银锑合金电镀优化方案：生产银锑合金电镀的工艺流程和制备方法

1.银锑合金的性能和用途

银锑合金主要用来作电接触件表面的镀层，其镀层硬度高于纯银，耐磨损性能强，俗称硬银。当合金中锑的质量分数达到2%时，硬度可达110～120HV（纯银的硬度为76～78HV），而耐磨性比纯银高10倍。随着锑含量的进一步提高，镀层硬度也随之升高，如图3-62所示。

锑含量进一步提高，镀层的电导率有所下降。锑的加入不仅改变了镀层的耐磨性能和硬度，还会改善镀层的外观，使镀层光亮细致。这个结果会改变镀层的耐硫性能。一般控制合金镀层的锑质量分数≤5%。这种镀层的接触电阻不大，不影响它的导电性能，焊接性能也能满足需要，耐硫能力优于纯银镀层。

图3-62 酒石酸锑钾浓度 对镀层硬度的影响

2.工艺规范

硝酸银 35～45g/L 温度 15～25℃

氰化钾 100～130g/L 电流密度 0.2～1.0A/dm²

酒石酸锑钾 0.3～2.0g/L 阳极 99.99%银板

酒石酸钾钠 15～25g/L 阴极移动

氢氧化钾 12～16g/L

光亮剂少量

镀液配制：在镀槽内加入氰化钾、氢氧化钾、酒石酸钾钠等原料，加入去离子水至总体积的2/3，搅拌至完全溶解；在另一容器内将硝酸银用少量去离子水溶解后加入镀槽；并搅拌至沉淀溶解；用镀液溶解酒石酸锑钾，溶解完全加入镀液，补足水量即可。

3.镀液成分及控制

（1）硝酸银 硝酸银为镀液主盐，是一种易溶于水的白色颗粒。在溶于镀液时，与氰化钾发生沉淀反应：

AgNO₃+KCN→AgCN↓+KNO₃（3-5）

在有足够的氰化钾时，氰化银与氰化钾发生络合反应：

AgCN+KCN→K[Ag（CN）2]（3-6）

反应生成溶于水的氰化银钾。氰化银钾的络合平衡使得金属离子的活度很小。银离子在阴极表面的还原速度受到阻碍，从而引起电化学极化。使银离子的沉积电位负移。与锑离子的沉积电位接近。银氰络离子的电极反应如下：

[Ag（CN）2]-+e→Ag↓+2CN（3-7）

硝酸银的浓度对镀液和镀层均有影响。浓度低时，镀层易烧焦，电流开不大；生产效率低；浓度高时，可以使用大电流，镀层的亮度也随之升高。但是使用的氰化钾浓度也要相应提高，提高了镀液成本。

（2）酒石酸锑钾 酒石酸锑钾是镀液中的第二主盐。它在水中容易发生水解。但在碱性溶液中以SbO₂-离子形式存在，阴极接受电子还原为金属锑镀层：

SbO2-+2H2O+3e→Sb↓+4OH-（3-8）

镀液中的酒石酸锑钾浓度直接影响镀层中的锑含量，如图3-63所示。

从图3-63中可以看到，随着酒石酸锑钾浓度的提高，镀层中的锑含量也随之升高。

（3）氰化钾 氰化钾是银离子的络合剂。从反应式（3-6）中看到，氰化钾与硝酸银反应形成稳定的络合物。氰化钾对锑离子没有络合作用。它的浓度会影响镀液的稳定性、均镀能力和镀层的致密度，对阳极的溶解性能也有作用。浓度低时，镀液稳定性差，均镀能力不好，溶液浑浊，镀层粗糙。浓度高时，镀层结晶细致，镀液均镀能力强，镀液稳定，阳极溶解性能好。过高的浓度会造成电流效率低，阴极析氢加大。

(www.zuozong.com)

图3-63 酒石酸锑钾对镀层含锑量的影响

（4）酒石酸钾钠 酒石酸钾钠起到稳定锑盐的作用，是锑离子的配位剂。浓度低时，锑离子稳定性差，镀液浑浊。浓度过高，影响锑离子析出，造成镀层锑含量不足。

（5）碳酸钾和氢氧化钾 它们在镀液中起导电作用。同时，也能提高镀液的覆盖能力。它们都是强电解质，在镀液中完全电离。氢氧化钾有吸收空气中二氧化碳的作用：

2KOH+CO₂→K₂CO₃+H₂O（3-9）

所以，在配制镀液时，碳酸钾的浓度要取下限。除了导电作用外，它们还有稳定氰化物的作用。

（6）硝酸钾 在配方中没有加入硝酸钾，从反应式（3-5）中看到，在硝酸银与氰化钾反应过程中，产生了副产物硝酸钾。

硝酸钾在镀液中有提高电流使用范围的作用，尤其是提高电流密度区的使用范围。

（7）光亮剂 尽管锑离子能够增加镀层的亮度，但这种亮度仍显不足，而且光亮范围较窄。为了弥补这一不足，需要加入少量有机光亮剂。例如糖精、硫脲衍生物与非离子表面活性剂混合使用，都能获得光亮镀层。

4.操作条件及控制

（1）温度 温度变化会对镀液性能产生影响。温度低时，金属离子运动速度缓慢，电流使用范围窄，生产效率低，镀液覆盖能力差，镀层易烧焦。温度过高，镀液均镀能力下降，镀液稳定性差，镀液浑浊，镀层粗糙，不利于锑金属离子的沉积。锑含量下降，造成合金镀层硬度下降，如图3-64所示。

（2）电流密度 随着电流密度的提高，镀层中的锑含量也随之升高。镀层硬度也提高了。图3-65示出了温度对镀层硬度的影响。

图3-64 温度对银锑镀层硬度的影响

图3-65 温度对镀层硬度的影响

从图中可以看到，在电流密度为0～1.0A/dm²范围内，随着电流密度的提高，镀层硬度随之升高，1A/dm²时硬度达到最高。继续提高电流密度，镀层硬度反而下降。在测定电流密度对镀层锑含量的影响时，却发现镀层中的锑含量并没有下降，如图3-66所示。

比较图3-65和图3-66的结果，发现镀层的硬度与镀层的含锑量并不呈正比，可能与结晶形态改变有关。

（3）搅拌 搅拌镀液使镀液运动起来有助于离子的运动，起到消除浓差极化的作用。在生产时可以使用大电流，也能提高镀层的整平性和亮度。

（4）阳极 阳极一般使用纯银板，锑离子靠补加锑盐解决。

5.镀液维护

1）定期化验，按化验结果补加所缺原料，尤其注意锑盐的补加。

图3-66 电流密度对镀层锑含量的影响

2）掉入镀槽内的零件要及时捞出，以免金属杂质进入镀液。

3）采用酒石酸锑钾补充锑离子时，按照每1000A·h加入100～150g酒石酸锑钾的方法补充，最好采用镀液溶解。加入酒石酸锑钾后要搅拌镀液使之均匀。

4）定期过滤镀液。