Effect of Diffusion from Brass Substrates into Electrodeposited Tin Coatings on Corrosion Resistance and Whisker Growth

Summary

Tin coatings electrodeposited direct on brass have an initial trace zinc content which makes them liable to tarnish in atmospheres containing sulphur dioxide. When more zinc reaches the surface by diffusion from the substrate, susceptibility to corrosive agents increases. Undercoats of copper or nickel are effective long-lasting barriers to zinc diffusion but permit the slower and less damaging growth of intermetallic compounds. Increased thickness of tin coating delays the arrival of diffusing metal at the surface and also reduces the effect on solderability of corrosion of a diffused coating. Diffusion is faster in tin coatings deposited bright. Tests to assess the extent of zinc diffusion and the liability of a coating to deteriorate in long storage with corrosion risk are discussed. Susceptibility of tin coatings to whisker growth has some parallel with their tendency to interdiffuse with the substrate.

Resume

Les revetments d'étain deposés directement sur laiton ont une très faible teneur initiale en zinc qui les rend sujets au ternissement dans les atmosphères contenant de l'anhydride sulphureux. Quand les phénomènes de diffusion à partir du support amènent plus de zinc en surface, il y a accroissement de la sensibilité aux agents corrosifs. Des sous-couches de cuivre ou de nickel sont des barrières efficaces et de longue durée contre la diffusion du zinc, mais elles permettent la croissance de composés intermétalliques avec l'étain, croissance qui est plus lente et moins néfaste. L'accroissement de l'épaisseur du revêtement d'étain retarde l'arrivée en surface du métal qui diffuse et diminue également l'effet de la corrosion sur la soudabilité d'un revêtement diffusé. La diffusion est plus rapide dans les revêtements d'étain déposés brillante. Des essais ont été pratiqués pour avoir une mesure de la diffusion du zinc et pour évaluer la susceptabilité d'un revêtement à la détérioration au cours d'un long stockage avec risques de corrosion. Ces essais sont commentés. La tendance à la croissance de moustaches métalliques sur les revêtements d'ćtain offre quelquc analogie avec la susceptabilité d'interdiffusion avec le support.

Inhaltsuebersicht

Direkt auf Messing niedergeschlagene Zinnüberzüge weisen sofort Spuren von Zink auf, durch die die Ueberzüge dazu neigen, in schwefeldioxidhaltiger Luft anzulaufen. Wenn durch Diffusion mehr Zink aus dem Grundmetall an die Oberfläche gelangt, steigt die Empfindlichkeit gegenüber Korrosionseinflüssen. Zwischenschichten von Kupfer oder Nickel sind wirksame und lange wirkende Sperrschichten gegen die Diffusion von Zink, hierbei entstehen langsamer wachsende und weniger schädliche, intermetallische Zinnverbindungen. Eine Erhöhung der Schichtdicke des Zinnüberzugs verzögert das Auftreten von diffundiertem Metall an der Zinnoberfläche und erniedrigt auch den Einfluss der Korrosion auf die Lötbarkeit eines Ueberzugs mit Diffusionserscheinungen. Die Diffusion ist stärker in glänzend abgeschiedenen Zinnüberzügen. Versuche zur Erfassung des Ausmasses der Zinkdiffusion und der Neigung eines Ueberzugs, sich bei längerer Lagerzeit unter korrosions- fördernden Bedingungen ungünstig zu verändern, werden besprochen. Die Neigung zum Wachsen von Whiskers auf Zinnüberzügen zeigt eine gewisse Parallele mit der Empfindlichkeit für gegenseitige Diffusion zwischen Unterschicht und Zinnschicht.