[科普中国]-铅锡合金

铅锡合金，指的是铅基或锡基轴承合金。与铅基轴承合金统称为巴氏合金。铅锡合金中的铅和锡含量不同时，会使得合金有不同的熔点，性能也不同，而因为铅和锡的标准电极电位相差很小，所以在电镀行业有广泛的运用。

分类①铅基或锡基轴承合金。与铅基轴承合金统称为巴氏合金。含锑3%～15%，铜3%～10%，有的合金品种还含有10%的铅。锑、铜用以提高合金的强度和硬度。其摩擦系数小，有良好的韧性、导热性和耐蚀性，主要用以制造滑动轴承。

②铅锡焊料。以锡铅合金为主，有的锡焊料还含少量的锑。含铅38.1%的锡合金俗称焊锡，熔点约183℃，用于电器仪表工业中元件的焊接，以及汽车散热器、热交换器、食品和饮料容器的密封等。③铅锡合金涂层。利用锡合金的抗蚀性能，将其涂敷于各种电气元件表面，既具有保护性，又具有装饰性。常用的有锡铅系、锡镍系涂层等。

④铅锡合金（包括铅锡合金，无铅锡合金）可以用来生产制作各种精美合金饰品、合金工艺品，如戒指、项链、手镯、耳环、胸针、纽扣、领带夹、帽饰、工艺摆饰、合金相框、宗教徽志、微型塑像、纪念品等。1

特点1.铅锡合金性能稳定，熔点低，流动性好，收缩性小。

2.铅锡合金晶粒幼细，韧性良好，软硬适宜，表面光滑，无砂洞，无疵点，无裂纹，磨光及电镀效果好。

3.铅锡合金离心铸造性能好，韧性强，可以铸造形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。

4.铅锡合金产品可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。

5.铅锡合金晶体结构致密,在原料方面确保铸件尺寸公差小,表面精美，后处理瑕疵少。

在简单络离子的酸性电解液中，铅锡合金在很低的电流密度下即可产生共沉积，铅锡合金镀层比同样厚度的铅镀层和锡镀层孔隙率低。含锡60%、含铅40%的铅锡合金具有最低的共熔点183℃，它的焊接性能远远超过纯锡镀层。因此，在航空航天、电子电器行业得到了广泛的应用.。性能稳定，熔点低，流动性好，收缩性小。晶粒幼细，韧性良好，软硬适宜，表面光滑，无砂洞，无疵点，无裂纹，磨光及电镀效果好。

电镀铅锡合金铅锡合金镀层在工业上应用很广，通过改变镀液中两种金属离子的浓度比就可以得到铅、锡含量不同的各种铅锡合金。镀层中含锡6%～10%的合金镀在钢带上可提高防腐蚀能力、可焊性和与油漆的结合力，且具有良好的润滑性能；含锡15%～25%的镀层常用于表面润滑、助黏、助焊；含锡45%～55%的合金镀层可以用作防止海水等介质腐蚀；含锡55%～65%的镀层可提高电子元件表面的焊接性。纯锡中加入1%～3的铅可防止“锡须”的生成。铅锡合金镀层中锡的含量随镀液中锡的含量和电流密度的增加而增加。

铅和锡的标准电极电位相差很小（Pb/Pb2+为-0.126V，Sn/Sn2+为-0.136V），而氢过电位又高，因此可通过控制镀液中的铅锡含量比例和电流密度来实现在简单强酸性镀液中的共沉积，得到各种要求比例的铅锡合金镀层。

1）锡质量分数为5%～15%的合金镀层具有良好的防腐蚀性能及润滑性能，常用于钢铁制品的防腐。

2）锡质量分数为6%～20%的合金镀层减磨性能优良，常用于滑动轴承表面的电镀。

3）锡质量分数为60%～65%的合金镀层耐蚀性和焊接性优良，常用作印制电路板电镀。

4）锡质量分数为75%～90%的合金镀层具有良好的焊接性，常用于电子元器件引线的电镀。

5）若在纯锡镀中加入1%～3%的铅，可有效防止锡须的形成。2

铅锡合金的特性铅基合金中最重要的是铅锡合金。这种合金具有浅灰色的金属光泽，比较柔软，孔隙率比单层铅或锡低。铅和锡的标准电极电位差只有10mV，且氢的过电位高，因此可在简单的强酸性镀液中共析，只需控制铅锡离子浓度比与电流密度便可得到任何一种合金成分的合金电镀层，其电流效率接近100%。

铅锡合金的镀液，除了使用最多的氟硼酸盐镀液外，还有氨基磺酸盐、酚磺酸盐、烷醇磺酸盐和柠檬酸盐镀液均已应用于生产。

铅锡合金的金相组织为过饱和固溶体，但在贮存过程中会逐渐出现相变。在某些特殊情况下组分也会与基体形成金属间化合物，例如锡与铜，这一特性具有特殊要求的场合，应考虑在其基体和铅锡合金镀层之间加镀中间隔离层。

锡铅合金的熔点比纯锡和纯铅还低，它的突出优点是孔隙率、可焊性比单金属好。如纯锡镀层长期放置，表面会长出针状结晶（锡须），能引起短路；在低温还可产生“锡瘟”。在纯锡中只要加入2%～3%以上的铅，这种现象就不易发生。因此该镀层是电子元器件中最受重视的可焊性镀层。

含锡量不同的铅锡合金具有不同的性质与用途。通常各种铅锡合金的用途是按其所含合金成分不同来决定。

铅锡最低共熔点（183℃）时的组成是锡61.9%、铅38.1%，此时的合金具有最大的焊接强度与湿润能力，故目前焊料和焊接镀层大多采用60%锡、40%铅的合金镀层。3

用途含锡量不同的铅锡合金具有不同的性质与用途。通常各种铅锡合金的用途是按其所含合金成分不同来决定。3

|| || 铅锡合金镀层含锡量与用途

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学