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代铬锡钴合金镀层

作者：张建国日期：2014-07-07 09:23 来源：未知

（安阳市高级技工学校河南安阳455000)
摘要：本文介绍了代铬锡钴合金镀液工艺镀液成分及作用、
镀液管理维护及故障排除。
关键词：代铬镀层；锡钴合金；电解液；电镀工艺
锡钴合金镀层在一定合金成份范围内和铬的色调接近,可作
为硬度要求不高的装饰性代铬镀层。锡钴合金镀层含锡85％～
90％，含钴10％～l5％，外观呈青光银白色，酷似铬，镀层的硬度
可达HV500 以上，高于高锡青铜，接近于乳白镀铬，在大气中较
为稳定，具有很好结合力，锡钴合金电流效率高，达40～45％,电
流密度比较低, 通常为0.5～2A/dm2 ,节省电能。锡钴合金的
均镀能力和覆盖能力良好。小零件滚镀也特别理想,锡钴合金
镀层属于阴极性镀层,经钝化后有良好的抗黯性, 焦磷酸盐体系
镀液无毒无腐蚀，废水处理方便。
一、电镀锡钴合金原理
锡的标准电位是-O.136V , 钴的标准电位是-O.27V ,
两者电位相差0.141V ,通过焦磷酸钾络合剂分别对Sn2+、Co2+络
合，使两种离子的析出电位相近，达到共沉积。络合反应如下。
K4P2O7 + 2CoCl2 = Co2 P2O7 + 4KCl;3K4P2O7 + Co2P2O7 =
2K6[(Co(P2O7)2];3K4P2O7 + Sn2P2O7 = 2K6[Sn(P2O7)2)]；阴极反
应：K6[Co(P2O7)2] = 6K + + [Co(P2O7)2]6- ;K6[Sn(P207)2] = 6K +
+ [Sn(P2O7)2]6- ;[Co(P207)2]6- + 2e = Co + 2P2O7
4-;[Sn(P2O7)2]
6- + 2e = Sn + 2P2O7
4-
阳板反应: 阳极采用不溶性石墨阳极,故阳极上有析氧反
应, 反应式下:4H2O - 4e = O2↑+ 4H+
二、常用焦磷酸盐镀Sn-Co 合金配方
焦磷酸钾250g/L;焦磷酸亚锡30g/L;氯化钴30 g/L；氨水
（28℅）70 ml/L;甘氨酸10g/L；温度50～60℃；pH9～11;阴极
电流密度0.5～2A/dm2；需要阴极移动；石墨阳极；
三、主要成份的作用和工艺条件
1.Sn2P2O7和CoCl2:镀液的主盐，镀液中Sn2 +含量低，CO2 +
含量高时，镀层颜色加深，严重时近似枪色。但镀层硬度会提高；
当Sn2+含量高，Co2+含量低时，镀层中Sn 含量也随之增高，镀层颜
色变浅，硬度降低。Sn 含量过高时，近似于高锡镀层。（2）K4P2O7:
镀液的络合剂,除对Sn2+、Co2+络合形成络合物，为防止络合物
水解，还有部分游离的K4P2O7存在，K4P2O7含量偏低时络合物不
够稳定，Sn2+有沉淀产生，镀液变浑浊，工件大电流处易产生雾状
镀层，镀层粗糙。小电流处镀层薄或镀不上。（3）NH3.H2O：镀液
的PH 值用NH3.H2O 来调节，同时NH3.H2O 也能和Co2 +络合。
加入量过高时，导致雾状镀层产生，NH3.H2O 含量低时，镀层粗
糙。镀液的PH 值掌握在10 左右。（4）甘氨酸: 对镀层有光亮作
用，硫代氨基酸类的物质比如, 胧氨酸、半胧氨酸、蛋氨酸等都对
镀层有光亮作用。光亮剂含量过高时，大电流处镀层颜色发黑，
镀层脆性增加。（5）温度：温度高沉积速度加快，可以适当提高电
流密度，但光亮剂分解和氨水挥发加剧，同时Sn2+易氧化，镀层粗
糙。温度太低，镀层钴含量增高，镀层颜色加深，光亮度下降，易
产生雾状镀层，工艺掌握在50～60℃ (6)PH 值：工艺要求在10 左
右，过低时，会造成络合物水解，PH 值调高用氨水，调低用盐酸。
(7)阳极：采用不溶性石墨阳极，阳极面积为阴极面积的两倍。有
时为防止镀液中Sn2+氧化，也有用锡来部分代替石墨。（8）镀后进
行钝化处理，提高抗变色性能。配方如下:重铬酸钾12～15g/l；
氢氧化钠调pH 值至12.5；温度60～90℃；阴极电流密度（镀件为
阴极）O.2～0.5 A/dm2；时间；20～40 秒；
四、镀液管理
加强日常镀液分析，保证各成分在工艺范围内，镀液工作中
Sn2+、Co2+会不断消耗，所以要不断地补充两种主盐，添加时要先
和焦磷酸钾络合好以后形成澄清的溶液再加入，电流密度的升
高，镀层中的钴含量明显增加，所以为获得色泽均匀的镀层，必须
对电流密度进行严格的控制而且宜采用较低的数值。镀液中的
Sn2+容易被氧化，采用石墨不溶阳极时更为明显，因此要经常在
镀液中加入锡粉进行还原处理。
参考文献：
[1]张建国,单宏申.代铬镀层锡钴合金镀液[J]. 中国自行车,
1991年第10期.