目前国内镀锡板钝化工艺大多采用重铬酸钠溶液,钝化过程引入剧毒的六价铬,不利于环保。随着人们环保意识的提高,铬酸盐钝化工艺终将被无铬钝化工艺取代。本研究围绕镀锡板无铬钝化工艺技术开展工作,主要研究内容及结论如下:在实验室通过正交实验法和单因素法研究了无铬钝化液浓度、干燥温度和时间等因素对钝化效果的影响规律,对比分析镀锡板的微观形貌、抗性和耐蚀性,确定了无铬钝化的最佳工艺参数。得出如下结论:正交实验中,钝化液浓度为5%,干燥温度为120℃,干燥时间为1s时镀锡板性能最好。单因素实验中,仅改变钝化液浓度时,随着钝化液浓度增加,镀锡板性能先提高到峰值,然后开始降低,之后性能又提高。钝化液浓度为10%时镀锡板性能最佳。仅改变钝化温度时,随着钝化温度的升高,镀锡板性能先提高后降低,钝化温度为35℃时钝化效果最好。研究了无铬钝化膜的结构及形成机理:利用扫描电子显微镜观察镀锡板的表面微观形貌,发现表面有一层致密的膜状结构,由沉积位点向周围扩散。通过电子探针检测,发现钝化膜含有Ti、Zr、F、Mn、N、P等多种元素。采用X射线电子能谱分析仪测定钝化膜表面元素种类和价态,其中Ti元素为Ti4+离子,Zr元素为Zr4+离子,F元素为F-离子。采用辉光放电能谱仪分析样板表面1.0μm范围内元素分布,发现无铬钝化膜中含有较高含量的P和Mn元素,且表面有富Si现象,这表明钝化膜具有明显的分层结构。无铬钝化膜的形成过程分为三个阶段:阳极酸性溶解过程、析氢反应过程和膜沉积过程。钝化反应首先在阴极活性位点处进行,每个位点成膜后向周围区域扩散,直到膜膜相连,最终在镀锡板表面沉积形成完整的钝化膜。在某钢厂电镀锡生产线开展了两轮无铬钝化工业试验。通过喷涂方式实现了无铬钝化过程,对比分析无铬钝化镀锡板的抗性和耐蚀性,得到了现场生产条件下无铬钝化的较佳工艺参数:当钝化液浓度为13%,干燥温度为120℃,挤干辊投入时,钝化膜达到目标厚度。镀锡板抗酸性能稍差,抗硫和涂漆性能达到要求。