Олово свинец и их сплавы. Технические параметры олова и свинца и их сплавов

Заявка на товар/услугу

Свинцовый припой используют при пайке для объединения нескольких металлических заготовок в одно изделие. При этом температура, при которой плавится припой, всегда меньше температуры плавления объединяемых элементов.

У нас можно купить свинцовый припой. Мы работаем с марками свинцового припоя С1, С2, ССуА, представленным в виде цилиндров, прутков, чушек и проволоки. Поставляем другие марки припоев: ПОС 30, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 63 и многие другие.

Популярность припоя из свинца обусловлена его легкоплавкостью. В чистом виде свинец - мягкий, удобный для обработки материал. При взаимодействии с воздухом на поверхности свинца образуется пленка оксида. Металл хорошо растворим в кислотах и щелочах, которые содержат органику и азот. Температура плавления свинцового припоя с высокой химической чистотой - 327,5°C.

Во время нагрева свинца происходит процесс окисления, причем настолько быстро, что пайку проводят в восстановительной среде. Она замедляет процесс окисления и позволяет припою легко соединиться со спаиваемыми заготовками. Восстановительная среда образуется за счет нагревательной горелки, в которую подается кислород и водород воздуха. При этом должно быть избыточное количество водорода.

Виды припоев. Свойства и характеристики

Существуют два вида припоя - мягкий и твердый. Данная классификация обусловлена механической прочностью и величиной температуры плавления. К мягким сплавам для пайки относятся такие, температура плавления которых меньше 300ºC, а к твердым - больше 300ºC. Предел прочности мягких припоев варьирует от 16 до 100 МПа, а у твердых соответственно от 100 до 500 МПа. Выбор припоя для работы зависит от вида металла (или металлов, в том случае, когда они разные). Кроме этого учитываются антикоррозийная устойчивость, необходимая механическая прочность и стоимость. Если в качестве металлических деталей выступают токопроводящие заготовки, обращают внимание на величину удельной проводимости припоя.

Называют припои чаще всего по названию металла, который содержится в них в наибольшем количестве. Например: свинцовый, оловянно-свинцовый. А в том случае, когда один из компонентов припоя - это драгоценный либо редкий металл, припой носит название этого компонента. Например: серебряный.

Для условного обозначения припоя используют русскую букву П (припой), затем заглавную букву названия основных составляющих (на русском языке) и их процентное количество.

Условное название составляющих выглядит так: А - алюминий; Ви - висмут; Г - германий; Зл - золото; Ин - индий; К - кадмий; Кр - кремний; Н - никель; О - олово; С - свинец; Ср - серебро; Су - сурьма; Т - титан. Припои из чистых металлов обозначаются аналогично ГОСТу на поставку. Например: С1 - свинец, О2 - олово.

Самые распространенные мягкие припои, изготавливаемые промышленностью, оловянно-свинцовые (ГОСТ 21931-76). Оловянно-свинцовые материалы для пайки, в составе которых нет сурьмы, называются бессурмянистыми, а те, в состав которых входит 1-5% сурьмы - сурьмянистыми.

Все припои, используемые для качественной пайки должны обладать свойством смачиваемости. Из-за низкого предела текучести припои, изготовленные из свинца, склонны к ползучести. Ползучесть металла определяется удлинением зерен в металлическом сплаве либо межзерновым скольжением. С целью блокировать процесс скольжения по границам зерен и ограничить перемещение их в кристаллической решетке, в состав свинцового припоя добавляют серебро и сурьму. Необходимость использования этих элементов для пайки была известна давно. Их применили в ПОС-61, снизив тем самым склонность к ползучести.

Свинец слабо реагирует со многими металлами. Свинец не растворим в никеле, кобальте, цинке, железе, алюминии и меди при низкой температуре. Для улучшения взаимодействия свинца с этими элементами и их сплавами, к свинцу добавляют легирующие компоненты, которые ускоряют процесс взаимодействия припоя с металлами, снижают температуру, при которой происходит плавление свинца.

В число легирующих элементов входит: олово, серебро, сурьма, марганец, цинк, кадмий. При температуре 300°C растворимость этих компонентов в меди (металле, для которого в основном применяют припой из свинца) соответственно составляет: цинк 35%, олово 11%, сурьма 3%, кадмий 0,5%, серебро 0,5%. Три компонента - цинк, олово и сурьма вступают с медью в реакцию. Поэтому их количество должно быть четко выверено. Избыток этих элементов ведет к образованию между металлом и припоем хрупкого слоя химических соединений. Это, в свою очередь, снижает статическую прочность спайки и ее прочность на вибрацию.

В свинцовых припоях должно содержаться максимально по 5% сурьмы и цинка, до 20% кадмия, до 30% олова. В некоторых случаях (например, для пайки свинца) количество сурьмы в припое может быть увеличено. Такой метод применяется при газопламенной пайке клемм из свинца для аккумуляторных батарей с помощью припоя Pb -11% Sb, в котором увеличено содержание сурьмы. У припоя падает температура плавления (до 252°C), увеличивается прочность. Данный материал для пайки малопластичен, перед началом процесса пайки его вводят в зазор между спаиваемыми деталями.

Добавление в состав свинцового припоя при соединении элементов из меди и ее сплавов серебра и меди улучшает его технологические свойства. Для пайки сплавов из алюминия используют легкоплавкие припои с основой из кадмия и свинца. Они придают спайке повышенную коррозионную стойкость. Для спаивания стеклянных деталей берут материал на основе свинца и добавками сурьмы и цинка.

Мягкие припои: бессвинцовые (Sn+Cu+Ag+Bi+др.), оловянно-свинцовые, оловянно-цинковые, оловянно-свинцово-кадмиевые, сурьмянистые. Твердые припои: серебряные, медно-цинковые, медно-фосфористые, медно-никелевые.

Характеристики популярных видов припоя

ПОС-18 - включает в себя от 17 до 18% олова, от 2 до 2,5% сурьмы и от 79 до 81% свинца.

Область применения: лужение металлов, когда требования к прочности пайки не высоки. Температура плавления: начало плавления 183°C, растекаемость 270°C.

ПОС-30 - включает в себя от 29 до 30% олова, от 1,5 до 2 % сурьмы и от 68 до 70% свинца.

Сфера применения: пайка и лужение стальных и медных изделий, спаивание латуни и экранирующих пластин. Начало плавления 183°C, растекаемость 250°C.

ПОС-50 - включает в себя от 49 до 50% олова, 0,8 % сурьмы, от 49 до 50% свинца. Область применения: радиоэлектроника, качественная пайка различных металлов. Температура плавления: начало плавления 183°C, растекаемость 230°C.

ПОС-90 - включает в себя от 89 до 90% олова, 0,15 % сурьмы и от 10 до 11% свинца.

Область применения: лужение деталей для дальнейшего серебрения и золочения, прочность пайки высокая. Температура начала плавления 180°C, растекаемость 222°C.

В радиоэлектронной отрасли находят широкое применение материалы для пайки: ПОС-40, ПОС-60. ПОСК-50, ПОСВ-33, содержащие кадмий или висмут, эксплуатируются для лужения поверхности дорожек на платах.

ПМЦ-42 - включает в себя от 40 до 45% меди, от 52 до 57% цинка. Кроме того в состав ПМЦ-42 входит: железо (Fe), сурьма (Sb), свинец (Pb), олово (Sn). Температура, при которой плавится материал - 830°C.

ПМЦ-53 - включает в себя от 49 до 53% меди, от 44 до 49% цинка. Температура, при которой плавится - 870°C.

ССуА называют свинцово-сурьмистым сплавом. Его состав определяется по ГОСТ 1292-81 и включает в себя: от 92,7 до 98% свинца, от 2 до 7% сурьмы, меди до 0,2%, мышьяка до 0,05%, бериллия до 0,03%, олова до 0,01%, железа до 0,005% и цинка до 0,001%.

Припои С1 и С2 - это высокочистые свинцовые сплавы. Содержание примесей в них 0,015% и 0,05% соответственно. Сплав С1 характеризуется высокой стойкостью и хорошей пластичностью. Благодаря последнему качеству, его легко плавить и обрабатывать.

Применение припоев

ПОС-90. Сфера применения: спаивание внутренних швов пищевых посудных изделий (кастрюли, сотейники и др.)

ПОС-40. Сфера использования: пайка медных, железных и латунных проводов.

ПОС-30. Сфера применения для спаивания:

Проволоки в бандажах и шлангов в электромоторах;

Жестяных, латунных и железных заготовок;

Оцинкованных, цинковых листов;

Деталей различных приборов и аппаратуры.

ПОС-18. Припои ПОС-18 и ПОС- 40 взаимозаменяемы. Область применения для спаивания:

Оцинкованного железа;

Деталей из свинца, латуни, меди, железа;

Лужения деревянных элементов перед пайкой.

ПОС 4-6. Аналог ПОС-30. Сфера применения:

Для спайки белой жести, железа, меди;

Для спайки клепаных замочных швов в свинцовых элементах.

Придел прочности для твердых припоев варьирует от 100 до 500 МПа. Область их применения, как материалов 1-ой категории прочности, распространяется на токоведущие части, элементы машин и механизмов, которые подвергаются высоким механическим и температурным нагрузкам.
Придел прочности на растяжение для мягких и среднетвердых припоев составляет от 50 до 70 МПа. Их берут для пайки токоведущих частей, которые не являются несущими элементами машин и механизмов.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при рафинировании свинцово-оловянных сплавов. Свинцово-оловянные сплавы обрабатывают цинком. После введения цинка сплавы обрабатывают элементарной серой в количестве 1 - 5% от массы сплава, что обеспечивает образование сульфидного цинк-серебряного съема. Способ позволяет обеспечить извлечение серебра из свинцово-оловянных сплавов до 99% и без вовлечения дополнительного количества драгметаллов организовать производство серебряных припоев. 3 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии производства свинцово-оловянных припоев, и может быть использовано при рафинировании свинцово-оловянных сплавов. Известны способы извлечения серебра из черного свинца путем экстракции при температурах 330-350 o C металлическим цинком . Использование этих способов для извлечения серебра из свинцово-оловянных сплавов не дает положительных результатов, т.к. в присутствии олова система свинец-олово-цинк не имеет областей расслаивания. Применительно к оловосодержащим сплавам на основе свинца предложены способы, предусматривающие обработку при температурах 750-950 o C расплавами хлоридов и сульфатов щелочных, щелочноземельных металлов . Недостатками этих способов является низкое извлечение серебра (30-40%), невозможность осуществления процесса в известных рафинировочных аппаратах и необходимость организации гидрохимической переработки серебросодержащих шлаков. В качестве прототипа принят способ обработки сплавов цинком, известный под названием процесса Паркесса . В свинецсодержащий расплав вмешивают металлический цинк или свинцово-цинковую лигатуру при температуре 330-350 o C. При этом образуются интерметаллиды цинк-серебро, которые вследствие расслаивания системы свинец-цинк-серебро переходят в поверхностный слой свинца в виде так называемой серебристой пены. Пену снимают с поверхности и направляют на переработку. Однако способ-прототип не обеспечивает извлечения заметных количеств серебра из сплавов свинец-олово. Это вызвано тем, что в присутствии 5% и более олова в свинце система свинец-олово-цинк-серебро не расслаивается. Проблема усугубляется тем, что в реальных свинцово-оловянных сплавах (припоях), производимых, например, на заводе "Рязцветмет", содержание серебра не превышает 400 г/т, т.е. на порядок меньше, чем в черновом свинце. Таким образом, способ-прототип не может быть использован для извлечения серебра из свинцово-оловянных сплавов (припоев). Задачей настоящего изобретения является перевод серебра в съемы рафинирования в процессе обработки свинцово-оловянных сплавов цинком. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе извлечения серебра из свинцово-оловянных сплавов, включающем обработку их цинком, согласно изобретению после введения цинка сплавы обрабатывают элементарной серой в количестве 1-5% от массы сплава. Способ осуществляют следующим образом. В свинцово-оловянный сплав, находящийся при температуре 330-600 o C в рафинировочном котле, вмешивают металлический цинк или свинцово-цинковую лигатуру. Количество вводимого цинка 1-5% от массы сплава. В ходе этой операции расплав приобретает микронеоднородность, вызванную образованием микрогруппировок цинк-серебро. Однако присутствие в сплаве олова не позволяет выделиться серебросодержащей цинковой фазе в виде самостоятельного продукта. После растворения цинка сплав обрабатывают элементарной серой в количестве 1-5%, т.е. достаточном для связывания цинка в сульфид цинка. На этой стадии происходит не только сульфидирование введенного в свинцово-оловянный сплав цинка и связанного с ним серебра, но и выделение в самостоятельную не смешивающуюся со сплавом фазу - кристаллический сульфидный цинк-серебряный съем. Серебряный съем удаляют с поверхности свинцово-оловянного сплава механическим способом или центрифугированием. В последнем случае сплав после введения серы пропускают через центрифугу, в которой происходит отделение кристаллического съема от жидкого свинцово-оловянного сплава. В сульфидный цинк-серебряный съем переходит некоторое количество свинца и олова. Содержание серебра в цинк-серебряном съеме в 20-30 раз больше, чем в исходном сплаве. Серебро из съемов может быть извлечено одним из известных способов, например окислительно-восстановительной плавкой на серебряный припой. В процессе окислительно-восстановительной плавки из съемов удаляются сера в виде сернистого ангидрида, цинк и частично свинец и олово. За счет этого происходит обогащение серебром образующегося при плавке припоя. Новым в предложенном техническом решении является последующая за введением цинка обработка сплава элементарной серой, обеспечивающая образование сульфидного цинк-серебряного съема. Отличительным признаком предложенного решения является последовательная обработка свинцово-оловянного сплава цинком и элементарной серой и отделение серебросодержащего цинк-сульфидного съема. Приемы последовательной обработки сплавов цинком и серой и удаление цинк-сульфидных съемов не обнаружены нами в патентной и научно-технической литературе. Предложенный способ испытан и проверен в лабораторных условиях. Пример 1. В 500 г чернового свинцово-оловянного сплава, содержащего 25,0% олова, 0,5% меди, 3% сурьмы, 0,1% никеля, 0,6% железа, 320 г/т серебра, остальное - свинец, путем вмешивания и при температуре 350-400 o C ввели от 5 до 20 г (т.е. от 1 до 4 мас.%) металлического цинка. Продолжительность растворения цинка 35-65 мин. После растворения цинка не произошло расслаивания и образования серебросодержащего съема - серебристой пены. Затем при этой же температуре образовавшийся цинкосодержащий сплав обработали 15-25 г (3-5% от массы сплава) элементарной серой, которую вмешивали в расплав в течение 20-40 мин. После обработки сплава серой на поверхности сплава образовался сухой цинк-серебряный сульфидный съем. Выход съема составил от 2 до 6% от массы исходного чернового свинцово-оловянного сплава. Содержание серебра в съемах 0,32-0,60%. Извлечение серебра в съем зависело от расхода цинка и серы (табл. 1) и при указанных расходах составило 53-70%. Пример 2. В свинцово-оловянный сплав (500 г) (20-25% олова, 310-340 г/т серебра), предварительно рафинированный от меди, железа и других примесей вводят 1-4% от массы сплава цинка в виде свинцово-цинковой лигатуры. Введение осуществляют при температуре 500 o C и непрерывном перемешивании расплава в течение 24-40 мин. Как и в примере 1, введение цинка не обеспечило образования серебросодержащего съема. После введения свинцово-цинковой лигатуры температуру расплава понизили до 350 o C и произвели обработку элементарной серой путем вмешивания ее в серебросодержащий свинцово-оловянный расплав в течение 45-60 мин. Расход элементарной серы для обработки сплава - 3-5% от массы исходного сплава. В результате такой обработки на поверхности расплава образовался сухой съем, в котором содержалось от 0,38 до 0,7% серебра. Выход съемов составил 2,6-5,0% от массы исходного сплава. Извлечение серебра зависело от количества введенного цинка и поданной на обработку серы и при указанных в табл. 2 расходах составило 57-63%. Съемы, полученные в опытах 1-12 (табл. 2) подвергли окислительному обжигу при температуре 750-950 o C в атмосфере воздуха. Полученный огарок смешали с кремнеземом (20%), окисью кальция (10%), оксидом железа (7%), коксиком (5% от массы съемов) и плавили при температуре 1250 o C в течение 30 мин. В результате такой обработки получили свинцово-оловянный сплав, в котором содержалось 1,25% серебра, 35% олова, остальное свинец. По содержанию серебра и других металлов сплав удовлетворял ГОСТ 19738-74 на серебряный припой марки ПСР-1,0. Пример 3. Рафинированный от примесей свинцово-оловянный сплав, содержащий 315 г/т серебра сплавляют с металлическим цинком, расход которого составляет 1-4% от массы сплава. Температура сплавления 600 o C. Затем расплав обработали 3-5 мас.% элементарной серой. Обработку вели путем барботажа смесью порошкообразной серы и аргона. Расход серы составлял 1-5% от массы съемов. В результате осуществления таких операций получили (табл. 3) серебросодержащий съем, в котором концентрация серебра была от 0,4 до 0,8%. Извлечение серебра в съем - 53-62%. Съемы подвергли непосредственно окислительно-восстановительной плавке на серебряный припой. Для этого съемы (100 г) смешали с сульфатом натрия (15%), пиролюзитом (10%), кварцем (15% от массы съемов) и нагревали до температуры 1150 o C. На образовавшийся расплав загрузили восстановитель - коксик в количестве 10% от массы съемов и плавку продолжали в течение 60 мин. В результате плавки получили припой марки ПСР-1,5 и шлак, в котором содержание серебра было менее 5 г/т. Таким образом, извлечение из съемов серебра в припой ПСР-1,5 составило не менее 99%. Приведенные в примерах 1-3 результаты свидетельствуют о высокой эффективности извлечение серебра из свинцово-оловянных сплавов и возможности реализации способа на известном и освоенном в промышленности оборудовании. Реализация предложенного способа обеспечит извлечение серебра из свинцово-оловянных сплавов и позволит без вовлечения дополнительного количества драгметаллов организовать, например, на заводе "Рязцветмет" производство серебряных припоев марок ПСР-1,0-1,5. Источники информации 1. Лоскутов Ф.М. Металлургия свинца.- М.: Металлургия, 1965. 2. Авторское свидетельство 431249. "Способ рафинирования свинца, авторы А.М.Устимов и Н.Н. Кубышев, БИ N 21 от 05.06.74. 3. Абдеев М.А., Геукин Л.С. и др. Современные способы переработки свинцово-цинковых руд и концентратов.- М.: Металлургия, 1964, с. 218-220.

Формула изобретения

Способ извлечения серебра из свинцово-оловянных сплавов, включающий обработку их цинком, отличающийся тем, что после введения цинка свинцово-оловянные сплавы обрабатывают элементарной серой в количестве 1 - 5% от массы сплава.

И сплавы из этого материала обладают определенными свойствами, которые обусловлены их начальным состоянием.

Общее описание олова

Здесь важно отметить, что различают два типа этого сырья. Первый тип называют белым оловом, и он является β-модификацией этого вещества. Второй тип - это α-модификация, которая более известна как серое олово. При переходе из одной модификации в другую, а именно из белой в серую, возникает сильное изменение объема вещества, так как происходит такой процесс, как рассыпание металла в порошок. Данное свойство принято называть Здесь также важно отметить, что одно из наиболее негативных свойств олова - это его склонность к морозу. Другими словами, при температуре от -20 до +30 градусов по Цельсию может начаться самопроизвольный переход из одного состояние в другое. К тому же переход продолжится, даже если повысить температуру, но уже после того как процесс начался. Из-за этого хранить сырье приходится в местах с довольно высокой температурой.

Свойства олова и свинца

Стоит сказать, что олово, свинец и сплавы из этих материалов имеют довольно мало общих свойств. К примеру, чем чище олово, тем выше шанс того, что оно будет подвержено влиянию чумы. Свинец же, в свою очередь, вовсе не испытывает аллотропических превращений.

Однако стоит также отметить, что для замедления такого рода превращения в олове используют дополнительные вещества. Лучше всего себя проявили такие материалы, как висмут и сурьма. Добавка этих веществ в объеме 0,5 % снизит практически до 0 скорость аллотропического превращения, а значит, белое олово можно считать полностью устойчивым. Здесь же можно отметить, что в меньшей степени, но все же используется сплав олова и свинца с этой же целью.

Если же говорить о свойствах свинца, то он имеет более высокую температуру плавки - 327 градусов по Цельсию, чем олово - 232 градуса. Плотность свинца в условиях комнатной температуры составляет 11,34 г/см 3 .

Характеристики олова и свинца

Начать стоит с того, что рекристаллизация наклепанных олова свинца и сплавов происходит при температуре, которая считается ниже комнатной. По этой причине процесс их обработки относится к горячему типу.

Общим показателем стала стойкость к коррозии при атмосферных условиях. Однако небольшое отличие кроется в стойкости к коррозии под влиянием второстепенных веществ. К примеру, лучше всего свинец проявляется себя при взаимодействии с концентрированными составами некоторых кислот - серной, фосфорной и т. д. Олово же, в свою очередь, лучше всего противостоит растворам из пищевых кислот. Сфера применения этих веществ по отдельности также отличается. Олово широко используется для лужения жести, в то время как свинец нашел свое применение для футеровки аппаратуры сернокислотного производства.

Системы сплавов

Здесь важно начать с того, что сплав олова со свинцом - это еще более легкоплавкий материал, чем по отдельности. Наиболее широкое распространение такие смеси получили в качестве припоев, для изготовления типографических шрифтов, отливки плавких предохранителей и т. д. Такая система, как "олово - свинец", относится к группе эвтектического типа. Важным свойством всех материалов, принадлежащих к этой категории, является то, что температура их плавки находится в районе от 120 до 190 градусов по Цельсию. К тому же существуют группы тройных эвтектиков. В качестве примера можно привести систему сплава олова, свинца, цинка. Температура плавки таких материалов опускается еще ниже, и ее предел - 92-96 градусов по Цельсию. Если добавить в сплав еще и четвертый компонент, то показатель температуры плавки опустится до отметки в 70 градусов. Если говорить об использовании сплава олова со свинцом в качестве припоя, то чаще всего в их состав вводится до 2 % такого вещества, как сурьма. Это делается для того, чтобы улучшить растекаемость припоя. Здесь стоит отметить, что температуру плавки можно регулировать соотношением "олово/свинец". Наиболее легкоплавкое сырье плавится при показателе в 190 градусов.

Баббиты

С тем, как называется сплав олова и свинца, уже разобрались - это эвтектик. Эта группа веществ с таким составом получила наибольшее распространение при производстве подшипниковых сплавов, которые называются "баббиты". Данный материал применяется в качестве заливки для вкладышей подшипников. Здесь важнее всего правильно подобрать материал, чтобы он смог без труда приработаться к валу. На первый взгляд кажется, что масса сплавов олова и свинца с различными припоями является отличным выходом. Однако на деле это не совсем так. Такие материалы оказались слишком мягкими, а коэффициент трения между валом и таким вкладышем - высоким. Другими словами, во время работы они слишком сильно разогревались, из-за этого легкоплавкие металлы стали "налипать" на вал. Чтобы избежать данного недостатка, начали добавлять небольшое количество более твердых веществ. Таким образом был получен материал, который одновременно является и мягким, и твердым.

Состав вещества

Для того чтобы добиться такого вещества, которое обладает прямо противоположными характеристиками, использовались следующие вещества. Самое важное - это то, что они лежат сразу в двухфазной области α+β. Кристаллы β-фазы обогащаются таким припоем, как сурьма. Они выступают в роли твердых хрупких веществ. Кристаллы α-фазы, в свою очередь, являются мягкой и пластичной основой. Для того чтобы избежать таких недостатков, как расплав твердых кристаллов и их всплытие, в смесь добавляют еще один компонент - медь. Таким образом, из куска сплава свинца и олова с добавлением некоторых других веществ удается создать подшипниковый материал баббит, который сочетает в себе два противоположных качества - твердость и мягкость. Классическим и самым распространенным изделием этой марки стал баббит Б83. Состав этого сплава следующий: 83 % Sn; 11 % Sb; 6 % Cu.

Альтернатива

Стоит сказать о том, что с точки зрения экономии баббиты на основе олова очень невыгодны, так как этот материал стоит довольно много. Кроме того, само по себе олово считается дефицитным веществом. По этим двум причинам были разработаны альтернативные подшипники, в основу которых лег свинец, сурьма и медь. В таком составе кристаллики сурьмы выступают в качестве твердой основы. Мягким же основанием выступает непосредственный сплав из свинца и сурьмы. Медь здесь используется таким же образом, как и свинец в предыдущем составе, то есть для препятствия всплывания кристаллов твердой основы.

Однако здесь же стоит сказать и о недостатках. Эвтектик из свинца и сурьмы не такой пластичный, как фаза с использованием олова. А потому детали, изготовленные таким образом, страдают от быстрого износа. Чтобы нивелировать данный недостаток, все же приходится добавлять некоторое количество олова. Использование тройных эвтектиков не слишком распространено.

Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на основе олова или свинца с добавками сурьмы, меди, кальция и других элементов называют баббитами .

Микроструктура всех баббитов, согласно правилу Шарпи, должна слагаться минимум из двух составляющих: более мягкая и пластичная составляющая, являющаяся основой сплава, обеспечивает прирабатываемость подшипника к шейке вала, а включения более твердой составляющей понижают коэффициент трения. Твердые кристаллы, воспринимая нагрузку, вдавливаются в мягкую основу.

Баббит Б83 . Баббит Б83 – сплав на оловянной основе, содержащий 83 % Sn, 11 % Sb и 6 % Cu. Если бы сплав не содержал меди, то согласно диаграмме состояния Sn – Sb, его структура должна была бы слагаться их двух составляющих: первичных кристаллов b-фазы (твердые включения) и образовавшихся по перитектической реакции a-кристаллов твердого раствора сурьмы в олове (мягкая основа). Фаза b является раствором на базе соединения SnSb. Кристаллы твердой b-фазы хорошо полируются и, следовательно, хорошо отражают свет. Травление раствором 5 %-й HNO 3 в спирте обычно не выявляет границ между a-кристаллами и они под микроскопом сливаются в сплошной темный фон. В то же время светлые b-кристаллы, имеющие в сечении шлифа форму квадратов, треугольников и других многогранников, резко очерчены на темном фоне a-кристаллов. Кроме того, твердые b-кристаллы выдаются в рельеф над сильнее сполировывающими мягкими a-кристаллами и видны на нетравленном шлифе.

Добавка Cu усложняет структуру баббита. Состав сплава Б83 в тройной системе Sn – Sb – Cu находится в области первичной кристаллизации интерметаллида Cu 6 Sn 5 . После окончания процесса первичной кристаллизации при понижении температуры начинаются процессы кристаллизации двойной эвтектики b+Cu 6 Sn 5 , состоящей в основном из b-фазы (объемная доля Cu 6 Sn 5 в эвтектике порядка нескольких процентов). Граненые кристаллы b из эвтектики выглядят так же, как и первичные кристаллы b, в системе Sn – Sb.

При дальнейшем понижении температуры происходит перитектическое превращение: Ж p +b®a+Cu 6 Sn 5 , причем образующаяся смесь состоит в основном из a-фазы (раствора сурьмы в олове).

Первичные кристаллы Cu 6 Sn 5 образуют остов, препятствующий ликвации по плотности – всплыванию более легких b-кристаллов. Таким образом, медь добавляется, главным образом, для предотвращения ликвации по плотности. Кроме того, кристаллы Cu 6 Sn 5 , наряду с b-фазой, являются необходимыми твердыми включениями в баббите. Мягкая составляющая – смесь (a+Cu 6 Sn 5), образующаяся по перитектической и эвтектической реакциям и состоящая в основном из мягких кристаллов a-раствора сурьмы в олове.

Таким образом, сплав Б83 содержит три структурные составляющие: белые игольчатые и звездчатые первичные кристаллы Cu 6 Sn 5 , белые граненые кристаллы b-фазы из двойной эвтектики b+Cu 6 Sn 5 и смесь a+Cu 6 Sn 5 перитектического и эвтектического происхождения, в которой преобладает темная a-фаза.

Баббит Б16 , разработанный А.М. Бочваром, – сплав на свинцовой основе. Он содержит 16 % Sn, 16 % Sb и 1,7 % Cu. Благодаря меньшему содержанию олова, баббит Б16 менее дефицитен, чем баббит Б83. В четверном сплаве Б16 кристаллизация начинается с образования игл Cu 6 Sn 5 , затем кристаллизуется двойная эвтектика b+Cu 6 Sn 5 , в основном состоящая из b-фазы (SnSb), и в последнюю очередь образуется тройная эвтектика a+b+Cu 6 Sn 5 , в которой количество a+Cu 6 Sn 5 столь мало, что ее можно считать состоящей только из a-раствора всех легирующих элементов в свинце и b-фазы (SnSb). Практически в сплаве Б16 можно выделить три структурные составляющие: первичные игольчатые кристаллы Cu 6 Sn 5 , граненые кристаллы b (SnSb) и пеструю эвтектику a+b. Первичные иглы Cu 6 Sn 5 препятствуют всплыванию более легких b-кристаллов. Твердыми включениями в баббите являются b-кристаллы и Cu 6 Sn 5 , а пластичной основой – смесь a+b, в которой b-фаза светлая, а a-твердый раствор на базе свинца – темный. Пестрая структурная составляющая с ярко выраженным эвтектическим строением резко отличает микроструктуру сплава Б16 от микроструктуры баббита Б83.

Баббит БН – семикомпонентный сплав на свинцовой основе по содержанию главных легирующих элементов (10 % Sn, 14 % Sb, 1,7 % Cu) близок к баббиту Б16. Кроме указанных добавок баббит БН содержит 0,3 % Ni, 0,4 % Cd и 0,7 % As. Мышьяк и кадмий образуют твердое химическое соединение (возможно As 3 Cd 2), которое обнаруживается на микрошлифе в виде мелких серых кристаллов на фоне светлой b-фазы.

Микроструктура баббита БН содержит четыре составляющие: светлые иглы соединения, содержащего медь (возможно Cu 6 Sn 5), белые кристаллы b-фазы, серые кристаллы мышьяковистой составляющей и эвтектику, состоящую из b-фазы и a-раствора на базе свинца. В эвтектике темная фаза – это многокомпонентный раствор на основе свинца. Фаза b в баббите БН – это многокомпонентный раствор на базе соединения SnSb. Кристаллы этого соединения мельче, а объемная доля их меньше, чем в сплаве Б16, что обусловливает повышенную сопротивляемость усталости сплава БН.

Баббит БС6 – сплав на свинцовой основе, содержащий 6 % Sn, 6 % Sb и 0,2 % Cu. В отличие от баббита Б16 в нем значительно меньше олова и сурьмы, и поэтому в баббите БС6первично кристаллизуется не b-фаза (SnSb), а a-раствор на базе свинца. Структура баббита БС6 слагается из двух составляющих – темных первичных дендритов a-раствора олова и сурьмы в свинце и эвтектики (a+b). В противоположность другим баббитам, в которых изолированные твердые кристаллы распределены в мягкой основе, баббите БС6 мягкие кристаллы раствора на базе свинца окружены более твердой эвтектикой. Благодаря отсутствию хрупких первичных кристаллов химических соединений, сплав БС6 обладает большим сопротивлением усталости, чем баббиты Б83, Б16 и БН. Он дешевле этих баббитов, так как содержит меньше олова. Баббит БС6 широко применяют в автомобильной промышленности в виде биметаллических вкладышей, состоящих из стальной ленты и тонкого слоя баббита.

Баббит БКА . В отличие от рассмотренных выше баббитов на свинцовой основе, содержащих в качестве главных присадок Sb, Sn и Cu, сплав марки БКА состоит из свинца с добавками 1 % Ca, 0,8 % Na и 0,1 % Al и называется кальциевым баббитом. Этот сплав является основным для подшипников скольжения железнодорожных вагонов. От баббитов на основе Sn и свинцовооловянных баббитов кальциевый баббит отличается более высокой температурой плавления и сохранением твердости до более высоких температур при разогреве подшипника.

Натрий в сплаве БКА полностью находится в твердом растворе на основе свинца. Кальций образует со свинцом соединение Pb 3 Ca; в твердом свинце растворимы лишь сотые доли процента Ca. Микроструктура кальциевого баббита слагается из двух составляющих: первичных белых дендритов соединения Pb 3 Ca (твердые включения) и образующихся по перитектической реакции темных кристаллов раствора Na и Ca в Pb (пластичная основа). Т.к. свинцовый раствор очень мягок, то при полировке он размазывается и трудно выявить границы между кристаллами пластичной основы, которая под микроскопом дает сплошной темный фон. Шлифы из кальциевого баббита сильно окисляются, поэтому их просматривают в свежеполированном состоянии.

Оловянно-свинцовые припои

Сплавы двойной эвтектической системы Pb-Sn относятся у группе широко используемых в технике мягких припоев . Припои ПОС30, ПОС61 и ПОС90 содержат, соответственно, около 30, 61 и 90 % Sn, остальное – свинец.

Структура доэвтектического сплава ПОС30 состоит из темных первичных дендритов раствора Sn в Pb (a) и эвтектики (a+b). Припой ПОС61 содержит практически одну структурную составляющую – эвтектику (a+b). Это – самый легкоплавкий из оловянно-свинцовых припоев, применяющийся для пайки электро- и радиоаппаратуры, где недопустим перегрев. Структура припоя ПОС90 состоит из светлых первичных дендритов раствора Pb в Sn (b) и эвтектики (a+b). Этот припой содержит мало Pb, и поэтому применяется для пайки пищевой посуды.

Цинковые сплавы

Наиболее широко применяемые цинковые сплавы относятся к тройной системе Zn – Al – Cu.

Сплав ЦАМ 10-5 . Антифрикционный сплав на цинковой основе ЦАМ 10-5 содержит в среднем 10 % Al, 5 % Cu и 0,4 % Mg. Сплав находится в области первичной кристаллизации a-фазы недалеко от линии кристаллизации двойной эвтектики (a+e). Фаза a представляет собой твердый раствор цинка и, частично, меди в алюминии. Фаза e - соединение электронного типа переменного состава с характерной электронной концентрацией 7/4, отвечающей составу CuZn 3 . В тройной системе Zn – Al – Cu в e-фазе растворено некоторое количество алюминия. Структура сплава ЦАМ 10-5 слагается из трех составляющих: относительно небольшого количества светлых первичных дендритов алюминиевого a-раствора, двойной эвтектики (a+e) и тройной эвтектики (h+a+e). Фаза h – твердый раствор Al и Cu в Zn. Тройную эвтектику легко отличить от двойной, т.к. она значительно темнее и имеет более дисперсное строение. Кроме того, колонии двойной эвтектики, образуясь вслед за первичными кристаллами, окружают их, а тройная эвтектика располагается между колониями двойной эвтектики.

Сплав ЦА4М3 . Этот сплав содержит 4 % Al, 3 % Cu и 0,04 % Mg и широко применяется для литья под давлением в автомобилестроении, для отливки деталей бытовой техники и в других отраслях промышленности. Основными структурными составляющими сплава ЦА4М3 должны быть двойная (h+e) и тройная (h+a+e) эвтектики. Кроме того, наиболее вероятно обнаружить светлые первичные кристаллы e-фазы.

Порядок проведения работы

1. Просмотреть шлифы при увеличениях 100-200, определить структурные составляющие и схематично зарисовать микроструктуру.

2. Под каждой микроструктурой подписать марку сплава, средний химический состав, увеличение микроскопа и стрелками указать структурные составляющие.

3. Рядом с микроструктурами начертить соответствующие диаграммы состояния, необходимые для анализа структурных составляющих.

Лабораторная работа № 7

Похожая информация.

Покупка оловянно-свинцовых припоев

Припой ПОС - это сплав металлов, применяемый для соединения деталей из металла путем расплавления припоя.

Оловянно-свинцовые припои – самая распространенная группа припоев. В маркировке оловянно-свинцовых припоев буквами указывается состав припоев цифры - процентное содержание олова.

Основными компонентами оловянно-свинцовых припоев являются олово и свинец.

Оловянно-свинцовые припои могут быть очень эффективными, если знать основные принципы работы и сферу их применения.

Швы пайки подразделяются на несколько групп:

плотные и прочные швы - выдерживают давление газов, жидкостей;
прочные швы - способны выдерживать механические нагрузки;
плотные швы - не пропускают газы, жидкости, находящиеся под низким давлением.

Качество паяния зависит от скорости диффузии. Чистые спаиваемые поверхности способствуют увеличению диффузии. Но если поверхность металла окисляется, диффузия резко снижается или прекращается вовсе.

Оловянно-свинцовые припои должны обладать как максимальной вязкостью, так и высоким сопротивлением, от температуры плавления припоя напрямую зависит метод паяния.

Припой оловянно-свинцовый ПОС60 широко применяется для пайки электроаппаратуры и радиокомпонентов, печатных схем. Содержание олова 60% обеспечивает низкую температуру плавления, которая в среднем составляет 183-188 градусов по Цельсию.

Припой ПОС61 используют при паянии тонких деталей, когда перегревать детали противопоказано.

Припой ПОС62 обладает самой низкой температурой плавления, в своем составе содержит 62% олова. Такой свинцово-оловянный припой применяется для соединения тонких проводов.

Припой ПОС40 позволяет избежать перегрева при паянии. Сечение оловянно-свинцового припоя тонкое, составляет 1 или 2 мм в диаметре. Время действия высокой температуры на свинцово-оловянный припой ПОС40, из-за маленького диаметра проволоки, минимальное. Припой ПОС40 похож на припой ПОСС4-6 в отношении прочности. Применяют оловянный припой для паяния меди, свинца, железа, белой жести.

Оловянно-свинцовый припой ПОС30 используется для пайки меди, латуни, железа, оцинкованных, цинкованных листов, радиоаппаратуры, шлангов гибких.

Припой ПОС18 при паянии встык имеет высокую прочностью спайки. Используют оловянный припой в тех случаях, когда температура плавления не оказывают решающего значения.

Припой ПОС90 широко применяется для пайки внутренних швов пищевых предметов.

Покупка оловянно-свинцовых припоев:

Купить оловянно-свинцовые припои ПОС и ПОССу в любых количествах можно у производителя – ООО «ТИНКОМ».

В ООО «ТИНКОМ» Вы можете купить оловянно-свинцовые припои :

Припои бессурьмянистые

Припои малосурьмянистые

Припои сурьмянистые

Цена на оловянно-свинцовые припои

Цены на оловянно свинцовые припои различной маркировки зависят от величины заказанной партии.

Оптовые покупки оловянно-свинцовых припоев стоят значительно дешевле розницы.

На складе ООО «ТИНКОМ» всегда находится некоторое количество оловянно-свинцовых припоев , которые Вы можете купить у нас в минимальные строки по оптимальной цене .

Сделать покупку оловянно-свинцовых припоев вы можете, позвонив в рабочее время по контактным телефонам или сделав заказ на сайте.

Сегодня у нас можно купить оловянно-свинцовые припоеи в виде чушки, прутка, проволоки.

При оптовых покупках оловянно-свинцовых припоев предоставляются льготные скидки.