Покрытие металла сплавом олово-висмут

гальванический процесс покрытия металла оловом и висмутом

В современном промышленном производстве покрытие олово-висмут используется очень широко. В первую очередь в электронике: для обработки компонентов микросхем. Но нанесение Sn-Bi применяется и во многих других отраслях:

• автомобилестроении,
• станкостроении,
• производстве деталей,
• химической промышленности,
• разработке и переработке ископаемых.

Наносимый слой обеспечивает защиту металла от износа, улучшает паяемость и повышает надежность изделий. Кроме того, сочетание олова и висмута обеспечивает отличную адгезию к металлическим поверхностям, облегчая сварку обработанных деталей друг с другом и с деталями из других сплавов. К покрытым заготовкам можно применять разные виды обработки: такие, как штамповка, резка, прессование, волочение и другие.

Слой сплава для покрытия металла оловом и висмутом может составлять от 6 до 60 микрон, а твердость - минимум 115, максимум 200 МПа. При этом оно способно выдерживать рабочую температуру до +250 градусов Цельсия.

упаковка изделия после покрытия металла сплавом олово-висмут

Олово-висмутовое гальваническое покрытие образуется в результате процесса электролиза. Для этого деталь погружают в гальваническую ванну, заполненную электропроводящим раствором и содержащую аноды. Благодаря воздействию постоянного тока на заготовки равномерно наносится комбинация Sn-Bi. Чем правильнее размещены аноды, тем больше гарантии, что слой будет иметь однородный состав и толщину.

Если покрытием необходимо снабдить алюминиевый или стальной сплав, на их поверхности надо предварительно создать “подожку” из никеля и меди. Никель повышает адгезию и коррозионную стойкость, а медь улучшает текучесть припоя.

Чтобы покрыть металл оловом и висмутом, изготавливают состав для электролиза, включающий сульфат олова, нитрат висмута, серную кислоту, хлорид натрия как основные элементы, а также дополнительные включения. Массовая доля висмута в сплаве должна быть не менее 0,2 и не более четырех процентов. Достаточно широкой диапазон может иметь и температура среды: от +15 до двухсот градусов.

покрытие металла сплавом олово-висмут осуществляют партиями

Увы, качество покрытия иногда разочаровывает, и основные претензии связаны с высокой шероховатостью поверхности. Но в этом стоит винить не технологию, а допущенные в процессе ошибки.

Для получения высококачественного олово-висмутового слоя необходимо обеспечить отсутствие механических примесей в электролите, а сам электролит регулярно фильтровать. Если не следить за составом для покрытия металла сплавом олово-висмут, слой не только окажется неровным, но и будет содержать посторонние включения.

Качество электролита рекомендуется проверять не реже чем раз в неделю.

Кроме того, следует избегать любых примесей при декапировании медной “подложки” перед нанесением покрытия.

О проблемах покрытия может предупредить изменение его цвета. Если оно приобрело серый оттенок с характерными темными пятнами, это может свидетельствовать о накоплении 4-валентного олова, которое можно устранить с помощью добавления в раствор пирофосфата калия.

Самый эффективный способ улучшить качество покрытия, даже если процесс прошел идеально, - последующая термическая обработка: выдержка в течение одного-девяти часов при температуре порядка +200 градусов. Это займет еще какое то время, но характеристики покрытия олово-висмут окажутся отличными.