镀铅镀铅锡可焊性研究

镀铅镀铅锡可焊性研究

张兴轶

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江哈尔滨市 150000

摘要：本文简述了镀铅镀铅锡焊接原理，结合可焊性试验，对试验数据进行对比，结合大量实验摸索并确定镀铅和镀铅锡焊接性能，为镀铅镀铅锡焊接性研究提供有利参考。

关键词：电镀/镀铅/镀铅锡

1. 绪论

由于电镀层有许多优点，已在电子、石化等工业领域得到广泛应用。铅锡合金的镀层可焊性好，用于电子工业和电器工业中替代成本较高的镀覆层，铅锡合金由于具有抗腐蚀作业也作为一种防腐蚀手段应用于保护工业生产设备，镀铅锡合金优点诸如分散性能好，镀层厚度均匀，镀层致密无孔等，使其应用范围更广泛。由于铅锡镀层的焊接性能较好，作为焊接底层对焊接有良好的促进作用。

2. 课题研究的意义

镀铅和镀铅锡航标中规定了可焊性的检验，对可焊性进行预研，为后续的生产提供可靠信息。

3. 工艺试验

3.1试验药品

3.1.1镀铅锡化学药品：

氢氧化钠（NaOH） 工业纯 Q/12HG5362

磷酸三钠（Na3PO4·12H2O） 工业纯 GB210

碳酸钠（Na2CO3·10H2O） 工业纯 GB210

硅酸钠（Na2SiO3） 工业纯 GB/T4209

盐酸（HCl比重1.19）　 工业纯　　 GB320

冰乙酸（CH3COOH比重1.05） 工业纯　　 GB1628

氢氟酸（HF 40％以上） 化学纯 GB620

氧化锌（ZnO） 化学纯

酒石酸钾钠（C4H4O6NaK·4H2O） 化学纯

氯化铁（FeCl3·6H2O） 化学纯

硝酸钠（NaNO3） 化学纯

硼氟酸铅［Pb（BF4）2］ 化学纯

硼氟酸锡［Sn（BF4）2］ 化学纯

硼氟酸锡［Sn（BF4）2］ 化学纯

硼氟酸（HBF4） 化学纯

硼氟酸（HBF4） 化学纯

明胶（医用） 化学纯

硼氟酸铅［Pb（BF4）2］ 化学纯

3.2试样材料：

牌号：黄铜零件 材料牌号H62

按零件进行试验 数量：12

镀铅试验:6件

镀铅锡试验:6件

3.3试件的生产方案

总体方案：按标准Q/1BnYJ32《电镀铅锡合金工艺规范》和1B.BDY41《镀铅典型工艺规程》要求，对零件进行镀铅和镀铅锡处理后，进行焊接，焊接后进行可焊性试验。

具体实施步骤：

3.3.1按照我公司工艺规范Q/1BnYJ32《电镀铅锡合金工艺规范》和1B.BDY41《镀铅典型工艺规程》进行镀铅和镀铅锡，膜层，要求如下：

镀铅锡外观：铅锡合金层的外观具有浅灰色金属光泽，镀层结晶应均匀、细致，不许有麻点、起泡现象，允许有轻微的镀瘤。

镀铅锡结合力:采用弯曲法。将被检零件用钳子夹紧，反复弯曲180o（向两面各弯曲90°）直至断裂；或将零件沿一直径等于板材厚度的轴反复弯曲180°，直至基体折断。此时镀层不应与基体金属分离，用三倍至五倍放大镜检查断面时，镀层不应起皮或脱落。镀层虽发生龟裂，但并不起皮或脱落，镀层结合力仍算合格。

镀铅外观:铅镀层应是均匀的灰色至亮灰色，不允许有起泡、压痕、条纹、结瘤和电镀铅表面而没有镀上的地方。

镀铅结合力：采用弯曲法。将被检零件用钳子夹紧，反复弯曲180o（向两面各弯曲90°）直至断裂；或将零件沿一直径等于板材厚度的轴反复弯曲180°，直至基体折断。此时镀层不应与基体金属分离，用三倍至五倍放大镜检查断面时，镀层不应起皮或脱落。镀层虽发生龟裂，但并不起皮或脱落，镀层结合力仍算合格。

3.3.2对试件进行焊接试验

将装有锡合金的坩埚加温至（221-243）℃,将零件一端先浸入到坩埚中保持(3-5)s,取出零件并迅速抖动，抖掉多余的锡合金（允许用毛刷消除多余锡合金），将挂锡后零件立即放入（80-100）℃的热水中洗涤3次，或放入10%碳酸钠水溶液中中和。再放入流动冷水槽中进行冲洗并吹干。

3.4工艺流程

3.4.1镀铅锡流程：验收→装挂→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→流动冷水洗→弱腐蚀→流动冷水洗→镀铅锡→流动冷水洗→热水洗→拆卸→吹干→清理→除氢→检验。

3.4.2镀铅流程：验收→装挂→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→流动冷水洗→弱腐蚀→流动冷水洗→镀铅→流动冷水洗→热水洗→拆卸→吹干→清理→除氢→检验。

3.4.3焊接挂锡流程：：验收→有机溶剂除油→热水洗→流动冷水洗→挂锡→热水洗→流动冷水洗→吹干→清理→检验。

3.5主要工序说明

3.5.1 化学除油

氢氧化钠（NaOH） 工业纯 20g/L～80g/L

磷酸三钠（Na3PO4·12H2O） 工业纯 20g/L～80g/L

碳酸钠（Na2CO3·10H2O） 工业纯 20g/L～80g/L

硅酸钠（Na2SiO3） 工业纯 30g/L～50g/L

温度 50℃～90℃

时间 ≤20min

3.5.2 弱腐蚀

冰乙酸（CH3COOH比重1.05） 100g/L～300g/L

温度 5℃～40℃

时间 1min～2min

3.5.3 镀铅锡

硼氟酸铅［Pb（BF4）2］ 300g/L～500g/L

硼氟酸锡［Sn（BF4）2］ 80g/L～140g/L

硼氟酸（HBF4） 60g/L～200g/L

明胶（医用） 10g/L～50g/L

温度 5℃~55℃

时间 1min~3min

3.5.4 镀铅

硼氟酸铅［Pb（BF4）2］ 300g/L～500g/L

硼氟酸（HBF4） 80g/L～140g/L

明胶（医用） 10g/L～50g/L

温度 5℃~50℃

时间 1min~3min

3.5.5挂锡

锡合金

温度 221℃~243℃

时间 3s~5s

3.6 试验过程

3.6.1按标准电镀铅锡合金工艺进行镀铅锡，镀层厚度要求（0.008-0.012）mm。要求表面均匀、细致，不允许有麻点、起泡现象，允许有轻微的镀瘤。

3.6.2、按镀铅典型工艺规程进行镀铅，镀层厚度要求（0.008-0.012）mm。要求表面均匀、细致，不允许有麻点、起泡现象，允许有轻微的镀瘤。

3.6.3、镀后进行可焊性试验，将试件首先进行无腐蚀性助溶剂涂覆，然后在（232±11）℃的焊料锅中浸3s-5s，焊料成分是60%的锡和40%的铅，从焊料锅中取出后轻微进行抖动，以除去多余的焊料及残余物，再按GB5270规定进行弯曲试验。试验后表面端口如下图所示。

4. 技安环保要求

4.1 储存

贮存在阴凉干燥通风的仓库内，避免潮湿，容器应紧闭，并预防酸、碱性物质。存放地址应设明显的标记。

4.2 防护

操作中防止人体接触溶液。必须穿好工作服、工作靴、防渗围裙、戴好化学护目镜、橡胶手套、面罩。沾有溶液的包装材料废弃时应用水清洗、回收、掩埋。适用的灭火剂有化学干粉、泡沫、二氧化碳。

5. 结论

经过按企标进行的镀铅和镀铅锡处理后进行的可焊性试验，符合GB5270标准规定，进行弯曲试验时，电镀层与焊料不分离，镀层很容易被焊料所覆盖，均匀的粘附在镀层上，而不形成结块，并粘附牢固。

参考文献

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