[發明專利]一種Cu-Sn基合金鍍層及其制備方法

在審

• 申請號: 202210547395.1
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114908388A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 彭成章;彭昭瑋
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C25D3/58
• 分類號: C25D3/58;C25D5/36
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

1.一種Cu-Sn基合金鍍層，其特征在于，通過在金屬基體上先電沉積預鍍鎳鍍層再電沉積Cu-Sn合金鍍層得到，采用的Cu-Sn合金鍍液的成分為：焦磷酸銅20～35g/L、硫酸亞錫10～30g/L、硫酸鎳0.2～5g/L、硫酸亞鐵0.2～5g/L、次磷酸鈉0.2～3g/L、焦磷酸鉀100～140g/L、酒石酸鉀鈉30～50g/L、檸檬酸20～30g/L、檸檬酸三鈉30～40g/L、乙酸鈉10～12g/L、H₃BO₃ 25～35g/L、糖精0.8～1.0g/L；并調節Cu-Sn合金鍍液的pH值為4.2～4.8。

2.根據權利要求1所述的Cu-Sn基合金鍍層，其特征在于，Cu-Sn合金鍍液的pH值以體積濃度為5～10％的H₂SO₄或質量濃度為5～10％的NaOH溶液進行調節。

3.權利要求1或2所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，包括金屬基體的前處理、表面活化，金屬基體的電沉積預鍍鎳、鍍件清洗后電沉積Cu-Sn合金鍍層和熱擴散處理。

4.根據權利要求3所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，所述基體的前處理包括基體的去油、除銹、打磨、清洗。

5.根據權利要求3所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，基體材料為Q235鋼、45鋼或316L不銹鋼。

6.根據權利要求3所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，所述預鍍鎳采用的預鍍鎳液組成為：NiSO₄·6H₂O 80～100g/L，檸檬酸15～20g/L，檸檬酸三鈉15～20g/L，檸檬酸三胺10～15g/L，硼酸20～30g/L，十二烷基硫酸鈉0.1～0.2g/L，糖精0.5～0.8g/L；并調節鍍鎳液的pH值為3.4～3.7。

7.根據權利要求3所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，所述電沉積預鍍鎳具體為：溫度控制在43～45℃，以電解鎳作為陽極，將活化后的基體材料與陰極連接、垂直放置于鍍鎳液中；開啟電源，采用控制電流方式進行電沉積Ni鍍層，電沉積工藝參數為：電流密度8～9A/dm²，陰極與陽極距離為3～4cm，施鍍時間為25～35分鐘。

8.根據權利要求3所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，所述電沉積Cu-Sn合金鍍層采用的Cu-Sn合金鍍液的成分為：焦磷酸銅20～35g/L、硫酸亞錫10～30g/L、硫酸鎳0.2～5g/L、硫酸亞鐵0.2～5g/L、次磷酸鈉0.2～3g/L、焦磷酸鉀100～140g/L、酒石酸鉀鈉30～50g/L、檸檬酸20～30g/L、檸檬酸三鈉30～40g/L、乙酸鈉10～12g/L、H₃BO₃ 25～35g/L、糖精0.5～1.0g/L；并調節Cu-Sn合金鍍液的pH值為4.2～4.8。

9.根據權利要求3所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，所述電沉積Cu-Sn合金鍍層具體為：溫度控制在35～45℃，以錫磷青銅QSn6.5-0.1作為陽極，將預鍍鎳后的鍍件清洗后放置于鍍液中與電源陰極連接，陰極與陽極距離為3～4cm；開啟電源，采用控制電流方式進行電沉積Cu-Sn合金鍍層，電沉積工藝參數為：電流密度3～5A/dm²，施鍍時間為1～3小時。

10.根據權利要求3所述的Cu-Sn基合金鍍層的制備方法，其特征在于，所述擴散熱處理具體為：將電沉積Cu-Sn合金鍍層后的試件放置于真空電阻爐中，隨爐升溫到280～300℃，升溫速度為3～5℃/分鐘，保溫80～100分鐘，隨爐冷卻至室溫；從爐內取出Cu-Sn合金鍍層試件，即為Cu-Sn基合金鍍層。