧洲通称为ECCS。这种材料最初是由锡资源缺乏的国家开发 成功，后作为镀锡板的一种代用品， 被许多国家在制罐行业中推广。 它与镀锡板相比， 具有生产成本低、表面附着力强、涂印效率高、耐硫性好等显著优点，广泛用于杂品 罐及瓶盖等。 三、镀锡板的分类（ GB/T 2520-2000）和性能 按成品形状：板、卷 按钢级：一次冷轧、二次冷轧 按钢基： L、 MR、D ：L 型钢残留元素 (Cu、Ni、Cr、Mo 及其它元素 )成分特别少， 具有极优良耐蚀性， MR 型残留元素成分较宽，耐蚀性好，用作一般用途，D 型是铝 镇静钢，在深冲加工或经受容易产生拉伸应变纹情况下使用 按退火方式：箱式、连续 按表面外观：光亮、石纹、银光、无光 按镀锡量：等厚、差厚 按钝化种类：阴极电化学、化学 按表面质量：级、级 镀锡板的性能 机械性能（调质度）：镀锡板的机械性能是指镀锡原板即钢基板的机械性能。它主要 由钢基板的化学成分、轧制工艺和退火工艺决定。 耐蚀性：耐蚀性是镀锡板最重要的性能。镀锡板大量用于制造食品罐，如水果罐、奶 粉罐、午餐肉罐等，由于盛装的食品种类繁多，其腐蚀也有不同特点，因此要求镀锡 板具有适应其内装物特点的耐蚀性。 原板的化学成分和表面纯净度影响镀锡原板耐蚀性。一般要求硫、磷、铜含量越少越 好，但也有特殊情况， 如对盛有可口可乐类含CO2的饮料，硫含量高些反而提高原板 的耐蚀性，对盛有桔子等含柠檬酸的食品，铜含量多些对耐蚀性也有利。 四、镀锡板生产的发展趋势 合理的工艺选型：弗洛斯坦法 镀锡板厚度、镀层厚度减薄 采用感应软熔 +电阻软熔 TFS 比例增加 重视对无铬钝化的研发 配有高速高精度剪切机组 五、电镀锡工艺 5.1 电镀锡原板（基板） 1 良好的镀锡基板是生产镀锡板的前提 而镀锡基板的生产是个系统工程，从冶炼到传统的热连轧、冷连轧、连续退火等 镀锡原板用钢大多采用低碳软钢，含碳量一般为0.03%0.13%。在连铸技术发展以 前，大多采用模铸沸腾钢和压盖钢。这些钢虽然钢锭表面质量好，可轧制镀锡原板， 但由于钢锭浇铸和凝固过程中存在成分偏析及在轧制方向和宽度方向上机械性能差 异大，不能用作高深冲成形性能的镀锡原板。自 70 年代连铸技术取得迅速发展以后， 由于连铸板坯化学成分均匀，偏析小，机械性能波动小，适合于提高镀锡板的外形质 量 和 成 形 稳 定 性 。 目 前 镀 锡 板 用 钢 基 本 上 都 已 连 铸 化 了 。 镀锡板用钢的化学成分按ASTM A 623 标准规定可分成L， MR， MC， D 型 4 种， 其化学成分见表1。表中所列各种元素百分比含量都是最大值，实际含量通常要低得 多。其中 L 型钢残留元素 (Cu、Ni、Cr、Mo 及其它元素 )成分特别少，具有极优良耐 蚀性， MR 型残留元素成分较宽，耐蚀性好，用作一般用途，MC 型含 P 量较高，起 到增加强度的作用， D 型是铝镇静钢，在深冲加工或经受容易产生拉伸应变纹情况下 使用。另外，美国、日本一些镀锡专业厂采用连铸法也生产了镀锡板用的准沸腾钢和 铝镇静钢。其化学成分见表2。 武钢采用连铸生产准沸腾钢来代替W08F 钢，生产镀锡板，成品质量符合 GB 2520-88 标准，化学成分见表3。 镀锡板可按不同的洛氏表面硬度分成不同调质度T1T6， DR8DR10 的钢板，其 中 DR8DR10 为通过二次冷轧的镀锡板。调质度不同对钢的成分要求不同，其用途 2 也不同。 5.2 镀锡线分类 电镀锡机组按其电解液种类的不同，可分为酸性法、卤素法及碱性法。 酸性型以弗洛斯坦型 (Ferrostan ，简称 F 型)应用最普遍，以硫酸亚锡作为电解液，是由美 钢联开发的。我国目前绝大多数的电镀锡生产线是F 型的。 卤素型 (Halogen，哈罗根法，简称H 型)多数集中于美国，其电镀液是采用氯化亚锡和碱 金属氟化物的水溶液并以萘酚磺酸或聚氧乙烯类化合物作添加剂。我国的江苏统一和福 建统一电镀锡公司采用的H 型。 碱性法 (简称 A 型)以锡酸钠为电解液， 由于工艺陈旧， 耗电大 (电镀时由 Sn4+Sn，电流 效率低，已大部分被淘汰。 3 种类型镀锡线的比较如表5。 在这些电镀液中，以F 型电镀液浓度范围较宽，生产中的问题较少，产品质量最好，因 此，F 型应用最广。我们的电镀锡生产线将采用F 型电镀液。 5.3 电镀锡工艺描述 化学脱脂 1#喷淋刷洗电解脱脂 2#喷淋刷洗电解酸洗3#喷淋刷洗电镀锡 1# 回收 2#回收热风烘干软熔淬水电解钝化2#热风烘干静电涂油 5.3 .1 前处理 包括：化学脱脂 1#喷淋刷洗电解脱脂 2#喷淋刷洗电解酸洗 3#喷淋刷洗 化学脱脂： 主要是依靠化学物质与油脂的皂化或乳化作用，使油脂脱离钢板而溶于 3 水溶液中。加入增强湿润乳化和分散能力的表面活性剂。 电解脱脂： 中间导电体法 ,无导电辊。 出口带钢为阳极， 产生氧气。 必须注意的是出 口钢带不能为阴极，以免产生氢气，造成氢脆。 带钢为阴极：析H2 4H2O+4e2H2+4OH - 带钢为阳极，析O2 4OH -4eO 2+2H2O 电极表面上大量气体的析出，对油膜产生强大的乳化作用。 电解清洗过程是电极极化和气体对油膜机械撕裂作用的综合。这种乳化作用比添加剂的 作用要强烈的多，加速了除油过程。 电解清洗剂中不需要乳化剂，特别是Na2SiO3不利于锡的沉积。电解脱脂也不含硅酸钠。 电解清洗的主要作用是完全清除带钢表面上的油污，活化带钢表面，利于锡的沉积。 电解酸洗 除去带钢表面的氧化铁，活化带钢表面，但防止过度酸洗 酸洗液中 Fe 2+ 15g/l 带钢为阴极：析H2 4H +4e2H 2 带钢为阳极，析O2 2H2O-4eO2+4H + 序号工艺温度电流密度浓度 1 化学脱脂60-802 -4% 2 水液刷洗常温 3 电解脱脂60-8010-20A/dm2 2.5-5.0% 4 水刷洗常温 5 电解酸洗常温10-20A/ dm2 3-7% 6 水刷洗 纯水喷洗 常温 5.3.2 弗洛斯坦工艺 电镀段组成： F 型电镀段由 5 个立式浸入型电镀槽和2 个废液回收槽组成。电镀槽和废 液回收槽分别配置各自的槽液循环系统。 4 电镀过程遵循法拉第定律，即：在阳极上和阴极上释放的物质数量直接同通过溶液的 电量成比例；相同的电量在阳极上和阴极上释放相同当量数的物质。 利用法拉第定律计算，在1 秒内通过一安培电流后，在带钢表面上将沉积出0.615mg 的 金属锡。电流通电一小时，可沉积出2.214克金属锡。 当带钢连续通过镀槽时，单面镀锡层厚度G 计算： )/(1069.3 60615.0 22 mg VB I VB I S TIK G 式中， K（0.615）锡的电化当量 I单面镀锡总电流；安培 B带钢宽度，米 V带钢速度， m/min S带钢面积 阴极电流效率， 90-95 电镀锡反应原理 Sn 阳极不断溶解，以Sn 2+进入溶液， Sn2+到达并沉积在带钢上。 阳极反应： Sn-2eSn2+ 阴极反应： Sn 2+2eSn 作为阴极的带钢表面上除了发生Sn2+得到电子还原为锡原子的过程外，还有许多锡原子 结晶为锡晶粒的过程，这两部分称为锡的沉积过程。 阴极效率为 90-95，电镀液中 Sn 2+不断累积，所以使用不溶性阳极 电镀液成分控制 Sn 2+: 2632g/l 游离酸：1316 g/l ENSA: 3-6 g/l Sn H 2（0.91.1） 温度：2550 电镀锡溶液由 Sn2+、PSA、ENSA 等配成：首次配槽有SnSO4 、PSA、ENSA 5 PSA 是用浓硫酸和苯酚按照一定配制比例磺化制备而得，其作用是保证电解液有良好的 导电性，并提供带负电荷的苯酚磺酸离子，与带正电荷的亚锡离子相结合,并防止二价锡 氧化成四价锡。 ENSA（乙氧基化 -萘酚磺酸）（ -萘酚磺酸聚氧乙烯醚）是一种添加剂，可以使此镀 液能沉积出连续的附着良好的锡镀层并能随后通过软熔而光亮，它也能阻止二价锡氧化 成四价锡。 正 常 镀 层 重 量 （No.25 及更重） 轻镀层重量（No.20 及更轻） 整 个 范 围 的 镀层 重量 Sn 2834 gl 2428 gl 2630 gl 游离酸(以HSO 计，以 PSA加入) 1417 gl 810 gl 1012 gl ENSA 26 gl 26 gl 26 gl 注意 1、PSA、ENSA 和铬酐、重铬酸钠不能直接接触，否则会引起自燃； 2、生产高镀锡量板可取工艺上限值，生产低镀锡板应取下限值。无论任何情况，镀液 加温不允许静止加温，一定要边循环边加温。高锡板生产时应尽量以较低温度生产(经验 表明用更热的镀液可改善镀锡板的外观)。 。 3、仅在生产线运行时才加入ENSA。 4、一般来说，后面的电镀行程（除了最后一个向上行程）应首先被利用。例如，若在一 定的线速度下，生产No.25（2.8g/m2）镀锡板，要用 4 个电镀行程，在有 10 个行程的生 产线上，应使用第 6、7、8 和 9。一般生产中应避免使用最后一个行程（10）以减小电镀 缺陷。 5、PSA 添加投放流量： 15 升/分（也即： 1m3 的液体要 1 小时以上的加注时间） ；ENSA 添加方法：用50以下的纯水配成100g/l 的溶液搅拌 60 分钟，再以点滴的方式加入到 镀液中。点滴速度： 6.5 升/小时，严禁一次式加注（镀锡层出现光泽不良时除外） 电镀液成分控制的必要性 锡的浓度过低会造成高电流密度缺陷，例如烧焦区和白边。 游离酸浓度太低会明显减小溶液的电导度而需要较高的电镀工作电压。游离酸浓度大于 25gl 会招致电镀操作的问题。例如镀层污斑，锡堆等。较高的硫酸根浓度并无害处。 高的硫酸根浓度同高的铁离子浓度一起表示酸洗的冲洗操作不良。 电镀液中的有害成分 Sn 4+3g/l Fe 2+ 15g/l Cl - 15mg/l Cr 3+ 35mg/l Sn 4+：电镀液中的有些二价锡会逐渐地氧化成四价锡，电镀液通常会生产一种灰色的淤 泥。淤泥中还会含有黑色的痕量杂质，即通常存在于锡阳极中的铝、砷、铋、镍、铅和 锑之类元素。其他元素，如铜和铁等是从生产线的设备溶出而进入镀液的。 电镀液中可容纳有约13gl 呈悬浮状态的四价锡。一旦变成了四价状态，锡就不能再 被用于电镀并作为不溶解的沉淀物而损失掉（锡泥）。 Fe 2+：镀液中若含过量的铁，大于 20 gl，会促进二价锡氧化成四价锡，造成过量的淤 6 泥，并会引起高电流密度缺陷(烧焦的粉末状污痕 )的增加。 Cl -：氯离子对于镀液是一种毒化成分，溶液中氯离子应少于 15 mgl，所以去离子水或 专用水才能用于酸洗的冲洗以及配制镀液和带出液回收溶液。镀液中氯离子的污染也会 增加镀液产生淤泥的速度。 Cr 3+：铬离子对于电镀液也是一种毒化成分， 它会导致二价锡的氧化并增加产生淤泥的速 度。电镀液中二价锡的损失会导致白边和高电流密度条纹缺陷等镀层缺陷。铬离子浓度 为 100 mgl 时就可以觉察到铬的有害作用。铬所污染的电镀液可以通过它的暗绿颜色 和大量的淤泥而觉察出来。镀锡板镀液中的正常铬离子浓度为小于35 mgl。 回收槽作用：回收，作助熔剂 助熔剂处理：酸含量的作用是可以除去带钢上任何氧化物(它会在软熔时引起暗雾状表 面)，并可保持溶液中的锡不致氧化和沉淀。锡盐的作用是作为助熔剂，使镀在带钢上的 锡通过软熔，而熔化成均匀、光滑的表面。 电镀液回收控制条件： 1回收槽： Sn 2+：H+最好按 1：1 控制 Sn 2+10g/l 2回收槽： Sn 2+：H+要确保 1：2 控制 Sn 2+：1-2g/l ，H+：2-4g/l 温度 4060 回收液的配制：严禁直接加纯水，只能加2回收液和配了 PSA 的溶液。 5.4 软熔工艺 5.4.1 目的和方法 软熔的目的是使带钢加热到锡的熔点232以上，镀锡层瞬间熔化， 由此获得光亮的无针 孔的锡层。在锡层与带钢之间生成FeSn2 合金层，既提高了镀锡层的结合力，又增强了 镀锡板的防腐能力。软熔过程生成的FeSn2合金层厚度为 0.40.8g/m2，合金层中 Fe含 量 80.95，软熔温度为 232300°C，合金层厚度与软熔最高温度和持续时间成正比。 带钢加热方法有电阻加热法、感应加热法以及电阻感应组合加热法3 种。 利用带钢的电阻性能，在带钢上加交流电加热方式称为电阻软熔。其缺点是：速度慢， 效率低，由于带钢与导电辊接触，易烧辊，生产成本高，采用高频感应加热方式使镀锡 板锡层再熔化称为感应软熔或感应软熔加热。感应软熔的优点是加热速度快、非接触、 产品质量可控。由于带钢不接触导电辊,因而不会产生电阻软熔时容易出现的电弧烧点等 表面缺陷 ,同时由于感应软熔的加热速度很快,有利于减少锡层的氧化,从而增加了镀锡板 的整体耐蚀性。其缺点是加热的效率比电阻软熔低，高频、大功率使用时，电子功率器 件的成本高，调试困难，在中低速生产线上很少单独使用。 软熔工艺如果加热时间过长，温度过高，会使镀锡板上生成氧化亚锡，降低镀锡带钢表 面质量，还会影响到板形，往往采用感应软熔与电阻软熔配合使用。电阻软熔做基础加 温，即加温到锡的熔点232下某点（如 200） ，由感应式加热快速升温到锡熔点以上。 5.4.2 镀锡板软熔加热曲线 7 5.4.3电阻软熔 电阻软熔装置由导电辊、马弗炉和水淬槽组成。F 型大部分采用电阻加热法，带钢在2 个导电辊之间加热，镀锡层被瞬时熔化，在钢基板表面生成一层很薄的铁锡合金，形成 光亮的表面。软熔时间仅需几秒钟， 温度只需稍微超过锡的熔点， 锡层软熔后立即在50 80水淬槽中冷却。 感应软熔 带钢从感应线圈中通过，感应线圈中的电流使带钢温度迅速升高，感应线圈所用的电流 频率为 100200kHz 的高频。频率过高，表面效应比较敏感，不易控制。带钢的加热温 度，是通过调节加在感应线圈上的电压进行调节的。 特点：加热速度快、非接触 镀锡层在软熔过程中，由于助熔剂中的二价锡离子的存在，会因温度上升产生化学反应 生成四价锡离子，同时锡原子被加热生成氧化亚锡，并同时生成四价锡离子。 Sn 2+Sn4+ SnSnOSnO2 由于四价锡离子的存在，淬水槽的水需要循环使用。所以槽内溢流出的水需要作降温和 过滤处理后再循环使用。 5.5 后处理：钝化和涂油 目的：一是提高镀锡板防腐能力，特别是增强镀层的抗硫性能（肉类罐头中含硫较多）。 二是提高镀锡板加热变色的抵抗能力。镀锡板在高温下易生成黄色SnO。此外，均匀致 8 密的氧化铬膜涂漆，钎焊也起到好的效果。 电解钝化 镀锡板钝化处理时，将镀锡板浸入钝化液中，以镀锡板作阴极接通直流电，此时钢 带表面主要发生两个反应。使钢带表面的SnO转化为稳定的 SnO2。 SnO+Na2Cr2O7十H2OSnO2+Na2Cr2O7 +H2 在电流作用下， Na2Cr2O7的Cr6+被还原成 Cr3+，部分生成金属铬。 Cr2O7 2-+14H+6e=2Cr3+十7H 2O 生成的 Cr3+立即生成稳定的水合铬离子Cr(H2O)63+,这种铬合物与溶液中被还原的 金属铬一起沉积于马口铁表面。 钝化后冲洗及烘干很重要，不然表面会产生水渍印。 涂油量 ：2-10mg/m 2 用途：为了保证镀锡板在高速的罐头生产线中具有良好的可加工性能，防止擦伤镀锡板 表面，必须在表面涂上一层很薄却十分均匀的油膜。油膜太厚时不能被涂料吸收，会损 害涂料的润湿性能，影响涂漆过程，产生孔眼现象。 5.6 处理后镀锡板表层示意图 电镀锡工艺参数范围 工序浓度温度电流密度（ A/dm 2） 备注 化脱5-66075 电脱2.54.0607525-30 电解酸洗47常温4-8 Fe 2+10g/l 电镀锡Sn ：2534g/l 游离酸：1218g/l 255010-25 Sn 4+ 1g/l Fe 2+ 15g/l 9 ：36g/l Sn H2（0.9 1.1） Cl - 15 m g/l Cr 3+ 35 m g/l 1 回收 Sn 2+ /H + =1:1 2 回收 Sn /H12(Sn 1 2g/l，H 24g/l) 烘干风温：100 120 淬水42 （6580） 55-65 钝化处理 Na2Cr2O71825 g/L pH （ 4.05.5） 50-555-10 用CrO3 或 NaOH调节 pH。 涂油后的烘干 风温：110 140 六、成品检验 6.1 检验项目：（GB/T 2520-2000) 镀锡量、钝化膜中的铬量、涂油量(DOS：二辛基癸二酸酯、葵二酸二辛酯） 、硬度。 洛式表面硬度与机械性能的关系 钢种平正压下率 （） 洛式硬度 HR30T 屈服强度 kg/mm2 抗拉强度 kg/mm2 延伸率 （） L,MR 1 46-52 25.232.9 32.9 29 L,MR 2-1 48-54 29.436.4 36.4 28 L,MR 2 52-58 30.137.1 37.1 26 L,MR 2-3 54-60 32.937.8 37.8 26 L,MR 2-4 58-64 34.339.2 39.2 22 MC 2 58-64 36.442.7 42.7 18 MC 2 62-68 40.646.9 46.9 17 MC 2 67-73 50.555.3 55.3 11 硬度：日本 JIS G3303-87 二次冷轧板的调质度 符号洛式 T 硬度指标HR30T 屈服强度指标轧制方向牛顿/mm2 DR-8 73 550 DR-9 76 620 DR-9M 77 660 DR-10 80 690 镀锡层重量与厚度换算表 双面镀锡层重量g/m2单面镀锡层厚度 m 2.8027 0.1922 4.2040 0.2883 15.4148 1.0571 10 39.2378 2.6908 t0.1375*W （t：锡镀层厚度（ m）W:镀层重量（ g/m 2） ） 6.2 成品缺陷分析 黑灰 (smudge)是指电镀锡钢板在镀锡过程中产生的、呈高度弥散状的物质，严重时钢板 表而呈棕黄色雾状、分布不均匀、擦拭到测试纸上则为黑色粉末。黑灰的产生与存在不 仅影响产品的外观，还严重影响锡层与钝化膜之间、钝化膜与涂料之间的结合力，特别 是当黑灰严重时在涂漆覆盖后(如制饮料罐 )，将诱导点腐蚀的产生。 黑灰的产生破坏了合 金层的完整性，降低了镀锡钢板的耐蚀性。 电镀、软熔、钝化是产生黑灰的重要工序。 在电镀工序中，存在于镀液中的金属氧化物、碳化物、氮化物等粒子，在溶液中必然与 电解质溶液中的各种离子发生相互间的吸附作用(氢离子、水和金属离子、氢氧根离子、 水合阴离子等 )。在这种作用下微粒表面荷电，于静电场作用下作定向运动。镀液中的微 粒是通过两步吸附嵌入镀层中的.首先通过弱吸附力吸附在电极表面，其后通过强吸附力 在电镀过程中以共沉积方式嵌入镀层。吸附共沉淀理论可以很好地解释镀液中锡泥的浓 度与镀层表而黑灰程度的定量关系，也能很好地解释锡泥的成分与黑灰成分的对应关系。 这说明镀液中的锡泥是导致镀层表而产生黑灰的一个重要因素：一是黑灰程度随锡泥在 镀液中的量的增加而增加。二是锡泥的主要成分为二氧化锡，与此相应镀层在高温软熔 后产生的黑灰的主要成分也为二氧化锡。因此控制锡泥的过量产生可以在电镀阶段减少 黑灰产生的可能性。 在阴极电解钝化阶段，钝化液浓度、pH 值、温度、老化程度、阴极钝化电量以及杂质离 子均对黑灰的产生有不同程度的影响。 木纹： 镀锡层厚为 2.8 g/m2以下的马口铁产品中，表面往往会出现木纹状条纹.这种缺陷 表现为表面锡层呈明暗相间的条纹，但明、暗条纹的锡层厚度却一样.虽然它不影响马口 铁的使用，但影响外观。木纹的出现与原板表面条件不好、酸洗不当和软熔条件有关。 酸洗是很严格的一种操作，因为任何不均匀的酸洗都会在最终产品的外观上显示出来。 酸洗的目的是清除钢带表面铁的氧化物，而过度的酸洗反而使硫酸对氧化铁的溶解能力 下降，使钢带带有不规则的氧化膜。 在 软熔过程中由于钢带通入的是交流电， 于是在每个电流周波中出现了2 次电 流为零的状态， 此时由于电流为零， 产 生的热量不足， 锡不能充分熔融， 流动 性差。 而此时带有不规则氧化膜的钢带 经过电镀锡后进入软熔， 带有粗糙表面 的氧化膜更进一步妨碍了已是熔融不 良的锡层的流动，使锡很快凝固起来。 如图 1 所示。这样随着电流的变化， 在 钢带表面交替出现熔融(表面平整 ) 熔融不充分 (表面不平整 )的现象；表观 则为一明一暗呈连续的一条条木纹状。 钢带的生产速度一般为85 m/min，交 流电的频率为 50 Hz， 按此计算木纹的距离 (明条与明条间或暗条与暗条间)为 1.4 cm;这与 现场实测 12 cm 的数字接近。但是有时钢带表面没有氧化膜，就不会产生木纹缺陷， 或者是在钢带表面有不规则的氧化膜出现，而木纹缺陷只发生在这些氧化膜表面。这样 11 就出现木纹缺陷时有时无的情形。 另外即使酸洗清除了氧化膜，也要避免干净的钢带再次被氧化，这样就要使钢带尽快地 进人镀槽；同时也要考虑酸洗后冲洗钢带的冲洗水水质。若酸洗段离电镀段远，这样钢 带容易被再度氧化，不利于电镀。 淬水斑 ：发生于电镀锡板的常见缺陷。镀锡层表面上有象沾附了污水又干燥了的残迹那 样的污斑。有的很大象地图状，有的很小象霜花状但遍布整个板面。大多发生在镀锡量 较少的电镀锡板上。据微观观察，淬水斑系由波纹状凹凸不平的小斑点的群落组成，和 正常镀锡板的光亮表面相比，因其凹凸不平造成的光散射使其较正常镀锡板光亮表面暗 些(但在显微镜下侧面光照时为亮斑点)。分析认为， 淬水斑的形成是由淬水槽中杂质微粒 和带钢入水瞬间水面的不稳定沸腾的双重影响造成。 解决办法： 控制软熔水槽的距离，使镀锡板尽可能短时间内淬水，以防氧化 对淬水槽的喷水型式要求喷水软着落，不能直接喷在带钢表面 喷嘴的流量在带钢宽度方向上尽可能均匀 淬水槽的水的表面尽可能平滑，确保带钢进入淬水槽时温度一致 控制淬水槽温度： 水温太低导致粗糙的纵向条纹，水温太高导致窄的白的不规则的线 条和圆圈 水质要求，采用去离子水 K 板检验项目 （GB/T 2520-2000） 镀锡量 5.6还需使用L 型钢 酸滞 PL10s、铁溶值 ISV20g/3inch2（19.35cm2） 、锡晶粒度 TCS9 级、合金 -锡 电偶合 ATC0.12A/cm2 酸滞 PL10s Pickle Lag Value Test 酸洗时滞试验是评定 原板耐蚀性的方法 ,用于镀锡量为 5. 6/ 5. 6、5. 6/ 2. 8 或更厚的镀锡 板。 酸洗时滞值是指经过脱锡的镀锡板浸入盐酸中进行酸洗时,从浸入溶液到酸洗速度 (氢 气发生量或重量的减少数量/ 酸洗时间 ) 达到恒定时所经过的滞后时间。 产生酸洗时滞的 原因与晶界上的氧化物有关。酸洗时滞值越小,表示越纯净。 铁溶值 ISV20g/3inch2 （19.35cm2 ） （合金层的耐蚀性） Iron Solution Value Test 通过模拟罐头内部的腐蚀过程,以这种条件下试样上溶解下的Fe 量作为耐蚀性指标。其 要点是在硫酸 -硫氰酸钾的过氧化氢溶液中，在27±0.5温度下，将试样浸泡2 小时。 然后测定其铁的溶出值。铁溶出量越多,耐蚀性越差 , 结果以每20 cm2 试验面积溶出的 Fe 的重量表示。 锡晶粒度 TCS9 级(即平均直径为1.6mm, 8 级时为 2.2mm) 晶粒小的镀锡板锡层的覆盖面积较大，其耐蚀性要好一些。晶粒度数值越大，则晶粒越 小，耐蚀性越好。影响锡层晶粒度的主要是软熔工艺。 用金相显微镜对照标准图谱（或者用截线法）进行晶粒度评级 合金-锡电偶合 ATC0.12A/cm2 Alloy Tin Couple Test （合金层的耐蚀性） 在天然的果汁中（ 27±0.5）使纯锡和镀锡板的锡铁合金层在非氧化性的气氛中进行偶 合。通过测定流过它们之间的电流的大小来评价镀锡板的耐蚀性。 （在去气的葡萄柚汁中， 将脱除锡层的钢带与纯锡电极偶合，测定它们之间的偶合电流。 12 电流越小，合金层就越连续致密。 ） ATC 试验的一个很大不足在于要使用天然介质,试验周期较长和需要非常仔细,否则,结果 会有较大出入。 大量的镀锡板 ATC 值试验结果表明：ATC 值与 FeSn2合金层厚度直接相关， 合金层越厚， ATC 值越小，镀锡板耐腐蚀性能越好；镀锡板合金层的形貌很重要，若合金层的连续性 和致密性好，尽管合金层薄，其ATC 值也很小。为了得到高耐蚀性的镀锡板，必须在镀 锡线上采取专门的措施，如，镀锡前加强清洗，优化镀锡后的软熔工艺等。 孔隙率试验（合金层的耐蚀性） 用铁氰化钾溶液检查露铁的研究。试验溶液与镀锡板表面孔隙所暴露的钢基体发生变色 反应, 锡层的孔隙处呈蓝色 （或称为露铁点）。按单位面积的蓝点个数来评价孔隙率大小。 蓝点个数越少，质量越好。 这种方法比较简便 ,缺点是不能测知孔隙点的实际分布情况。 七、电镀锡分析项目：电镀锡常规分析项目（4 小时分析一次） 分析项目方法概要备注 脱脂液中脱脂剂 （或 OH-）的测定 以酚酞作指示剂，用HCl 标准溶液滴定（红无色） 电解酸洗液中Fe 2+的 测定 用高锰酸钾标准溶液滴定至微红色不褪色 电 解酸洗液中硫酸 的测定 用甲基橙作指示剂，用NaOH 标准溶液滴定至红色 转变为橙色 电镀液中Sn2+的测 定 HCl 介质中 ,以淀粉作指示剂，用I2标准滴定至微蓝 色 镀 液中游离酸的测 定（以硫酸表示） 经离心分离PSA、 H2SO4 和 ENSA 中的酸性物质后， 用甲基红 -次甲基蓝混合指示剂（1：1） ，用NaOH 标准溶液滴定至紫红色转变为亮绿色 镀液中 ENSA 的测定分光光度法：以苯（甲苯）为萃取剂，将溶液中的 EN 和 ENSA 分离，测定萃取物中ENSA 的紫外光谱 318nm（石英比色皿） 钝化液中 Cr 6+的测定 以硫磷混酸为介质，以 PA酸（苯基代邻氨基苯甲酸） 作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液还原试样中的 Cr 6+，溶液由紫红色转变为亮绿色 钝化液中pH 值的测 定 pH 计（玻璃电极法） 钝化膜中Cr 的测定分光光度法： 钝化膜中Cr 经溶解、 再氧化成Cr6+后， 加入二苯卡巴氮显色，在540nm 的波长下，测定吸 光度 Cr 540nm 镀锡板纯Sn 层和合 金层的测定 库仑法（恒电流电解法）：以试样为阳极在盐酸电解 液中通过恒定电流使镀锡层溶解。由于纯锡层、合 金层和钢基相对于参考电极的电位不同，通过记录 溶解过程中试样电位随时间的变化，可以分别得到 纯锡层和合金层完全溶解所用的时间，计算出各自 完全溶解所消耗的电量（电流密度*溶解时间电 量） ；根据法拉第电解定律求出纯锡量和合金量。两 者之和即为镀锡量。 该方法准确、便捷，是 唯一可以测量纯锡层和 合金锡层数量的方法。 ISO 和 ASTM 标准已将 其作为仲裁法使用。 13 镀 锡板涂油量的测 定 亲水天平：用于镀锡板的D.O.S 油及 C.S.O 油 ,由于 是具有极性基的油, 因此 , 在水面上扩散成一定数量 的单分子膜。本方法将镀锡板表面的油转移到清洁 的水面上 , 通过测定油的单分子膜的面积, 求出涂油 量。 电镀锡非常规分析项目（按需分析） 分析项目方法概要备注 电镀液中总Fe 的测 定 分光光度法： 用盐酸羟胺将Fe 2+还原成 Fe3+，以邻菲罗啉为显色剂 生成橙色络合物在波长510nm 处进行比色，测定其总铁离子 Fe 510nm 电镀液中Cl -的测定 镀液 Cl 通过加标 Cl后共沉，过滤分离 Sn2+与 Fe2+等金属，并做 加标空白等，在严格控制pH 的情况下，以铬酸钾（KCrO4）为指 示剂，用AgNO3标准溶液滴至黄色退去，浅红色出现为终点 电镀液中SO4-的测 定 HCl 介质中，用 BaCl2溶液使 SO 4-生成沉淀。 放入坩锅中灼烧，恒 重后冷却，称得硫酸钡的质量 电镀液中Sn4+的测 定 酸性条件下，隔绝空气加热，用铝片还原Sn 4+为 Sn2+，用碘量法测 定其镀液中的总锡量再减去同一试样所测得的Sn 2+量，即为 Sn4+量 电镀液中锡渣的测 定 过滤一定量的电镀液，得到锡渣，称得其质量