Сплав олова и свинца обладает особыми параметрами, позволяющими применять его в различных отраслях промышленного производства. Технические характеристики и физические свойства каждого металла определяют их использование для длительного хранения продуктов, пайки и обработки поверхности деталей с целью увеличения срока эксплуатации.
Сплав олова со свинцом используется для придания прочности изготавливаемым деталям
Свинец – продукт отходов переработки серебра – оказался очень полезным металлом в производстве
Археологические артефакты свидетельствуют о том, что этот химический элемент был известен человеку более 6000 лет назад. Его открытие связано с присутствием металла в рудах, содержащих серебро. При их выплавке материал выбрасывался в отходы, но со временем из него начали делать различные изделия: фигурки, водопроводные трубы. В настоящее время свинец применяется:
Главным потребителем свинца является автомобильная промышленность, где широко применяются баббиты. Производство свинцовых стартерных аккумуляторов постоянно растет, в разработки вносятся усовершенствования.
В химической промышленности материал используют для покрытия стальных изделий: аппаратов, резервуаров, трубопроводов. Так как железо и свинец между собой не соединяются, то на изделия предварительно наносят тонкий слой расплавленного олова. Такой процесс обработки называется лужением.
В производстве применяется не только чистый свинец, но и его соединения. Например, оксид свинца используется при изготовлении стекла. Незначительная добавка соединения в материал при плавке стекла позволяет придать хрустальным изделиям прозрачность естественного минерала - горного хрусталя.
Олово – от ложки до радиатора
Данный химический элемент известен более 3500 лет и изначально предназначался для изготовления столовых предметов. Современное потребление олова связано с консервной промышленностью.
Патент на способ хранения продуктов в жестяных банках принадлежит повару из Франции. С 1810 года человечество получило возможность долговременного хранения пищевых продуктов.
Олово является основным компонентом припоев, применяемых для пайки и лужения теплообменных аппаратов, радиаторов автомобильных двигателей, лужения медицинской и пищевой аппаратуры.
Материал используется для производства оловянной бронзы, обладающей отличными механическими, литейными, антикоррозионными свойствами. Такие сплавы применяются в деталях, предназначенных для эксплуатации в особых условиях и и при особой нагрузке.
Сплавом, обладающим низким коэффициентом трения, является баббит. Он содержит 83% олова, сурьму и медь. Его применяют в производстве подшипников. Благодаря устойчивому соединению сурьмы и меди сплав имеет высокую твердость.
Механизм работы подшипника и компоненты состава исключают возникновение механических повреждений на поверхности детали.
Олово обладает специфическими физическими свойствами:
Истории известны случаи таких преобразований. Пуговицы, сделанные из чистого материала, на морозе теряли свою форму, а «оловянная чума» разрушала слитки металла.
Еще в древности эти материалы различали только по цвету и называли белым и черным оловом. Между ними существуют различия, которые можно легко установить без дополнительных анализов.
Масса свинца выше в 1,5 раза, чем у олова. Зато олово имеет высшую твердость и трещит при деформации. Свинец легко окисляется с образованием пленки серого цвета.
Какие компоненты содержит сплав олова со свинцом, определить сложнее. Приблизительный показатель можно получить при фиксировании температуры и характера плавления соединения.
Подшипниковые материалы, содержащие олово и свинец, сплав металлов с никелем, теллуром, кальцием, обладают высокой устойчивостью к износу.
Олово и свинец прекрасно дополняют друг друга, что делает их сплав незаменимым в производстве
Припои на основе этих металлов различаются температурой плавления. Мягкие, с температурой плавления до +300 °C, содержат висмут и кадмий. Твердые (тугоплавкие) припои, переходящие в жидкое состояние при +500 °C, в своем составе имеют серебро, цинк, медь.
Для пайки сплавов с высоким содержанием олова, в которых отсутствует свинец, рекомендуется использование реактивов, разбавленной азотной кислоты. При травлении состава основа чернеет, а места с низким содержанием металла остаются светлыми, что позволяет улучшить качество пайки деталей.
Расплавленный чистый свинец не скользит по поверхности, не смачивая ее, но сплав с оловом позволяет получить качественное покрытие. Рабочая температура ванн устанавливается в зависимости от долевого содержания сплавляющего металла.
В случае необходимости уменьшения масляного зазора подшипников и улучшения условий работы деталей применяют поверхностное покрытие сплавами олова или свинца.
Для покрытия поверхности без содержания углеродов в качестве полуды применяют сплав, содержащий 90% свинца, 5% олова и 5% сурьмы. Состав сплава влияет на текучесть материала, которая варьируется в зависимости от соотношения компонентов.
Припои оловянно-свинцовые в изделиях, ГОСТ 21931-76
Припои - присадочные металлы (сплавы), способные в расплавленном состоянии заполнить зазор между спаиваемыми изделиями и в результате затвердевания образовывать неразборное прочное соединение.
Поставляются в виде круглой проволоки, ленты, трехгранных, круглых прутков, круглых трубок, заполненных флюсом, и порошка
Некоторые виды припоев:
Припои оловянно-свинцовые в чушках, ГОСТ 21930-79
Настоящий стандарт распространяется на припои оловянно-свинцовые (ПОС) в чушках и в изделиях, применяемые в основном для лужения и пайки деталей. Показатели данного стандарта соответствуют высшей категории качества.
Малосурьмянистые
|
Область применения |
||||
|
ПОССу 61-0,5 |
Остальное |
Пайка деталей, чувствительных к перегревам |
||
|
ПОССу 50-0,5 |
Остальное |
Авиационные радиаторы |
||
|
ПОССу 40-0,5 |
Остальное |
Оцинкованные детали холодильников, радиаторные трубки, обмотки электрических машин |
||
|
ПОССу 35-0,5 |
Остальное |
Кабельные оболочки электротехнических изделий, тонколистовая упаковка |
||
|
ПОССу 30-0,5 |
Остальное |
Радиаторы |
||
|
ПОССу 25-0,5 |
Остальное |
Радиаторы |
||
|
ПОССу 18-0,5 |
Остальное |
Трубки теплообменников, электролампы |
||
Сурьмянистые
|
Область применения |
||||
|
Остальное |
Трубопроводы, работающие при повышенных температурах, изделия электропромышленности |
|||
|
Остальное |
Холодильные устройства, тонколистовая упаковка |
|||
|
Остальное |
Холодильники, электроламповое производство, абразивная упаковка |
|||
|
Остальное |
Изделия автомобилестроения |
|||
|
Остальное |
||||
|
Остальное |
||||
|
Остальное |
||||
|
Остальное |
Электроламповое производство |
|||
|
Остальное |
Трубчатые радиаторы, детали, работающие при повышенных температурах |
|||
|
Остальное |
Шпатлевка кузовов автомобилей, пайка белой жести |
|||
|
Остальное |
Изделия автомобилестроения |
|||
Одним из основных элементов электромонтажных и радиомонтажных работ является пайка. Качество монтажа во многом определяется правильным выбором необходимых припоев и флюсов, применяемых при пайке проводов, сопротивлений, конденсаторов и т. п.
Для облегчения этого выбора ниже приводятся краткие сведения о твердых и легких припоях и флюсах, пользовании ими и их изготовлении.
Пайка представляет собой соединение твердых ме- таллов при помощи расплавленного припоя, имеющего температуру плавления меньшую, чем температура плавления основного металла.
Припой должен хорошо растворять основной металл, легко растекаться по его поверхности, хорошо смачивать всю поверхность пайки, что обеспечивается лишь при полной чистоте смачиваемой поверхности основного металла.
Для удаления окислов и загрязнений с поверхности спаиваемого металла, защиты его от окисления и лучшего смачивания припоем служат химические вещества, называемые флюсами.
Температура плавления флюсов ниже, чем температура плавления припоя. Различают две группы флюсов: 1) химически активные, растворяющие пленки окиси, а часто и сам металл (соляная кислота, бура, хлористый аммоний, хлористый цинк) и 2) химически пассивные, защищающие лишь спаиваемые поверхности от окисления (канифоль, воск, стеарин и т. п.). .
В зависимости от химического состава и температуры плавления припоев различают пайку твердыми и мягкими припоями. К твердым относятся припои с температурой плавления выше 400°С, к легким - припои с температурой плавления до 400°С.
Основные материалы, применяемые для пайки.
Олово - мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Удельный вес при температуре 20°С - 7,31. Температура плавления 231,9°С. Хорошо растворяется в концентрированной соляной или серной кислоте. Сероводород на него почти не влияет. Ценным свойством олова является его устойчивость во многих органических кислотах. При комнатной температуре мало поддается окислению, но при воздействии температуры ниже 18°С способен переходить в серую модификацию ("оловянная чума"). В местах появления частиц серого олова происходит разрушение металла. Переход белого олова в серое резко ускоряется при понижении температуры до -50°С. Для пайки может применяться как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами.
Свинец - синевато-серый металл, мягкий, легко поддается обработке, режется ножом. Удельный вес при температуре 20°С 11,34. Температура плавления 327qC. На воздухе окисляется только с поверхности. В щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко. Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений. Применяется для изготовления припоев.
Кадмий - серебристо-белый металл, мягкий, пластичный, механически непрочный. Удельный вес 8,6. Температура плавления 321°С. Применяется как для антикоррозийных покрытий, так и в сплавах со свинцом, оловом, висмутом для легкоплавких припоев.
Сурьма - хрупкий серебристо-белый металл. Удельный вес 6,68. Температура плавления 630,5°С. На воздухе не окисляется. Применяется в сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких припоев.
Висмут - хрупкий серебристо-серый металл. Удельный вес 9,82. Температура плавления 271°С. Растворяется в азотной и горячей серной кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения легкоплавких припоев.
Цинк - синевато-серый металл. В холодном состоянии хрупок. Удельный вес 7,1. Температура плавления 419°С. В сухом воздухе окисляется, во влажном воздухе покрывается пленкой окиси, которая предохраняет его от разрушения. В соединении с медью дает ряд прочных сплавов.. Легко растворяется в слабых кислотах. Применяется для изготовления твердых припоев и кислотных флюсов.
Медь - красноватый металл, тягучий и мягкий. Удельный вес 8,6 - 8,9. Температура плавления 1083 С. Растворяется в серной и азотной кислотах и в аммиаке. В сухом воздухе почти не поддается окислению, в сыром воздухе покрывается окисью зеленого цвета. Применяется для изготовления тугоплавких припоев и сплавов.
Канифоль -продукт переработки смолы хвойных деревьев Более светлые сорта канифоли (более тщательно очищенные) считаются лучшими. Температура размягчения канифоли от 55 до 83°С. Применяется как флюс для пайки мягкими припоями.
Припой оловянно-свинцовый в изделиях и чушках ГОСТ 21930-76 настоящий стандарт распространяется на оловянно-свинцовые припои, применяемые для лужения и пайки деталей. В зависимости от химического состава оловянно-свинцовые припои изготавливаются следующих марок:
Бессурьмянистые - ПОС-90, ПОС-63, ПОС-61, ПОС-50, ПОС-40, ПОС-30, ПОС-10;
Малосурьмянистые - ПОССу 61-05, ПОССу 50-05, ПОССу 40-05, ПОССу 35-05, ПОССу 30-05, ПОССу 25-05, ПОССу 18-05;
Сурьмянистые - ПОССу 40-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2.
Припои оловянно-свинцовые изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции, утвержденной в установленном порядке. Химический состав припоев должен соответствовать требованиям таблицы 1, массовая доля примесей указана в таблице 2.
Химический состав оловянно-свинцовых припоев ГОСТ 21931-76
таблица 1
|
химический состав, % |
область применения |
|||||
|
марка припоя |
основные компоненты |
|||||
|
бессурьмянистые |
||||||
|
остальное |
пищевая посуда, медицинская аппаратура |
|||||
|
остальное |
радиоэлектронная аппаратура, печатные плиты, точные приборы |
|||||
|
остальное |
||||||
|
остальное |
||||||
|
остальное |
электроаппаратура, детали из оцинкованного железа |
|||||
|
остальное |
изделия машиностроения |
|||||
|
остальное |
контактные поверхности электрических аппаратов, приборов, реле |
|||||
|
малосурьмянистые |
||||||
|
ПОССу 61-05 |
остальное |
пайка деталей, чувствительных к перегревам |
||||
|
ПОССу 50-05 |
остальное |
авиационные радиаторы |
||||
|
ПОССу 40-05 |
остальное |
оцинкованные детали холодильников, радиаторные трубки, обмотки электрических машин |
||||
|
ПОССу 35-05 |
остальное |
кабельные оболочки электротехнических изделий, тонколистовая упаковка |
||||
|
ПОССу 30-05 |
остальное |
радиаторы |
||||
|
ПОССу 25-05 |
остальное |
|||||
|
ПОССу 18-05 |
остальное |
трубки теплообменников, электролампы |
||||
|
сурьмянистые |
||||||
|
остальное |
холодильные устройства, тонколистовая упаковка |
|||||
|
остальное |
холодильники, электроламповое производство, абразивная упаковка |
|||||
|
остальное |
изделия автомобилестроения |
|||||
|
остальное |
||||||
Примесный состав оловянно-свинцовых припоев ГОСТ 21931-76
таблица 2
|
массовая доля, % |
||||||||||
|
марка припоя |
примесей, не более |
|||||||||
|
алюминий |
||||||||||
|
бессурьмянистые |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
малосурьмянистые |
||||||||||
|
ПОССу 61-05 |
остальное |
|||||||||
|
ПОССу 50-05 |
остальное |
|||||||||
|
ПОССу 40-05 |
остальное |
|||||||||
|
ПОССу 35-05 |
остальное |
|||||||||
|
ПОССу 30-05 |
остальное |
|||||||||
|
ПОССу 25-05 |
остальное |
|||||||||
|
ПОССу 18-05 |
остальное |
|||||||||
|
сурьмянистые |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
|
остальное |
||||||||||
Мягкие припои.
Пайка мягкими припоями получила широкое распространение, особенно при производстве монтажных работ. Наиболее часто применяемые мягкие припои содержат значительное количество олова. В табл. 1 приведены составы некоторых свинцово-оловянных припоев.
Таблица 1
|
Химический состав в % |
Температура |
|||||||
|
примесей не более |
||||||||
При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру плавления.
Наибольшее применение находит припой марки ПОС-40. Он применяется при пайке соединительных проводов, сопротивлений, конденсаторов. Припой ПОС-30 используют для пайки экранирующих покрытий, латунных пластинок и других деталей. Наряду с примеиением стандартных марок находит применение и припой ПОС-60 (60% олова и 40% свинца).
Мягкие припои изготовляются в виде прутков, болванок, проволоки (диаметром до 3 мм) и трубок, наполненных флюсом. Технология указанных припоев без специальных примесей несложна и вполне осуществима в условиях мастерской: свинец расплавляют в графитовом или металлическом тигле и в него небольшими частями добавляют олово, содержание которого определяют в зависимости от марки припоя. Жидкий сплав перемешивают, снимают нагар с поверхности и расплавленный припой выливают в деревянные или стальные формочки. Добавление висмута, кадмия и других присадок не обязательно.
Для пайки различных деталей, не допускающих значительного перегрева, применяются особо легкоплавкие припои, которые получают добавлением в свинцово-оловянные припои висмута и кадмия или одного из этих металлов. В табл. 2 приведены составы некоторых легкоплавких припоев.
Таблица 2
|
Химический состав в % |
Температура плавления в °С |
||||
При использовании висмутовых и кадмиевых припоев следует учитывать, что они обладают большой хрупкостью и создают менее прочный спай, чем свинцово-оловянные.
Твердые припои.
Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро-и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои. В табл. 3 приведены составы некоторых медно-цинковых припоев.
Таблица 3
В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни с содержанием 60-68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной меди. Расплавленный припой разливается в формочки. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припаиваемого металла. Кроме указанных медно-цинковых припоев, находят применение и серебряные припои. Составы последних приведены в табл. 4.
Таблица 4
|
Химический состав в % |
Температура плавления в о С |
|||||
|
примеси не более |
||||||
|
Ос т а л ь н о е |
||||||
Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 - для пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием серебра - для пайки волноводов, объемных контуров и т. п.
Кроме стандартных серебряных припоев, используются и другие, составы которых приведены в табл. 5.
Таблица 5
|
Химический состав в % |
Температура плавления в |
||||
Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля, второй, обладающий высокой проводимостью,- для пайки проводов; третий может применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки меди, ее сплавов, никеля, стали.
В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с температурой плавления 1083°С.
Припои для пайки алюминия.
Пайка алюминия вызывает большие затруднения вследствие его способности легко окисляться на воздухе. В последнее время находит применение пайка алюминия с помощью ультразвуковых паяльников. В табл. 6 приведены составы некоторых припоев для пайки алюминия.
Таблица 6
|
Химический состав в % |
Примечание |
|||||
|
алюминий |
||||||
|
Мягкие припои |
||||||
|
Твердые припои с температурой плавления 525 о С |
||||||
При пайке алюминия в качестве флюсов применяют органические вещества: канифоль, стеарин и т. п.
Последний припой (твердый) применяется со сложным флюсом, в состав которого входит: хлористый литий (25-30%), фтористый калий (8-12%), хлористый цинк (8-15%), хлористый калий (59-43%). Температура плавления флюса около 450°С.
Флюсы.
От качества флюса во многом зависит хорошее смачивание припоем мест спайки и образование прочных швов. При температуре паяния флюс должен плавиться и растекаться равномерным слоем, в момент же пайки он должен всплывать на внешнюю поверхность припоя. Температура плавления флюса должна быть несколько "иже температуры плавления применяемого припоя.
Химически активные флюсы (кислотные)- это флюсы, имеющие в большинстве случаев в своем составе свободную соляную кислоту. Существенным недостатком кислотных флюсов является интенсивное образование коррозии паяных швов.
К химически активным флюсам прежде всего относится соляная кислота, которая употребляется для пайки стальных деталей мягкими припоями. Кислота, оставшаяся после пайки на поверхности металла, растворяет его и вызывает, появление коррозии. После пайки изделия необходимо промыть горячей проточной водой. Применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры запрещается, так как во время эксплуатации возможно нарушение электрических контактов в местах пайки. Следует учитывать, что соляная кислота при попадании на тело вызывает ожоги.
Хлористый цинк (травленая кислота) в зависимости от условий пайки применяется в виде порошка или раствора. Используется для пайки латуни, меди и стали. Для приготовления флюса необходимо в свинцовой или стеклянной посуде растворить одну весовую часть цинка в пяти весовых частях 50-процентной соляной кислоты. Признаком образования хлористого цинка служит прекращение выделения пузырьков водорода. Из-за того, что в растворе всегда имеется небольшое количество свободной кислоты, в местах пайки возникает коррозия, поэтому после пайки место спая должно тщательно промываться в проточной горячей воде. Пайку с хлористым цинком в помещении, где находится радиоаппаратура, производить нельзя. Применять хлористый цинк для пайки электро и радиоаппаратуры также нельзя. Хранить хлористый цинк необходимо в стеклянной посуде с плотно закрытой стеклянной пробкой.
Бура (водная натриевая соль пироборной кислоты) применяется как флюс при пайке латунными и серебряными припоями. Легко растворяется в воде. При нагревании превращается в стекловидную массу. Температура плавления 741°С. Соли, образующиеся при пайке бурой, необходимо удалять механической зачисткой. Порошок буры следует хранить в герметически закрытых стеклянных банках.
Нашатырь (хлористый аммоний) применяется в виде порошка для очистки рабочей поверхности паяльника перед лужением.
Химически пассивные флюсы (бескислотные).
К бескислотным флюсам относятся различные органические вещества: канифоль, жиры, масла и глицерин . Наиболее широко в электро- и радиомонтажных работах применяется канифоль (в сухом виде или раствор ее в спирте). Самое ценное свойство канифоли, как флюса, заключается в том, что ее остатки после пайки не вызывают коррозии металлов. Канифоль не обладает ни восстанавливающими, ни растворяющими свойствами. Она служит исключительно для предохранения места пайки от окисления. Для приготовления спирто-во-канифольного флюса берется одна весовая часть толченой канифоли, которая растворяется в шести весовых частях спирта. После полного растворения канифоли флюс считается готовым. При применении канифоли места пайки должны быть тщательно очищены от окислов. Часто для пайки с канифолью детали следует предварительно облуживать.
Стеарин не вызывает коррозии. Используется для пайки с особо мягкими припоями свинцовых оболочек кабелей, муфт и др. Температура плавления около 50°С.
В последнее время широкое применение получила группа флюсов ЛТИ , применяемых для пайки металлов мягкими припоями. По своим антикоррозийным свойствам флюсы ЛТИ не уступают бескислотным, но в то же время с ними можно паять металлы, которые раньше не поддавались пайке, например детали с гальваническими покрытиями. Флюсы ЛТИ могут применяться также для пайки железа и его сплавов (включая нержавеющую сталь), меди и ее сплавов и металлов с высоким удельным сопротивлением (см. табл. 7).
Таблица 7
При пайке с флюсом ЛТИ достаточно произвести очистку мест пайки только от масел, ржавчины и других загрязнений. При пайке оцинкованных деталей удалять цинк с места пайки не следует. Перед пайкой деталей с окалиной последняя должна быть удалена травлением в кислотах. Предварительное травление латуни не требуется. Флюс наносится на место спая с помощью кисточки, что можно сделать заблаговременно. Хранить флюс следует в стеклянной или керамической посуде. При пайке деталей сложного профиля можно применять паяльную пасту с добавлением флюса ЛТИ-120. Она состоит из 70-80 г вазелина, 20-25 г канифоли и 50-70 млг флюса ЛТИ-120.
Но флюсы ЛТИ-1 и ЛТИ-115 имеют один большой недостаток: после пайки остаются темные пятна, а также при работе с ними необходима интенсивная вентиляция. Флюс ЛТИ-120 не оставляет темных пятен после пайки и не требует интенсивной вентиляции, поэтому применение его значительно шире. Обычно остатки флюса после пайки можно не удалять. Но если изделие будет эксплуатироваться в тяжелых коррозийных условиях, то после пайки остатки флюса удаляются при помощи концов, смоченных спиртом или ацетоном. Изготовление флюса технологически несложно: в чистую деревянную или стеклянную посуду заливается спирт, насыпается измельченная канифоль до получения однородного раствора, затем вводится триэтаноламин, а затем активные добавки. После загрузки всех компонентов смесь перемешивается в течение 20-25 минут. Изготовленный флюс необходимо проверить на нейтральную реакцию с лакмусом или метилоранжем. Срок хранения флюса не более 6 месяцев.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИПОЕВ
|
Марка припоя |
Температура плавления, о С |
Плотность, г/см 3 |
Удельное электросопротивление Ом * мм 2 /м |
Теплопроводность, ккал/см * с * град |
Временное сопротивление |
Относительное удлинение, |
вязкость, |
Твердость по Бринеллю, |
|
|
ПОССу 61-0,5 |
|||||||||
|
ПОССу 50-0,5 |
|||||||||
|
ПОССу 40-0,5 |
|||||||||
|
ПОССу 35-0,5 |
|||||||||
|
ПОССу 30-0,5 |
|||||||||
|
ПОССу 25-0,5 |
|||||||||
|
ПОССу 18-0,5 |
|||||||||
Свинцово-оловянный сплав Теrne - Свинцово-оловянный сплав .
Сплав свинца, содержащего от 3 до 15 % Sn, используемый для горячего покрытия окунанием стальных листов или пластин. Покрытия являются гладкими и темными по внешнему виду (terne - тусклый или матовый (фр.)). Применяется для повышения коррозионной стойкости и улучшения способности к деформированию, пайке или окраске.
(Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО "Профессионал", НПО "Мир и семья"; Санкт-Петербург, 2003 г.)
- (a. zinc lead industry; н. Blei Zink Industrie; ф. industrie du plomb et du zinc; и. industrie de plomo y cinc) подотрасль цветной металлургии, объединяющая предприятия по добыче, переработке свинцово цинковых руд, получению металлич.… … Геологическая энциклопедия
Теrne. См. Свинцово оловянный сплав. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал, НПО Мир и семья; Санкт Петербург, 2003 г.) …
Олово - (Tin) Металл олово, добыча и месторождения олова, производство и применение металла информация о металле олово, свойства олова, месторождения и добыча олова, производство и применение металла Содержание Определение термина История… … Энциклопедия инвестора
Металл - (Metal) Определение металла, физические и химические свойства металлов Определение металла, физические и химические свойства металлов, применение металлов Содержание Содержание Определение Нахождение в природе Свойства Характерные свойства… … Энциклопедия инвестора
50 Индий ← Олово → Сурьма … Википедия
Олово / Stannum (Sn) Атомный номер 50 Внешний вид простого вещества серебристо белый мягкий, пластичный металл (β олово) или серый порошок (α олово) Свойства атома Атомная масса (молярная масса) 118,71 а. е. м. (г/моль) … Википедия
Олово / Stannum (Sn) Атомный номер 50 Внешний вид простого вещества серебристо белый мягкий, пластичный металл (β олово) или серый порошок (α олово) Свойства атома Атомная масса (молярная масса) 118,71 а. е. м. (г/моль) … Википедия
Bronze Бронза. Медно оловянный сплав с малыми примесями других элементов типа цинка и фосфора или без примесей. Расширенный ряд бронз включает сплавы на медной основе, содержащие значительно меньшее количество олова, чем других легирующих… … Словарь металлургических терминов
Свинец - (Lead) Металл свинец, физические и химические свойства, реакции с другими элементами Информация о металле свинец, физические и химические свойства металла, температура плавления Содержание Содержание Происхождение названия Физические свойства… … Энциклопедия инвестора
ОЛОВО, СВИНЕЦ И ИХ СПЛАВЫ
§ I . СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ОЛОВА И СВИНЦА
Олово и свинец среди других технических металлов выделяются относительно низкой температурой плавления, малой твердостью и высокой коррозионной стойкостью.
Эти свойства и предопределили основные области применения данных металлов. Свинец в чистом виде используется в химическом аппаратостроении, для кабельных оболочек, защиты от рентгеновых и γ-лучей и в других областях. Свинец и олово широко применяются для производства антифрикционных (подшипниковых) сплавов, легкоплавких сплавов и припоев, антикоррозионных покрытий, а также в качестве присадок к латуням, бронзам и другим сплавам.
Промышленностью выпускаются олово и свинец различной чистоты (табл. 42 и 43).Физико-химические свойства этих металлов приведены в приложении 1.
Для олова, в зависимости от температуры, характерны две кристаллические структуры (модификации). Непосредственно при затвердевании образуются кристаллы олова с тетрагональной решеткой, с периодами а=5,82 А, с -3,17 А. Эта модификация олова называется β = Sn. Олово в форме модификации устойчиво до температуры 18°, а затем переходит в новую модификацию ά = Sn с решеткой типа алмаза с периодом а=6,46 А.
Переход из одной модификации в другую сопровождается резкими объемными изменениями, что приводит к разрушению олова и превращению его в черный порошок. Необходимо заметить, что при температуре 18° и несколько более низкой скорость этого превращения весьма незначительна и ее можно практически не учитывать. Однако при минусовых температурах (особенно минус 30-40°) процесс полиморфного превращения протекает весьма интенсивно. На изделиях вначале появляются темные наросты, а затем наступает полное их разрушение. Описанное явление в практике часто называют «оловянной чумой». Олово, «заболевшее» оловянной чумой, можно восстановить только путем переплавки.
Некоторые примеси (свинец, сурьма и др.) в небольших количествах резко снижают скорость превращения олова из одной модификации в другую, а три определенных концентрациях (0,5% и выше) практически полностью предохраняют от «оловянной чумы».
Обычное белое олово (β = Sn) кристаллизуется из расплава в форме крупных столбчатых кристаллов.
Самопроизвольный отжиг очень чистого олова протекает уже достаточно полно при комнатной температуре.
Очень чистый свинец при кристаллизации дает тоже крупное зерно.
Свинец не получает наклепа при холодной деформации, так как температура его рекристаллизации ниже комнатной температуры.
Технические олово и свинец содержат всегда некоторые примеси. Bce примеси в олове, кроме сурьмы практически не растворимы при комнатной температуре. Основной примесью в олове является свинец, который в некоторых марках, предназначенных для изготовления сплавов, допускается в значительных количествах (до 1-2%).
Как уже отмечалось, чистое олово обладает хорошей химической стойкостью. Оно не окисляется на влажном воздухе, устойчиво в органических кислотах и кипящей воде. Это с давних пор позволяет применять олово для лужения посуды, жести и других антикоррозионных покрытий. Примеси значительно снижают коррозионную стойкость олова. При наличии в олове свинца или мышьяка оно становится не пригодным для пищевой посуды и аппаратуры.
Сильные кислоты и щелочи растворяют олово. В этом отношении свинец является более стойким материалом. Особенно большой стойкостью свинец обладает в серной кислоте вследствие образования на его поверхности защитной окисной пленки. Свинец устойчив в горячей серной кислоте до концентрации 80%, в холодной - до концентрации 92%. В соляной кислоте свинец устойчив до концентрации 10%. Наиболее сильно на свинец действует азотная кислота.
В сухом воздухе свинец не окисляется, во влажном покрывается тусклой окисной пленкой, обладающей хорошими защитными свойствам».
§ 2. СПЛАВЫ ОЛОВА И СВИНЦА
В промышленности нашли широкое применение пять групп сплавов на основе олова и свинца:
1) антифрикционные сплавы;
2) легкоплавкие сплавы;
3) припои;
4) типографские сплавы:
5) сплавы для кабельных оболочек.
Ниже рассматриваются структуры, свойства и применение этих сплавов.
1. Антифрикционные сплавы
Химический состав промышленных антифрикционных сплавов на основе олова и свинца указан в табл. 44. Важнейшие физико-механические свойства этих сплавов представлены в табл. 45.
Указанные в табл. 44 сплавы можно условно разделить на три группы:
1. Сплавы на оловянной основе (Б93, Б90, Б83).
2. Сплавы на свинцовой основе (БС, БК).
3. Сплавы на оловянно-свинцовой основе (Б16, БН, БТ, Б6).
Сплавы на основе олова
Олово и свинец – пластичные, легкоплавкие металлы, с повышенной стойкостью против коррозии в атмосферных и в некоторых кислотных условиях.
Свинец является металлом с гранецентрованной кубической решеткой, аллотропических превращений в твердом состоянии не испытывает. Температура плавления свинца 327 ºС.
Олово может находиться в двух кристаллических модификациях: a-Sn (серое олово) с алмазной решеткой - ниже +13 ºС и b-Sn (белое олово) с объемно-центрированной тетрагональной решеткой. На морозе пластичное b-олово рассыпается в серый порошок a-Sn. Это явление называется оловянной чумой . Температура плавления олова 232 ºС.
Расчет температурного порога рекристаллизации в соответствии с правилом А.А. Бочвара (Т р = 0,4 Т пл) дает цифры –123 и –147 ºС, т.е. температурный порог рекристаллизации лежит значительно ниже 0 ºС. Таким образом, пластическая деформация свинца и олова при комнатной температуре является горячей деформацией. Наклепа при такой деформации в этих металлах не наблюдается.
Основная область применения чистого олова – лужение жести. Чистый свинец применяется для футеровки аппаратов сернокислотного производства и контейнеров для соляной кислоты. Применяется свинец и для кабельных оболочек для защиты их от почвенной коррозии.
Важной областью применения свинца и олова являются припои, а также сплавы для типографских шрифтов, анатомических слепков, плавких предохранителей. Эти сплавы содержат кроме свинца и олова также висмут и кадмий. Попарно все эти элементы образуют между собой системы с легкоплавкими эвтектиками без промежуточных фаз и химических соединений, т.е. образуют простые эвтектические системы (рисунок 8.8). В тройных системах между этими элементами образуются тройные эвтектики, еще более легкоплавкие, чем двойные. Температура плавления этих эвтектик 90-100 ºС. В четверной системе этих компонентов образуется четверная эвтектика с температурой плавления 70 ºС. Практически применяемый сплав Вуда по своему составу близок к эвтектическому (50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Sn и 12,5 % Cd).
Для получения еще более легкоплавких сплавов, в них вводят ртуть, например сплав с содержанием Bi-36 %; Pb-28 %; Cd-6 % и Hg - 30 % имеет температуру плавления 48 ºС.
В качестве припоев для пайки медных, стальных и многих других изделий применяются как чистое олово, так и сплавы свинца с оловом, содержащие олово от 3 до 90 % и небольшое количество сурьмы (до 2 % Sb).
Температура плавления припоев зависит от содержания олова и может быть ориентировочно определена по двойной диаграмме Pb-Sn. Наиболее легкоплавким припоем является сплав с 61 % Sn, маркируется ПОС 61. Различают сплавы ПОС 18, ПОС-40, ПОС-61, ПОС 90 и тд. Сплавы свинца с сурьмой и мышьяком (10-16 % Sb и 1-4 % As) применяют для типографских шрифтов.
