Staniu, plumb și aliajele acestora. Parametrii tehnici ai staniului și plumbului și aliajelor acestora

Cerere pentru produs/serviciu

Lipire cu plumb folosit la lipire pentru a combina mai multe piese metalice într-un singur produs. În acest caz, temperatura la care lipirea se topește este întotdeauna mai mică decât temperatura de topire a elementelor care sunt combinate.

Puteți cumpăra lipire cu plumb de la noi. Lucrăm cu grade de lipit cu plumb C1, C2, SSuA, prezentate sub formă de cilindri, tije, lingouri și sârmă. Furnizăm și alte mărci de lipire: POS 30, POS 61, POS 40, POS 63 și multe altele.

Popularitatea lipiturii cu plumb se datorează fuzibilității sale scăzute. În forma sa pură, plumbul este un material moale, ușor de prelucrat. Când interacționează cu aerul, pe suprafața plumbului se formează o peliculă de oxid. Metalul este foarte solubil în acizi și baze care conțin materie organică și azot. Punctul de topire al lipiturii cu plumb cu puritate chimică ridicată este de 327,5°C.

Când plumbul este încălzit, are loc un proces de oxidare, atât de rapid încât lipirea se realizează într-un mediu reducător. Acesta încetinește procesul de oxidare și permite lipiturii să se conecteze cu ușurință la piesele de prelucrat care sunt lipite. Mediul reducător este format dintr-un arzător de încălzire în care sunt furnizate oxigen și hidrogen din aer. În acest caz, trebuie să existe o cantitate în exces de hidrogen.

Tipuri de lipituri. Proprietăți și caracteristici

Există două tipuri de lipire - moale și tare. Această clasificare se datorează rezistenței mecanice și punctului de topire. Aliajele moi pentru lipire le includ pe cele al căror punct de topire este mai mic de 300ºC, iar aliajele dure - mai mult de 300ºC. Rezistența la tracțiune a lipiturilor moi variază de la 16 la 100 MPa, iar pentru lipituri dure, respectiv, de la 100 la 500 MPa. Alegerea lipitului pentru lucrare depinde de tipul de metal (sau metale, dacă acestea sunt diferite). În plus, sunt luate în considerare rezistența la coroziune, rezistența mecanică necesară și costul. Dacă piesele conductoare acționează ca piese metalice, acordați atenție valorii conductivității specifice a lipirii.

Lipiturile sunt cel mai adesea numite după numele metalului care este conținut în ele în cea mai mare cantitate. De exemplu: plumb, staniu-plumb. Și în cazul în care una dintre componentele lipiturii este un metal prețios sau rar, lipirea poartă numele acestei componente. De exemplu: argint.

Pentru a simboliza lipirea, utilizați litera rusă P (lipitură), apoi litera majusculă a numelui componentelor principale (în rusă) și procentul acestora.

Denumirea convențională a componentelor arată astfel: A - aluminiu; Vi - bismut; G - germaniu; Zl - aur; In - indiu; K - cadmiu; Kr - siliciu; N - nichel; O - cositor; C - plumb; Miercuri - argint; Su - antimoniu; T - titan. Lipiturile din metale pure sunt desemnate în mod similar cu GOST pentru furnizare. De exemplu: C1 - plumb, O2 - staniu.

Cele mai comune lipituri moi produse de industrie sunt staniul-plumb (GOST 21931-76). Materialele din staniu-plumb pentru lipit care nu conțin antimoniu se numesc fără antimoniu, iar cele care conțin 1-5% antimoniu se numesc antimoniu.

Toate lipiturile utilizate pentru lipirea de înaltă calitate trebuie să aibă umectabilitate. Datorită forței lor scăzute de curgere, lipiturile realizate din plumb sunt predispuse la curbare. Fluajul metalului este determinat de alungirea boabelor dintr-un aliaj metalic sau de alunecarea intergranulară. Pentru a bloca procesul de alunecare de-a lungul limitelor de cereale și pentru a limita mișcarea acestora în rețeaua cristalină, la lipirea cu plumb se adaugă argint și antimoniu. Necesitatea folosirii acestor elemente pentru lipire este cunoscută de mult timp. Ele au fost utilizate în POS-61, reducând astfel tendința de furare.

Plumbul reacționează slab cu multe metale. Plumbul este insolubil în nichel, cobalt, zinc, fier, aluminiu și cupru la temperaturi scăzute. Pentru a îmbunătăți interacțiunea plumbului cu aceste elemente și aliajele lor, la plumb se adaugă componente de aliere, care accelerează procesul de interacțiune a lipitului cu metalele și reduc temperatura la care se topește plumbul.

Elementele de aliere includ: staniu, argint, antimoniu, mangan, zinc, cadmiu. La o temperatură de 300°C, solubilitatea acestor componente în cupru (un metal pentru care se folosește în principal lipirea cu plumb) este respectiv: zinc 35%, staniu 11%, antimoniu 3%, cadmiu 0,5%, argint 0,5%. Trei componente - zincul, staniul și antimoniul reacţionează cu cuprul. Prin urmare, cantitatea acestora trebuie verificată în mod clar. Un exces al acestor elemente duce la formarea unui strat fragil de compuși chimici între metal și lipit. Aceasta, la rândul său, reduce rezistența statică a îmbinării de lipit și rezistența la vibrații.

Lipiturile cu plumb trebuie să conțină maximum 5% antimoniu și zinc, până la 20% cadmiu și până la 30% staniu. În unele cazuri (de exemplu, pentru lipirea cu plumb), cantitatea de antimoniu din lipit poate fi crescută. Această metodă este utilizată pentru lipirea la flacără a bornelor de plumb pentru baterii folosind lipire Pb -11% Sb, care are un conținut crescut de antimoniu. Punctul de topire al lipitului scade (la 252°C), iar rezistența acestuia crește. Acest material pentru lipire este cu plasticitate scăzută; înainte de a începe procesul de lipire, este introdus în golul dintre piesele de lipit.

Adăugarea lipiturii cu plumb la compoziție atunci când se conectează elemente din cupru și aliajele sale de argint și cupru îi îmbunătățește proprietățile tehnologice. Pentru lipirea aliajelor de aluminiu se folosesc lipituri cu punct de topire scăzut pe bază de cadmiu și plumb. Acestea oferă lipiturii o rezistență sporită la coroziune. Pentru lipirea pieselor din sticlă, se folosește un material pe bază de plumb cu adaos de antimoniu și zinc.

Lipituri moi: fără plumb (Sn+Cu+Ag+Bi+altele), staniu-plumb, staniu-zinc, staniu-plumb-cadmiu, antimoniu. Lipituri dure: argint, cupru-zinc, cupru-fosfor, cupru-nichel.

Caracteristicile tipurilor populare de lipit

POS-18 - include de la 17 la 18% staniu, de la 2 la 2,5% antimoniu și de la 79 la 81% plumb.

Domeniul de aplicare: cositorirea metalelor, atunci când cerințele pentru rezistența la lipire nu sunt ridicate. Punct de topire: început de topire 183°C, răspândire 270°C.

POS-30 - include de la 29 la 30% staniu, de la 1,5 la 2% antimoniu și de la 68 la 70% plumb.

Domeniul de aplicare: lipirea și cositorirea produselor din oțel și cupru, lipirea plăcilor de alamă și de ecranare. Început de topire 183°C, răspândire 250°C.

POS-50 - include de la 49 la 50% staniu, 0,8% antimoniu, de la 49 la 50% plumb. Domeniu de aplicare: electronică radio, lipire de înaltă calitate a diferitelor metale. Punct de topire: început de topire 183°C, răspândire 230°C.

POS-90 - include de la 89 la 90% staniu, 0,15% antimoniu și 10 până la 11% plumb.

Domeniul de aplicare: cositorirea pieselor pentru argintarea și aurirea ulterioară, rezistență ridicată la lipire. Punct de topire 180°C, gradabilitate 222°C.

În industria radio-electronică, materialele de lipit sunt utilizate pe scară largă: POS-40, POS-60. POSK-50, POSV-33, care conțin cadmiu sau bismut, sunt folosite pentru cositorirea suprafeței șinelor de pe plăci.

PMC-42 - include de la 40 la 45% cupru, de la 52 la 57% zinc. În plus, compoziția PMC-42 include: fier (Fe), antimoniu (Sb), plumb (Pb), staniu (Sn). Temperatura la care se topește materialul este de 830°C.

PMC-53 - include de la 49 la 53% cupru, de la 44 la 49% zinc. Temperatura la care se topește este de 870°C.

SSuA se numește aliaj plumb-antimoniu. Compoziția sa este determinată conform GOST 1292-81 și include: de la 92,7 la 98% plumb, de la 2 la 7% antimoniu, cupru până la 0,2%, arsenic până la 0,05%, beriliu până la 0,03%, staniu până la 0,01% , fier până la 0,005% și zinc până la 0,001%.

Lipiturile C1 și C2 sunt aliaje de plumb de înaltă puritate. Conținutul de impurități din ele este de 0,015% și, respectiv, 0,05%. Aliajul C1 se caracterizează prin rezistență ridicată și ductilitate bună. Datorită calității din urmă, este ușor de topit și procesat.

Aplicarea lipiturilor

POS-90. Domeniul de aplicare: lipirea cusăturilor interne ale ustensilelor alimentare (oale, cratițe etc.)

POS-40. Domeniu de utilizare: lipirea firelor de cupru, fier și alamă.

POS-30. Domeniul de aplicare pentru lipire:

Fire în bandaje și furtunuri în motoare electrice;

semifabricate din tablă, alamă și fier;

Foi zincate, zincate;

Piese ale diverselor instrumente și echipamente.

POS-18. Lipiturile POS-18 și POS-40 sunt interschimbabile. Domeniul de aplicare pentru lipire:

Fier galvanizat;

Piese din plumb, alama, cupru, fier;

Coatorirea elementelor din lemn înainte de lipire.

POS 4-6. Analog de POS-30. Scopul aplicatiei:

Pentru lipit tablă, fier, cupru;

Pentru lipirea cusăturilor de blocare nituite în elementele de plumb.

Limita de rezistență pentru lipituri dure variază de la 100 la 500 MPa. Domeniul de aplicare al acestora, ca materiale din prima categorie de rezistență, se extinde la părțile sub tensiune, elementele mașinilor și mecanismelor care sunt supuse unor sarcini mecanice și de temperatură ridicate.
Intervalul de rezistență la tracțiune pentru lipituri moi și medii dure variază de la 50 la 70 MPa. Sunt utilizate pentru lipirea pieselor sub tensiune care nu sunt elemente portante ale mașinilor și mecanismelor.

Invenția se referă la metalurgia neferoasă și poate fi utilizată la rafinarea aliajelor plumb-staniu. Aliajele plumb-staniu sunt tratate cu zinc. După introducerea zincului, aliajele sunt tratate cu sulf elementar în cantitate de 1 - 5% din greutatea aliajului, ceea ce asigură formarea sulfurei zinc-argint îndepărtarea. Metoda face posibilă asigurarea extragerii argintului din aliaje plumb-staniu până la 99% și, fără a implica cantități suplimentare de metale prețioase, organizarea producției de lipituri de argint. 3 mese

Invenţia se referă la metalurgia neferoasă, în special la tehnologia de producţie a lipiturii plumb-staniu, şi poate fi utilizată la rafinarea aliajelor plumb-staniu. Sunt cunoscute metode de extragere a argintului din plumbul negru prin extracție la temperaturi de 330-350 o C cu zinc metalic. Folosirea acestor metode pentru extragerea argintului din aliaje plumb-staniu nu dă rezultate pozitive, deoarece în prezența staniului, sistemul plumb-staniu-zinc nu are zone de delaminare. În legătură cu aliajele pe bază de staniu pe bază de plumb au fost propuse metode care presupun prelucrarea la temperaturi de 750-950 o C cu topituri de cloruri și sulfați ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase. Dezavantajele acestor metode sunt recuperarea scăzută a argintului (30-40%), imposibilitatea efectuării procesului în dispozitive de rafinare cunoscute și necesitatea organizării prelucrării hidrochimice a zgurii care conțin argint. Ca prototip, a fost adoptată o metodă de prelucrare a aliajelor cu zinc, cunoscută sub numele de procedeul Parkess. Zincul metalic sau un aliaj plumb-zinc este amestecat în topitura care conține plumb la o temperatură de 330-350 o C. În acest caz, se formează compuși intermetalici zinc-argint, care, datorită delaminării plumb-zinc-argint. sistem, trec în stratul de suprafață de plumb sub formă de așa-numită spumă argintie. Spuma este îndepărtată de pe suprafață și trimisă spre reciclare. Cu toate acestea, metoda prototipului nu asigură extragerea unor cantități notabile de argint din aliajele plumb-staniu. Acest lucru se datorează faptului că în prezența a 5% sau mai mult staniu în plumb, sistemul plumb-staniu-zinc-argint nu se stratifică. Problema este agravată de faptul că în aliajele reale plumb-staniu (lipituri), produse, de exemplu, la uzina Ryaztsvetmet, conținutul de argint nu depășește 400 g/t, adică. un ordin de mărime mai mic decât în ​​plumbul brut. Astfel, metoda prototipului nu poate fi utilizată pentru extragerea argintului din aliaje plumb-staniu (liduri). Obiectivul prezentei invenţii este de a transfera argintul în îndepărtarea de rafinare în timpul prelucrării aliajelor plumb-staniu cu zinc. Acest obiectiv este atins prin faptul că în metoda cunoscută de extragere a argintului din aliaje plumb-staniu, inclusiv tratarea acestora cu zinc, conform invenției, după introducerea zincului, aliajele sunt tratate cu sulf elementar în cantitate de 1. -5% din greutatea aliajului. Metoda se realizează după cum urmează. Zincul metalic sau un aliaj plumb-zinc se amestecă în aliajul plumb-staniu, situat la o temperatură de 330-600 o C în cazanul de rafinare. Cantitatea de zinc introdus este de 1-5% din greutatea aliajului. În timpul acestei operații, topitura capătă microneomogenitate cauzată de formarea de microgrupuri zinc-argint. Cu toate acestea, prezența staniului în aliaj nu permite separarea fazei de zinc care conține argint ca produs independent. După dizolvarea zincului, aliajul este tratat cu sulf elementar în cantitate de 1-5%, adică. suficient pentru a lega zincul în sulfura de zinc. În această etapă are loc nu numai sulfidarea zincului și a argintului asociat introdus în aliajul plumb-staniu, ci și eliberarea într-o fază independentă care nu se amestecă cu aliajul - îndepărtarea sulfurei de zinc-argint cristalin. Îndepărtarea argintului este îndepărtată de pe suprafața aliajului plumb-staniu mecanic sau prin centrifugare. În acest din urmă caz, după introducerea sulfului, aliajul este trecut printr-o centrifugă, în care materialul cristalin este separat de aliajul lichid plumb-staniu. O anumită cantitate de plumb și staniu intră în îndepărtarea sulfurei de zinc-argint. Conținutul de argint în îndepărtarea zinc-argint este de 20-30 de ori mai mare decât în ​​aliajul original. Argintul poate fi extras din probe folosind una dintre metodele cunoscute, de exemplu, topirea redox a lipiturii de argint. În timpul procesului de topire redox, sulful sub formă de dioxid de sulf, zinc și parțial plumbul și staniul sunt îndepărtate din eliminări. Datorită acestui fapt, lipitura formată în timpul topirii este îmbogățită cu argint. Ceea ce este nou în soluția tehnică propusă este tratarea ulterioară a aliajului cu sulf elementar după introducerea zincului, asigurând formarea sulfurei zinc-argint îndepărtarea. O trăsătură distinctivă a soluției propuse este prelucrarea secvențială a aliajului plumb-staniu cu zinc și sulf elementar și separarea eliminării sulfurei de zinc care conține argint. Nu am găsit metode de prelucrare secvențială a aliajelor cu zinc și sulf și îndepărtarea reziduurilor de sulfură de zinc în brevetele și literatura științifică și tehnică. Metoda propusă este testată și verificată în condiții de laborator. Exemplul 1. În 500 g de aliaj brut plumb-staniu care conține 25,0% staniu, 0,5% cupru, 3% antimoniu, 0,1% nichel, 0,6% fier, 320 g/t argint, restul este plumb, prin agitare și la o temperatură de 350-400 oC, s-au introdus de la 5 la 20 g (adică de la 1 la 4% în greutate) zinc metalic. Durata dizolvării zincului este de 35-65 de minute. După dizolvarea zincului, delaminarea și formarea de îndepărtare care conține argint - spumă argintie - nu a avut loc. Apoi, la aceeași temperatură, aliajul rezultat care conține zinc a fost tratat cu 15-25 g (3-5% din greutatea aliajului) de sulf elementar, care a fost amestecat în topitură timp de 20-40 de minute. După tratarea aliajului cu sulf, pe suprafața aliajului s-a format îndepărtarea uscată a sulfurei de zinc-argint. Randamentul de îndepărtare a variat de la 2 la 6% în greutate din aliajul inițial rugos plumb-staniu. Conținutul de argint în eliminări este de 0,32-0,60%. Extracția argintului în îndepărtare depindea de consumul de zinc și sulf (Tabelul 1) iar la cheltuielile indicate s-au ridicat la 53-70%. Exemplul 2. 1-4% în greutate aliaj de zinc sub formă de aliaj plumb-zinc. Introducerea se efectuează la o temperatură de 500 o C și agitarea continuă a topiturii timp de 24-40 minute. Ca și în exemplul 1, introducerea zincului nu a asigurat formarea de îndepărtare care conținea argint. După introducerea aliajului plumb-zinc, temperatura topiturii a fost coborâtă la 350 o C și sulful elementar a fost tratat prin amestecarea acestuia în topitura plumb-staniu care conținea argint timp de 45-60 de minute. Consumul de sulf elementar pentru prelucrarea aliajului este de 3-5% din greutatea aliajului original. Ca urmare a acestui tratament, s-a format îndepărtarea uscată pe suprafața topiturii, care conținea de la 0,38 la 0,7% argint. Randamentul de îndepărtare a fost de 2,6-5,0% în greutate din aliajul original. Extracția argintului depindea de cantitatea de zinc introdusă și de sulf furnizată pentru prelucrare și de cele indicate în tabel. 2 cheltuieli s-au ridicat la 57-63%. Probele obținute în experimentele 1-12 (Tabelul 2) au fost supuse arderii oxidative la o temperatură de 750-950 o C în atmosferă de aer. Cenușa rezultată a fost amestecată cu silice (20%), oxid de calciu (10%), oxid de fier (7%), cocs (5% din greutatea îndepărtată) și topită la o temperatură de 1250°C timp de 30 de minute. În urma acestei prelucrări s-a obţinut un aliaj plumb-staniu, care conţinea 1,25% argint, 35% staniu, iar restul plumb. În ceea ce privește conținutul de argint și alte metale, aliajul a satisfăcut GOST 19738-74 pentru lipirea cu argint a mărcii PSR-1.0. Exemplul 3. Un aliaj plumb-staniu care conține 315 g/t argint, rafinat din impurități, este aliat cu zinc metalic, al cărui consum este de 1-4% din greutatea aliajului. Temperatura de fuziune 600°C. Apoi topitura a fost tratată cu 3-5% în greutate sulf elementar. Tratamentul a fost efectuat prin barbotare cu un amestec de sulf sub formă de pulbere și argon. Consumul de sulf a fost de 1-5% din greutatea materialului îndepărtat. În urma unor astfel de operațiuni am primit (Tabel. 3) material care conține argint, în care concentrația de argint a fost de la 0,4 la 0,8%. Recuperarea argintului pentru îndepărtare este de 53-62%. Probele au fost supuse direct la topirea redox folosind lipire cu argint. Pentru a face acest lucru, resturile (100 g) au fost amestecate cu sulfat de sodiu (15%), piroluzit (10%), cuarț (15% din greutatea resturilor) și încălzite la o temperatură de 1150 o C. Topitura rezultată a fost încărcat cu un agent reducător - cocs într-o cantitate de 10% din Masele de îndepărtare și topirea au fost continuate timp de 60 de minute. În urma topirii, am obținut lipitură și zgură de calitate PSR-1,5, în care conținutul de argint a fost mai mic de 5 g/t. Astfel, recuperarea de la îndepărtarea argintului în lipirea PSR-1.5 a fost de nu mai puțin de 99%. Rezultatele date în exemplele 1-3 indică eficiența ridicată a extracției argintului din aliaje plumb-staniu și posibilitatea implementării metodei pe echipamente cunoscute și utilizate industrial. Implementarea metodei propuse va asigura extragerea argintului din aliajele plumb-staniu și va permite, de exemplu, la uzina Ryaztsvetmet, organizarea producției de lipituri de argint din clasele PSR-1.0-1.5 fără a implica cantități suplimentare de prețioase. metale. Surse de informare 1. Loskutov F.M. Metalurgia plumbului - M.: Metalurgia, 1965. 2. Certificat de autor 431249. „Metoda de rafinare a plumbului, autori A.M. Ustimov și N.N. Kubyshev, BI N 21 din 06/05/74. 3. Abdeev M.S., etc. Geukin L.S. .Metode moderne de prelucrare a minereurilor de plumb-zinc şi a concentratelor.- M.: Metalurgie, 1964, p. 218-220.

Revendicare

O metodă de extragere a argintului din aliaje plumb-staniu, inclusiv tratarea acestora cu zinc, caracterizată prin aceea că, după introducerea zincului, aliajele plumb-staniu sunt tratate cu sulf elementar în cantitate de 1 - 5% din greutatea aliajului.

Și aliajele realizate din acest material au anumite proprietăți care sunt determinate de starea lor inițială.

Descrierea generală a cositoriei

Este important de remarcat aici că există două tipuri de aceste materii prime. Primul tip se numește staniu alb și este modificarea β a acestei substanțe. Al doilea tip este modificarea α, care este mai bine cunoscută sub numele de staniu gri. La trecerea de la o modificare la alta, și anume de la alb la gri, are loc o schimbare puternică a volumului substanței, deoarece are loc un proces precum dispersia metalului în pulbere. Această proprietate este denumită în mod obișnuit.De asemenea, este important de reținut că una dintre cele mai negative proprietăți ale staniului este susceptibilitatea acestuia la îngheț. Cu alte cuvinte, la temperaturi de la -20 la +30 de grade Celsius, poate începe o tranziție spontană de la o stare la alta. În plus, tranziția va continua chiar dacă temperatura crește, dar după ce procesul a început. Din acest motiv, materiile prime trebuie depozitate în locuri cu temperaturi destul de ridicate.

Proprietățile staniului și plumbului

Merită spus că staniul, plumbul și aliajele realizate din aceste materiale au destul de multe proprietăți comune. De exemplu, cu cât staniul este mai pur, cu atât este mai mare șansa ca aceasta să fie afectată de ciumă. Plumbul, la rândul său, nu suferă deloc transformări alotropice.

Cu toate acestea, este de remarcat și faptul că substanțe suplimentare sunt folosite pentru a încetini acest tip de transformare în staniu. Materialele care au funcționat cel mai bine au fost bismutul și antimoniul. Adăugarea acestor substanțe într-un volum de 0,5% va reduce rata de transformare alotropică la aproape 0, ceea ce înseamnă că staniul alb poate fi considerat complet stabil. De asemenea, se poate observa aici că într-o măsură mai mică, dar totuși, un aliaj de staniu și plumb este folosit în același scop.

Dacă vorbim despre proprietățile plumbului, atunci acesta are un punct de topire mai mare - 327 de grade Celsius - decât staniul - 232 de grade. Densitatea plumbului la temperatura camerei este de 11,34 g/cm3.

Caracteristicile staniului și plumbului

Merită să începem cu faptul că recristalizarea staniului-plumbului și aliajelor prelucrate la rece are loc la o temperatură care este considerată sub temperatura camerei. Din acest motiv, procesul lor de prelucrare este de tip cald.

Indicatorul general a fost rezistența la coroziune în condiții atmosferice. Cu toate acestea, o mică diferență constă în rezistența la coroziune sub influența unor substanțe minore. De exemplu, plumbul se manifestă cel mai bine atunci când interacționează cu compuși concentrați ai anumitor acizi - sulfuric, fosforic etc. Staniul, la rândul său, rezistă cel mai bine soluțiilor de acizi alimentari. Domeniul de aplicare al acestor substanțe diferă, de asemenea, individual. Staniul este utilizat pe scară largă pentru cositorit, în timp ce plumbul și-a găsit aplicația pentru echipamentele de căptușire pentru producția de acid sulfuric.

Sisteme de aliaje

Aici este important să începem cu faptul că un aliaj de staniu și plumb este un material și mai fuzibil decât separat. Astfel de amestecuri sunt cel mai larg utilizate ca lipituri, pentru fabricarea fonturilor tipografice, fitiluri de turnare etc. Un sistem precum „staniu-plumb” aparține grupului de tip eutectic. O proprietate importantă a tuturor materialelor care aparțin acestei categorii este că temperatura lor de topire variază între 120 și 190 de grade Celsius. În plus, există grupuri de eutectice ternare. Un exemplu este sistemul de aliaje de staniu, plumb, zinc. Temperatura de topire a unor astfel de materiale scade și mai jos, iar limita sa este de 92-96 de grade Celsius. Dacă adăugați o a patra componentă în aliaj, temperatura de topire va scădea la 70 de grade. Dacă vorbim despre utilizarea unui aliaj de staniu și plumb ca lipit, atunci cel mai adesea se introduce până la 2% dintr-o substanță precum antimoniul în compoziția lor. Acest lucru se face pentru a îmbunătăți capacitatea de răspândire a lipitului. Este demn de remarcat aici că temperatura de topire poate fi reglată prin raportul staniu/plumb. Cea mai fuzibilă materie primă se topește la 190 de grade.

Babbitts

Ne-am dat deja seama cum se numește aliajul de staniu și plumb - este un eutectic. Acest grup de substanțe cu această compoziție este cel mai utilizat pe scară largă în producția de aliaje pentru rulmenți, care sunt numite „babbitts”. Acest material este folosit ca umplutură pentru coji de rulmenți. Cel mai important lucru aici este să alegeți materialul potrivit, astfel încât să poată fi purtat cu ușurință în arbore. La prima vedere, se pare că o masă de aliaje de staniu și plumb cu diverse lipituri este o soluție excelentă. Cu toate acestea, în realitate acest lucru nu este în întregime adevărat. Astfel de materiale s-au dovedit a fi prea moi, iar coeficientul de frecare dintre arbore și o astfel de căptușeală a fost ridicat. Cu alte cuvinte, în timpul funcționării au devenit prea fierbinți, ceea ce a făcut ca metalele cu punct de topire scăzut să se „lipească” de arbore. Pentru a evita acest dezavantaj, au început să fie adăugate cantități mici de substanțe mai solide. In acest fel s-a obtinut un material atat moale cat si dur.

Compoziția substanței

Pentru a realiza o astfel de substanță, care are exact caracteristicile opuse, s-au folosit următoarele substanțe. Cel mai important lucru este că acestea se află imediat în regiunea bifazată α+β. Cristalele în fază β sunt îmbogățite cu lipire, cum ar fi antimoniul. Acţionează ca substanţe dure, fragile. Cristalele în fază α, la rândul lor, sunt o bază moale și plastică. Pentru a evita astfel de dezavantaje precum topirea cristalelor solide și plutirea lor, amestecului se adaugă o altă componentă - cuprul. Astfel, dintr-o bucată dintr-un aliaj de plumb și staniu cu adaos de alte substanțe, este posibil să se creeze un material pentru rulment numit Babbitt, care combină două calități opuse - duritatea și moliciunea. Produsul clasic și cel mai răspândit al acestui brand este Babbitt B83. Compoziția acestui aliaj este următoarea: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

Alternativă

Merită spus că din punct de vedere al economiei, babbiții pe bază de staniu sunt foarte nerentabile, deoarece acest material costă destul de mult. În plus, staniul în sine este considerat o substanță rară. Din aceste două motive, s-au dezvoltat rulmenți alternativi pe bază de plumb, antimoniu și cupru. În această compoziție, cristalele de antimoniu acționează ca o bază solidă. Baza moale este un aliaj direct de plumb și antimoniu. Cuprul este folosit aici în același mod ca plumbul în compoziția anterioară, adică pentru a preveni plutirea cristalelor de bază solide.

Cu toate acestea, merită menționat și dezavantajele aici. Eutecticul plumb-antimoniu nu este la fel de ductil ca faza de staniu. Prin urmare, piesele realizate în acest fel suferă de uzură rapidă. Pentru a compensa acest dezavantaj, mai trebuie să adăugați o anumită cantitate de tablă. Utilizarea eutecticelor ternare nu este foarte comună.

Aliajele antifricțiune (lagăre) pe bază de staniu sau plumb cu adaos de antimoniu, cupru, calciu și alte elemente se numesc Babbitts.

Microstructura tuturor babbitts-ului, conform regulii lui Charpy, trebuie să fie compusă din cel puțin două componente: o componentă mai moale și mai plastică, care stă la baza aliajului, asigură rodarea rulmentului la rulmentul arborelui și incluziuni. a unei componente mai dure reduc coeficientul de frecare. Cristalele dure, care preiau sarcina, sunt presate în baza moale.

Babbitt B83. Babbitt B83 este un aliaj pe bază de staniu care conține 83% Sn, 11% Sb și 6% Cu. Dacă aliajul nu conținea cupru, atunci conform diagramei de fază Sn – Sb, structura sa ar trebui să fie compusă din două componente: cristale primare ale fazei b (incluziuni dure) și cristale a soluției solide de antimoniu în staniu. formată prin reacția peritectică (bază moale). Faza b este o soluție bazată pe compusul SnSb. Cristalele solide în fază B sunt foarte lustruite și, prin urmare, reflectă bine lumina. Gravarea cu o soluție de 5% HNO 3 în alcool, de obicei, nu dezvăluie granițele dintre a-cristale și la microscop ele se contopesc într-un fundal întunecat solid. În același timp, cristalele b ușoare, care au forma de pătrate, triunghiuri și alte poliedre în secțiune transversală, sunt clar conturate pe fundalul întunecat al cristalelor a. În plus, cristalele b dure se evidențiază în relief deasupra cristalelor a moale de lustruire mai puternică și sunt vizibile pe o secțiune negravată.

Adăugarea de Cu complică structura babbitt. Compoziția aliajului B83 în sistemul ternar Sn – Sb – Cu se află în regiunea de cristalizare primară a compusului intermetalic Cu 6 Sn 5. După finalizarea procesului de cristalizare primară, cu scăderea temperaturii, încep procesele de cristalizare a dublu eutectic b+Cu 6 Sn 5, constând în principal din faza b (fracția de volum a Cu 6 Sn 5 din eutectic). este de ordinul mai multor procente). Cristalele b fațetate din eutectic arată la fel ca cristalele b primare în sistemul Sn-Sb.

Odată cu o scădere suplimentară a temperaturii, are loc o transformare peritectică: Ж p + b®a + Cu 6 Sn 5, iar amestecul rezultat constă în principal din faza a (soluție de antimoniu în staniu).

Cristalele primare de Cu 6 Sn 5 formează un cadru care previne segregarea densității - plutirea cristalelor b mai ușoare. Astfel, cuprul este adăugat în principal pentru a preveni segregarea densității. În plus, cristalele de Cu 6 Sn 5, împreună cu faza b, sunt incluziuni solide necesare în babbitt. Componenta moale este un amestec (a + Cu 6 Sn 5), format prin reacții peritectice și eutectice și format în principal din cristale moi ale unei a-soluții de antimoniu în staniu.

Astfel, aliajul B83 conține trei componente structurale: cristale primare albe în formă de ac și stea de Cu 6 Sn 5, cristale albe fațetate de fază b din dublu eutectic b + Cu 6 Sn 5 și un amestec de a + Cu 6 Sn. 5 de origine peritectică și eutectică, în care este dominată de faza a întunecată.

Babbitt B16, dezvoltat de A.M. Bochvar, este un aliaj pe bază de plumb. Conține 16% Sn, 16% Sb și 1,7% Cu. Datorită conținutului său mai scăzut de staniu, babbitt B16 este mai puțin rar decât babbitt B83. În aliajul cuaternar B16, cristalizarea începe cu formarea de ace de Cu 6 Sn 5, apoi dublu eutectic b+Cu 6 Sn 5, constând în principal din faza b (SnSb), cristalizează și, în sfârșit, triplul eutectic a+b +Cu 6 Sn se formează 5, în care cantitatea de a+Cu 6 Sn 5 este atât de mică încât se poate considera că constă numai dintr-o soluție a a tuturor elementelor de aliere în plumb și o fază b (SnSb). În practică, trei componente structurale pot fi distinse în aliajul B16: cristale primare în formă de ac de Cu 6 Sn 5, cristale fațetate b (SnSb) și eutectic pestriț a + b. Acele primare Cu 6 Sn 5 previn plutirea cristalelor b mai ușoare. Incluziunile solide din babbitt sunt b-cristale și Cu 6 Sn 5, iar baza de plastic este un amestec de a+b, în ​​care faza b este ușoară și soluția a-solidă pe bază de plumb este întunecată. Componenta structurală pestriță cu o structură eutectică pronunțată distinge puternic microstructura aliajului B16 de microstructura babbitt-ului B83.

Babbitt BN – Aliajul pe bază de plumb cu șapte componente este apropiat de Babbitt B16 în ceea ce privește conținutul elementelor principale de aliere (10% Sn, 14% Sb, 1,7% Cu). Pe lângă acești aditivi, BN babbit conține 0,3% Ni, 0,4% Cd și 0,7% As. Arsenicul și cadmiul formează un compus chimic solid (eventual As 3 Cd 2), care este detectat pe o microsecțiune sub formă de cristale gri mici pe fundalul unei faze b ușoare.

Microstructura BN babbitt conține patru componente: ace ușoare ale unui compus care conține cupru (eventual Cu 6 Sn 5), cristale albe ale fazei b, cristale gri ale componentei arsenic și un eutectic constând din faza b și o soluție a bazată pe plumb. În eutectic, faza întunecată este o soluție multicomponentă pe bază de plumb. Faza b din BN babbitt este o soluție multicomponentă bazată pe compusul SnSb. Cristalele acestui compus sunt mai mici, iar fracția lor de volum este mai mică decât în ​​aliajul B16, ceea ce determină rezistența crescută la oboseală a aliajului BN.

Babbitt BS6 – un aliaj pe bază de plumb care conține 6% Sn, 6% Sb și 0,2% Cu. Spre deosebire de babbitt B16, conține mult mai puțin staniu și antimoniu și, prin urmare, în babbitt BS6 nu este faza b (SnSb) cea care cristalizează în primul rând, ci soluția a pe bază de plumb. Structura BS6 babbitt constă din două componente - dendrite primare întunecate ale unei soluții a de staniu și antimoniu în plumb și eutectic (a + b). Spre deosebire de alte babbitts, în care cristalele dure izolate sunt distribuite într-o bază moale, BS6 babbitt are cristale moi dintr-o soluție pe bază de plumb înconjurate de un eutectic mai dur. Datorită absenței cristalelor primare casante ale compușilor chimici, aliajul BS6 are o rezistență mai mare la oboseală decât babbits B83, B16 și BN. Este mai ieftin decât acești babbits deoarece conține mai puțin staniu. Babbitt BS6 este utilizat pe scară largă în industria auto sub formă de căptușeli bimetalice constând dintr-o bandă de oțel și un strat subțire de babbitt.

Babbitt BKA. Spre deosebire de babbitts pe bază de plumb discutați mai sus, care conțin Sb, Sn și Cu ca aditivi principali, aliajul marca BKA constă din plumb cu adaos de 1% Ca, 0,8% Na și 0,1% Al și se numește babbitt de calciu. Acest aliaj este aliajul principal pentru rulmenții de alunecare a vagoanelor de cale ferată. Babbitt de calciu diferă de babbitt pe bază de Sn și babbitt de plumb-staniu prin faptul că au un punct de topire mai mare și menține duritatea până la temperaturi mai ridicate atunci când rulmentul este încălzit.

Sodiul din aliajul BKA este complet într-o soluție solidă pe bază de plumb. Calciul formează compusul Pb 3 Ca cu plumb; Doar sutimi de procente din Ca sunt solubile în plumb solid. Microstructura babbitt de calciu este formată din două componente: dendrite albe primare ale compusului Pb 3 Ca (incluziuni solide) și cristale închise la culoare ale unei soluții de Na și Ca în Pb formate printr-o reacție peritectică (bază plastică). Deoarece Deoarece soluția de plumb este foarte moale, în timpul lustruirii este mânjită și este dificil să se identifice limitele dintre cristalele bazei de plastic, care la microscop dă un fundal întunecat solid. Secțiunile din babbitt de calciu sunt foarte oxidate, așa că sunt privite într-o stare proaspăt lustruită.

Lipituri de staniu-plumb

Aliajele sistemului dublu eutectic Pb-Sn aparțin grupului utilizat pe scară largă în tehnologie lipituri moi. Lipiturile POS30, POS61 și POS90 conțin, respectiv, aproximativ 30, 61 și respectiv 90% Sn, restul este plumb.

Structura aliajului hipoeutectic POS30 constă din dendrite primare închise la culoare ale unei soluții de Sn în Pb (a) și eutectice (a+b). Lipirea POS61 conține practic o componentă structurală – eutectic (a+b). Aceasta este cea mai fuzibilă dintre lipiturile de staniu-plumb, utilizate pentru lipirea echipamentelor electrice și radio unde supraîncălzirea este inacceptabilă. Structura lipiturii POS90 constă din dendrite primare ușoare ale unei soluții de Pb în Sn (b) și eutectice (a+b). Această lipire conține puțin Pb și, prin urmare, este folosită pentru lipirea ustensilelor alimentare.

Aliaje de zinc

Cele mai utilizate aliaje de zinc aparțin sistemului ternar Zn – Al – Cu.

Aliaj TsAM 10-5. Aliajul antifricțiune pe bază de zinc TsAM 10-5 conține în medie 10% Al, 5% Cu și 0,4% Mg. Aliajul este situat în regiunea de cristalizare primară a fazei a nu departe de linia de cristalizare a dublu eutectic (a+e). Faza a este o soluție solidă de zinc și, parțial, cupru în aluminiu. Faza e este un compus de tip electronic de compoziție variabilă cu o concentrație caracteristică de electroni de 7/4, corespunzătoare compoziției CuZn 3. În sistemul ternar Zn – Al – Cu, o anumită cantitate de aluminiu este dizolvată în faza e. Structura aliajului TsAM 10-5 constă din trei componente: o cantitate relativ mică de dendrite primare ușoare de a-soluție de aluminiu, eutectică dublă (a+e) și eutectică triplă (h+a+e). Faza h este o soluție solidă de Al și Cu în Zn. Este ușor să distingem un eutectic ternar de un eutectic dublu, deoarece este mult mai întunecat și are o structură mai dispersă. În plus, colonii duble eutectice, care se formează după cristalele primare, le înconjoară, iar eutectica triplă este situată între coloniile duble eutectice.

Aliaj TsA4M3. Acest aliaj conține 4% Al, 3% Cu și 0,04% Mg și este utilizat pe scară largă pentru turnarea prin injecție în industria auto, pentru turnarea pieselor pentru electrocasnice și în alte industrii. Principalele componente structurale ale aliajului TsA4M3 ar trebui să fie eutectice duble (h+e) și triple (h+a+e). În plus, cristalele primare ușoare ale fazei e sunt cel mai probabil să fie detectate.

Procedura de lucru

1. Vizualizați secțiuni subțiri la măriri de 100-200, determinați componentele structurale și schițați schematic microstructura.

2. Sub fiecare microstructură, etichetați calitatea aliajului, compoziția chimică medie, mărirea microscopului și indicați componentele structurale cu săgeți.

3. În dreptul microstructurilor, desenați diagramele de fază corespunzătoare necesare analizei componentelor structurale.

Lucrare de laborator nr 7

Informații conexe.

Achiziționarea de lipituri staniu-plumb

PIC de lipit este un aliaj metalic folosit pentru a îmbina piesele metalice prin topirea lipiturii.

Lipituri de staniu-plumb- cel mai comun grup de lipituri. În etichetare lipituri staniu-plumb Literele indică compoziția lipiturilor, cifrele indică procentul de staniu.

Componentele principale lipituri staniu-plumb sunt cositor și plumb.

Lipituri de staniu-plumb poate fi foarte eficient dacă cunoașteți principiile de bază de funcționare și domeniul de aplicare a acestora.

Cusăturile de lipit sunt împărțite în mai multe grupuri:

1. cusături dense și durabile - rezistă presiunii gazelor și lichidelor;
2. cusături puternice - capabile să reziste la sarcini mecanice;
3. cusături strânse - nu permiteți trecerea gazelor și lichidelor sub presiune joasă.

Calitatea lipirii depinde de viteza de difuzie. Suprafețele de lipit curate cresc difuzia. Dar dacă suprafața metalului se oxidează, difuzia scade brusc sau se oprește cu totul.

Lipituri de staniu-plumb trebuie să aibă atât vâscozitate maximă, cât și rezistență ridicată; metoda de lipire depinde direct de temperatura de topire a lipitului.

Lipire staniu-plumb POS60 utilizat pe scară largă pentru lipirea echipamentelor electrice și a componentelor radio, circuitelor imprimate. Conținutul de staniu de 60% asigură un punct de topire scăzut, care este în medie de 183-188 grade Celsius.

Lipire POS61 folosit la lipirea pieselor subtiri, la supraincalzirea pieselor este contraindicata.

Lipire POS62 are cel mai scăzut punct de topire și conține 62% staniu. Această lipire cu plumb-staniu este folosită pentru a conecta fire subțiri.

Lipire POS40 evită supraîncălzirea la lipire. Secțiunea transversală a lipirii staniu-plumb este subțire, de 1 sau 2 mm în diametru. Datorită diametrului mic al firului, timpul de expunere la temperatură ridicată la lipirea plumb-staniu POS40 este minim. Lipire POS40 similar cu lipirea POSS4-6 din punct de vedere al rezistenței. Lipirea cu staniu este folosită pentru lipirea cuprului, plumbului, fierului și tablă.

Lipire staniu-plumb POS30 folosit pentru lipirea cuprului, alamei, fierului, tablei zincate, zincate, echipamente radio, furtunuri flexibile.

Lipire POS18 La lipirea cap la cap, acesta are o rezistență mare de adeziv. Lipitura cu staniu este utilizată în cazurile în care temperatura de topire nu este critică.

Lipire POS90 Folosit pe scară largă pentru lipirea cusăturilor interne ale produselor alimentare.

Lipituri moi populare pentru lipirea componentelor radio - aliaje la temperatură scăzută:

• Lipituri staniu-plumb cu antimoniu;
• Lipituri staniu-plumb POSC cu cadmiu;
• Lipituri staniu-plumb POS30 pentru cositorirea și lipirea tablelor de zinc, radiatoarelor;
• Lipituri staniu-plumb POS40 pentru cositorirea și lipirea pieselor din fier zincat, calorifere;
• Lipituri staniu-plumb POS60 pentru lipirea componentelor radio;
• Lipituri staniu-plumb POS61 pentru lipirea componentelor radio;
• Lipituri staniu-plumb POS63 pentru lipirea componentelor radio;
• Lipituri staniu-plumb POS90.

Prin utilizarea lipituri staniu-plumb se efectuează lucrări de lipire, se efectuează două operații principale:

• cositorit și
• lipirea.

Coitorirea - acoperirea suprafețelor metalice cu staniu pur sau un aliaj de staniu și plumb cu un procent mic de impurități - asigură o legătură puternică și este un proces pregătitor pentru lipirea pieselor.

Lipirea este conectarea firelor și a componentelor radio folosind lipituri în stare topită. După ce lipirea staniu-plumb se întărește, se formează o conexiune puternică.

Cu cât este mai mult staniu în lipitură, cu atât lipitul este mai moale. Lipituri care conțin staniu pur sunt utilizate pentru lipirea cusăturilor interne ale vaselor de gătit pentru produsele alimentare.

Achiziționarea de lipituri staniu-plumb:

Puteți cumpăra lipituri de staniu-plumb POS și POSS în orice cantități de la producător - TINKOM LLC.

La TINKOM LLC poți cumpără lipituri de staniu-plumb:

Lipituri fără antimoniu

Lipituri cu antimoniu scăzut

Lipituri cu antimoniu

Pret pentru lipituri staniu-plumb

Prețuri pentru lipituri staniu-plumb diferite marcaje depind de mărimea lotului comandat.

Achiziții cu ridicata de lipituri staniu-plumb Sunt mult mai ieftine decât vânzările cu amănuntul.

Întotdeauna există o anumită cantitate în depozitul TINKOM LLC lipituri staniu-plumb ca poti Cumpărăîn liniile noastre minime la cel mai bun pret.

Do achiziționarea de lipituri staniu-plumb Puteți suna numerele de contact în timpul programului de lucru sau puteți plasa o comandă pe site.

Astăzi putem cumpărați lipituri de staniu-plumb sub formă de porci, tije, fire.

La achiziții cu ridicata de lipituri staniu-plumb se acordă reduceri preferențiale.