镀锡板表面小白点原因分析.doc

镀锡板表面小白点原因分析现代电镀网3月25日讯：（每日电镀行业最新资讯推送 请关注微信公众号：现代电镀网）孙悦庆,朱国和 ,杨洁(1.宝钢股份冷轧薄板厂，上海200431;2.上海三益建筑设计有限公司，上海200050)摘要：通过对镀锡板表面产生的小白点进行扫描电镜和能谱分析，观察小白点缺陷处的微观形貌和存在的元素种类，初步确定小白点形成的原因。模拟电镀试验表明：带钢表面的氧化物、油污以及黏附的橡胶是产生小白点缺陷的原因。关键词：镀锡板;小白点;氧化物;油污;橡胶中图分类号：TQ 153 文献标识码：A 文章编号：1000-4742(2012)04-0004-03O前言镀锡板具有良好的耐蚀性、一定的强度和硬度、成型性好、易焊接、锡层无毒无味、能防止铁溶进被包装物、表面光亮、印制图画可以美化商品等特点，目前 已在食品罐头工业和包装材料中得到广泛的应用。所谓小白点缺陷，就是指在镀锡板表面出现灰白色、不光亮的斑状缺陷。小白点的产生，不仅影响了镀锡板表面的 美观，而且对镀锡板的性能也存在影响，在小白点位置，镀锡板的耐蚀性大大降低。1金属表面脏物的影响带钢在前处理过程中会受到各种污染，在其表面上会残留各种类型的油脂、金属粉屑、灰尘、粉垢以及操作者的手汗、指纹等1。这些脏物对电镀的影响 往往有以下几个方面：(1)使镀层结合力不良，常出现脱皮、起泡、发花等现象;(2)使镀层出现凹洞、斑点和斑纹等，造成镀层不光亮或光亮不均匀;(3) 影响镀层的性能，使镀层的脆性增加，耐蚀性下降;(4)使制品表面局部或全部无镀层。2 小白点微观形貌及能谱分析小白点内部锡的质量分数较低，大多存在漏镀现象。由于局部镀锡部位绝缘导致锡层不能顺利地沉积于带钢表面，宏观看来就形成了小白点。对不同形貌的小白点分别进行扫描电镜和能谱分析。2.1点状小白点图1和图2分别为点状小白点的SEM形貌和EDS谱图。由图1可知：点状小白点呈散点状分布在带钢表面。由图2可知：点状小白点处除了有铁元素和锡元素存在外，还有大量的氧元素存在，说明该处存在铁的氧化物。模拟带钢在轧制过程中轧入氧化物的情况。样品经碱洗、酸洗和水洗后进行电镀，所得镀层的SEM形貌和EDS谱图，分别如图3和图4所示。由图3和图4可知：镀层表面产生缺陷，缺陷内部存在大量的铁元素和氧元素，而锡元素很少。可见该缺陷部位存在大量的铁的氧化物，使得该部位很难镀上锡。一种情况是带钢在酸洗过程中发生欠酸洗，其表面残留有少量的氧化物，在轧制过程中氧化物被轧人钢板表面，降低了该区域的电导率，使得该局部区域无法 镀上锡2。另一种情况是带钢在存放过程中被锈蚀，而在清洗时由于清洗能力的不足，无法将这些氧化物彻底清除，从而导致小白点的形成。2.2块状小白点图5和图6分别为块状小白点的SEM形貌和EDS谱图。由图5可知：块状小白点呈块状分布在带钢表面，其形状不规则。由图6可知：块状小白点处除了镀锡量明显不足外，还存在碳元素，说明此处存在有机物。该有机物可能与镀锡板表面被油污污染有关。模拟带钢表面存在油污的情况。样品经碱洗、酸洗、吹干后，在其表面擦拭少量机油，然后对样品进行电镀，所得镀层的SEM形貌和EDS谱图，分别如图7和图8所示。由图7和图8可知：小白点处锡的质量分数很低，并且存在碳元素。试验结果与之前的分析结果相吻合，由此可以确定带钢表面油污是产生小白点缺陷的原因之一。分析油污的来源，主要有三种情况：(1)镀液中的添加剂在极板附近高电流的作用下发生化学反应，生成油脂状的物质3;(2)机械设备中的各种润 滑油在使用过程中进入镀液，污染带钢表面;(3)带钢在冷轧过程中，冷轧乳化液中的油污在轧辊的作用下进入钢板表面，若在碱洗除油时未清洗干净，将使带钢 表面带油。2.3长条状小白点图9和图10分别为长条状小白点的SEM形貌和EDS谱图。由图9可知：长条状小白点在带钢表面呈长条状分布，其长短和宽窄不一。由图10可知：长 条状小白点处除了有铁元素和少量锡元素存在外，没有其他元素存在。将镀层脱除后，再次进行能谱分析，试验结果，如图11所示。由图11可知：长条状小白点 脱锡后，出现了氯元素。通过对现场生产情况的了解，氯元素来源于生产中的胶辊材料。胶辊经过一段时间的使用，被氧化腐蚀，表面发黏、开裂。在传送带钢的过程中，带钢表面黏附辊印或者与胶辊摩擦，使其表面局部绝缘。在实验室中模拟此 种情况。样品经碱洗、酸洗、吹干后，从已经失效发黏的胶辊上取出一块橡胶，将其与清洗后的样品摩擦，然后对样品进行电镀，所得镀层的SEM形貌和EDS谱 图，分别如图12和图13所示。由图12和图13可知：在擦拭了胶辊材料的部位，镀锡量明显不足，同时有氯元素存在。发黏的胶辊材料黏附在试样表面，导致小白点的产生。小白点的形貌与摩擦胶辊的位置有关，大部分呈现出沿传送方向的长条形状。3结论由于带钢表面黏附了某些绝缘物质，导致锡层不能顺利地沉积于带钢表面，宏观看来就形成了小白点。在生产过程中，影响锡层沉积的绝缘物质主要有氧化物、油污以及黏附的橡胶。为了防止小白点的产生，应该加强镀前碱洗和酸洗的力度，以及对镀液和辊系的管理。参考文献：1方景礼.电镀添加剂理论与应用M.北京：国防工业出版