The plating of copper-tin alloys has been done for many years and is widely used for a variety of applications. The most common processes are the plating of brass for decorative purposes and the plating of copper-tin deposits for electronic components. Recently there has been an increasing requirement for high performance and specialty electrolytic deposited layers. For example, decorative layers and electronics applications now must fulfill higher technical requirements for corrosion resistance, deposit hardness and wear resistance.

آبکاری آلیاژهای مس-قلع سالهاست که به منظور کاربردهای مختلف بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. معمولترین آنها فرایندها آبکاری برنج تزئینی و آبکاری پوششهای مس-قلع برای قطعات الکترونیکی است. به تازگی یک نیاز فزاینده برای لایه های آبکاری شده با کارایی بالا و ویژه بوجود آمده است. به عنوان مثال، پوشش هایی که به منظور لایه های تزئینی و کاربردهای الکترونیکی تهیه می شوند در حال حاضر باید شرایط فنی بالاتری را برای مقاومت در برابر خوردگی، سختی پوشش و مقاومت در برابر سایش داشته باشند.

The properties of single-metal deposits are fairly stable and can only be slightly enhanced. Process enhancement emphasis is restricted to improved brightener and leveling additives which improve metallurgical properties such as ductility, elongation and overall process stability. By depositing two or more metals simultaneously to form an alloy coating, we can produce properties that are not possible with single metal systems. The properties and performance can be varied by considering an unlimited number of alloying elements and alloy compositions. Therefore, the properties of the deposits can be tailored to fulfill specific requirements and customized applications.

خصوصیات پوشش حاصل از تنها یک فلز، نسبتا پایدار است و تنها می تواند کمی افزایش یابد. در اینجا افزایش بهبود ناشی از براق کننده ها و افزودنیهایی است که باعث بهبود خواص متالورژیکی مانند انعطاف پذیری، کشش و ثبات کلی فرایند می شوند. با ترسیب همزمان دو یا تعداد بیشتری فلز برای تشکیل یک پوشش آلیاژی ما می توانیم خواصی را که با سیستم های تک فلزی امکان پذیر نیست تولید کنیم. خواص و عملکرد پوشش با توجه به تعداد نامحدودی از عناصر سازنده آلیاژ و ترکیب آلیاژ میتواند بسیار متنوع باشد. بنابراین، خواص پوششها می تواند متناسب با نیازها و کاربردهای خاص طراحی شوند.

A perfect example of this approach is the plating of tin alloys, copper-tin alloys and specifically copper-tin-zinc alloys. Copper-tin alloys invented over 40 years ago are now being refined and used in a wide variety of applications from jewelry and architecture to medical and electronic connector parts. In most manufacturing process sequences, copper-tin alloys are plated over acid copper deposits, which tend to level the underlying deposit and increase the alloy coating adhesion.

یک مثال کامل از این روش، ترسیب آلیاژهای قلع، آلیاژهای مس-قلع و به خصوص فلزات مس-قلع-روی است. آلیاژهای مس-قلع که بیش از 40 سال پیش اختراع شده اند در حال حاضر تکمیل شده و در انواع کاربردها از جمله جواهرسازی و ساخت قطعات پزشکی و الکترونیکی استفاده می شوند. در بسیاری از توالی های فرآیند تولید، آلیاژهای مس-روی بر روی پوشش مس اسیدی آبکاری می شوند، که تمایل دارند سطح پوشش زیرین را بالا ببرند و چسبندگی پوشش آلیاژی را افزایش دهند.

White bronze is not actually bronze. It is an alloy consisting of a combination of copper, tin and zinc. Tri-metal alloys are white in color, similar to bright nickel, silver or rhodium and are extremely resistant to tarnish and corrosion. The alloy range is centered around 55% copper, 30% tin and 15% zinc.

برنز سفید درواقع برنز نیست. بلکه آلیاژی است که شامل مس، روی و قلع می باشد. آلیاژهای سه فلزی به رنگ سفید، شبیه به نیکل روشن، نقره یا رودیوم هستند و بسیار مقاوم در برابر خوردگی و تیره شدن هستند. ترکیب درصد حدودی عبارت است از: 55 درصد مس، 30 درصد قلع و 15 درصد روی.

The impetus to develop processes for this deposit alloy initially came from the "nickel-free" legislation first introduced about 15 years ago and was intended to address costume jewelry. Nickel-free requirements have now crossed over into clothing fasteners, car interior trim and numerous commercial and consumer electronic applications. With nickel being banned from any potential skin contact application in the European Union, tri-metal is considered the preferred, practical and safe alternative for items that can come into contact with the skin. Staggeringly, 15% of the population today is estimated to have an allergic reaction to nickel as opposed to only 10% in the 1980s suggesting nickel-related allergies appear to be on the rise. Tri-metal white bronze eliminates this problem and has been proven to be a cost effective and safe alternative.

انگیزه اصلی برای توسعه فرآیندهای این آلیاژ مربوط به وضع قانونی است که 15 سال پیش جهت استفاده از پوششهای عاری از نیکل مطرح شد. عمده مصرف نیکل در حال حاضر مربوط به استفاده در دکمه های لباس،  تزئینات داخلی اتومبیل و بسیاری از کاربردهای تجاری و کاربردهای الکترونیکی است. از آنجایی که استفاده از نیکل در هر گونه کاربردی که احتمال تماس با پوست داشته باشد در اتحادیه اروپا ممنوع است، ترجیح داده می شود از پوشش آلیاژی سه فلزی بعنوان جایگزین کاربردی و بی خطر در مواردی که می تواند با پوست برخورد داشته باشند استفاده شود. به تدریج، برآورد شده است که 15٪ جمعیت کنونی جهان یک واکنش آلرژیک به نیکل دارند، در حالی که در دهه 1980 تنها 10٪ افراد این این رفتار آلرژیک را نشان می دادند که نشان می دهد آلرژی های مرتبط با نیکل در حال افزایش است. مشخص شده است که برنز سفید رنگ سه فلزی این مشکل را برطرف می کند و ثابت شده است که هم از نظر هزینه و هم از نظر ایمنی جایگزین مطمئنی برای نیکل است.

Because of its appearance and chemical properties - being highly resistant to corrosion and wear, being solderable, non-magnetic, smooth and non-porous - tri-metal is an ideal substitute for nickel and silver for high frequency RF connector and other electronic applications. The bright white finish of tri-metal plating can also be used as an undercoat with palladium, palladium-nickel, silver or gold products or as a topcoat with those finishes. Tri-metal plating creates a non-toxic, non-magnetic deposit that is highly resistant to corrosion. This metal finishing application and deposit has low porosity and a low coefficient of friction. Lead-free tri-metal plating is outstanding for solder applications.

این آلیاژ به علت ظاهر و خواص شیمیایی که دارد مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش دارد، لحیم پذیر، غیر مغناطیس، صاف و غیر متخلخل است – آلیاژ سه فلزی یک جایگزین ایده آل برای نیکل و نقره برای اتصال به RF فرکانس بالا و دیگر کاربردهای الکترونیکی است. جلای سفید براق پوشش آبکاری شده سه فلزی می تواند به عنوان پوشش آستری با پوششهای پالادیوم، پالادیوم-نیکل، نقره یا طلا استفاده شود. پوشش سه تایی فلزی باعث ایجاد یک رسوب غیر سمی و غیر مغناطیس می شود که بسیار مقاوم در برابر خوردگی است. این پوشش آبکاری شده دارای تخلخل کم و ضریب اصطکاک پایین است. از آنجایی که این پوشش سه تایی بدون سرب است برای کاربردهای لحیم کاری مطلوب است.

Reference

https://www.pfonline.com/articles/white-bronze-copper-tin-zinc-tri-metal-expanding-applications-and-new-developments-in-a-changing-landscape

Prepared by research and development unit of jalapardazan (JP)

October 2018

تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا (JP)

مهر97