PSA与MSA电镀锡产品库存3年后的性能对比

2021-04-19陈远洪魏学东张诚

电镀与涂饰 2021年5期

陈远洪，魏学东，张诚

（河钢集团衡水板业有限公司，河北衡水 053000）

电镀锡板是一种环保、安全的包装材料，广泛用于食品罐、饮料罐、气雾罐、化工桶和各类包装杂罐[1]。但在日益严峻的环保形势下，苯酚磺酸(简称 PSA)镀锡体系由于排放废水 COD(化学需氧量)高，废镀液需通过化学氧化还原处理，且存在不彻底的风险，已经不能满足环保形势的要求。甲基磺酸(简称MSA)镀锡体系镀液的COD是PSA镀液的1/10，同时兼备工艺操作窗口广、药品无毒副作用的优点。MSA镀锡满足《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》(RoHS)、《化学品的注册、评估、授权和限制》(REACH)法规的要求，是一种环保型工艺，其镀液中含有的MSA按照经济合作与发展组织(OECD)对有机生物降解性能的评价标准，属于易生物降解有机物，在24 d内可以完全降解，符合环保的需要。

国内某电镀锡机组于2016年12月将原PSA镀锡体系成功切换为MSA镀锡体系。为准确对比2种工艺的产品质量，MSA切换前选取3卷铁，规格分别为0.2 × 800 × C(镀锡量2.8/5.6)、0.18 × 823 × C(镀锡量1.1/1.1)和0.19 × 832 × C(镀锡量2.0/2.0)，先使用原来的PSA工艺生产出不同镀锡量的产品，合计生产半卷约5 t之后切退；在MSA切换后，确保设定电流、边缘罩位置与前半卷生产的一致，槽液温度等工艺参数稳定后，用剩余半卷生产对应的产品。此3卷产品于2016年12月生产，库存至实验时已超过3年。

1 两种镀锡体系镀锡产品的质量对比

1.1 镀锡量的均匀性

按GB/T 1838–2008《电镀锡钢板镀锡量试验方法》，检测锡板横向镀锡量分布，正面由操作侧到传动侧依次检测10个点；点1和点10为边部冲2个半圆拼接后检测，反面由操作侧到传动侧依次检测10个或11个点；点1和点10(或点11)为边部冲2个半圆拼接后检测，检测结果如图1和图2所示。可见MSA镀锡工艺边缘镀锡量超厚的程度(即边缘效应)较PSA镀锡工艺有所减轻。

图1 两种镀锡工艺在不同正面镀锡量下的均匀性对比Figure 1 Uniformity comparison of two types of tin electroplating processes under different deposition amounts of tin in front side

图2 两种镀锡工艺在不同反面镀锡量下的均匀性对比Figure 2 Uniformity comparison of two types of tin electroplating processes under different deposition amounts of tin in back side

1.2 氧化膜检测情况

使用宝钢技术中心生产的氧化膜测试仪检测氧化膜，结果见表1。可见MSA工艺样品的氧化程度较PSA工艺样品略低。

表1 正反面氧化膜的检测数据Table 1 Inspection data of oxide films in front and back sides

1.3 铁溶出情况

按GB/T 22316–2008《电镀锡钢板耐腐蚀性试验方法》进行检测，结果是指20.4 cm2镀锡板表面的铁溶出量，依据GB/T 2520–2017《冷轧电镀锡钢板及钢带》的要求，检测结果见表2。MSA工艺样品的铁溶出值较PSA工艺样品略低，但两种工艺样品的检测结果均低于国标。

表2 两种工艺铁溶出值的检测结果Table 2 Test results of iron dissolution values for two processes

1.4 黑灰情况

在镀锡板上放置好干净的滤纸，在滤纸上放置一个重1 kg的圆形砝码(直径75 mm)，按垂直于钢板轧制方向匀速拖动纸巾500 mm，取下砝码后比对滤纸检测部位发黑情况，判级结果见表3。可见MSA工艺样品的黑灰情况比PSA工艺样品好。

表3 两种工艺黑灰情况检测对比Table 3 Comparison of smudge grades of two processes

1.5 晶粒度情况

依 GB/T 2520–2017的要求，按 GB/T 22316–2008对镀锡量 5.6 g/m2的样板进行检测后根据 GB/T 6394–2002《金属平均晶粒度测定方式》判级，PSA工艺的粒度被评为8级，MSA工艺为7级，均符合不大于9级的要求，且MSA工艺生产的产品的晶粒比PSA工艺生产的产品的晶粒要大。

2 两种镀锡体系产品印铁检测相关项目的对比

分别将PSA工艺和MSA工艺生产的2.8/5.6、1.1/1.1(只检测正面)、2.0/2.0(只检测正面)镀锡板送印铁厂进行涂布，涂布量7 ～ 8 g/m2，烘烤温度(203 ± 5) °C，按 QB/T2763–2006《涂覆镀锡(或铬)薄钢板》对不同烘烤次数的产品进行涂印性能检测，结果见表4至表6。MSA工艺样品的附着力在第一次烘烤时与PSA工艺样品基本一致，但烘烤二三次时比PSA工艺稍好。其余指标则基本一致，无明显差别。