Лужение стали. Лужение - пайка

ЛУЖЕНИЕ МЕТАЛЛА

Лужение производится двумя способами: горячим и электролитическим. Горячее лужение выполняют растиранием и погружением. Электролитический способ лужения осуществляется в специальных ваннах методом электролитического осаждения на деталь тонкого слоя олова.
Для лужения пользуются оловом и сплавами на оловянной основе.

Слой олова, покрывающий поверхность металла, является хорошим защитником от коррозии. Поэтому основное условие лужения - покрытие металлической поверхности сплошным и непроницаемым слоем полуды.

Сплавами из олова со свинцом и цинком лудят металлические изделия, чтобы предохранить их от ржавчины. Такие сплавы дешевле чистого олова и надежно защищают металл от окисления.

При лужении пользуются следующими инструментами: шаберами, паяльной лампой, лудильными клещами, щетками, волосяными кистями. Шаберы различных форм и размеров служат для удаления с поверхности деталей окиси, налетов ржавчины. Паяльная лампа используется для нагревания деталей небольших размеров. Лудильные клещи применяют для поддерживания горячих изделий. Щетки для очистки поверхности изделий насаживаются на конец гибкого вала электрической сверлильной машинки. Волосяные кисти служат для смазывания изделий кислотами и очистки их поверхности.

Подготовка изделий - первая операция, с которой начинают лужение.

Чем лучше будет подготовлена поверхность к лужению, тем покрытие плотнее ляжет на поверхность изделия и крепче пристанет к ней.

Порядок и характер подготовки изделий зависят от требований, предъявляемых к ним, и от метода нанесения полуды.

Подготовку изделий к покрытию оловом можно выполнить обработкой щетками, шлифованием или обезжириванием с последующим травлением.

Обработку щетками обычно применяют для изделий, поверхность которых покрыта окалиной или сильно загрязнена. Изделие перед подготовкой промывают чистой водой, а для ускорения обработки используют мелкий песок, пемзу и известь.

Неровности, которые имеются на изделиях, можно удалить шлифованием с помощью абразивных кругов и шкурок.

Для химического обезжиривания поверхностей изделий применяют 5-10-процентный раствор едкого натрия, 10-15-процентный раствор углекислого натрия, 10-15-процентный раствор фосфорнокислого натрия. Растворы обычно подогревают до 50-80°.

После обезжиривания изделия тщательно промывают в чистой воде, сменяемой несколько раз. Признаком полного удаления жировых веществ с изделия служит мелкая смачиваемость его поверхности водой, которая не скатывается отдельными каплями, а растекается по поверхности изделия.

Жировые вещества можно также удалять с помощью венской извести. Минеральные масла удаляют бензином, керосином

и другими растворителями жиров. Однако применять бензин и керосин не рекомендуется, так как они огнеопасны и растворяют жиры неполностью.

Медные, латунные и стальные изделия травят в течение 20-30 мин. в 20-30-процентном водном растворе серной кислоты. Для ускорения травления стальных изделий кислотный состав подогревают.

После травления обработанные детали необходимо тщательно промыть в холодной воде, затем очистить их поверхность смоченным песком и промыть в горячей воде при температуре 80-100°.

Горячее лужение растиранием . Изделие, предварительно подготовленное и смазанное флюсом, нагревают настолько, чтобы наносимое на него олово плавилось и растекалось по поверхности, образуя предохранительное покрытие. Этим способом можно облуживать изделие с обеих сторон.

Флюсом служат хлористый цинк и нашатырь. Подготовленные поверхности изделия смазывают раствором хлористого цинка и нагревают паяльными лампами на переносных или стационарных горнах. Когда хлористый цинк на поверхности изделия закипит, вводят олово, которое, соприкасаясь с нагретой поверхностью, плавится. В этот момент изделие посыпают порошкообразным нашатырем. Затем жидкое олово растирают паклей, распределяя по поверхности равномерным слоем. Если из-за плохой зачистки олово в каком-либо месте не пристанет, это место снова зачищают напильником или шабером, снова подогревают, наносят олово и растирают паклей. Когда изделие остынет, его протирают смоченным песком, промывают водой, сушат.

Горячее лужение погружением . Подготовленные изделия погружают в лудильную ванну на определенный промежуток времени до получения на их поверхности тонкого слоя оловянистого покрытия.

Олово в лудильных ваннах рекомендуется нагревать до 270-300°, т. е. выше температуры его плавления. Перегретое в ванне олово очень быстро окисляется. Лужение при низких температурах (230-240°) невозможно. Продолжительность пребывания изделий в лудильных ваннах зависит от толщины материала изделия, его размеров и колеблется от 0,5 до 1 мин.

Лужение начинают с подготовки изделий; их предварительно обезжиривают и тщательно протравливают до получения металлически чистой, т. е. блестящей или матовой, поверхности. Подготовленное к лужению изделие помещают в лудильную жидкость. Затем его вынимают и, не давая хлористому цинку полностью стечь, погружают в оловянную ванну. В ванне расплавленное олово должно возвышаться над изделием не менее чем на 35-40 мм. Продолжительность пребывания изделия в ванне зависит от требуемой толщины слоя олова.

Извлеченное из ванны изделие энергично встряхивают, рас-

пределяя тем самым олово равномерным слоем и удаляя его излишки. Чтобы нейтрализовать остатки хлористого цинка, остывшее изделие погружают в воду или в слабый водный раствор соды. После этого его вытирают и сушат в чистых древесных опилках.

Если при лужении изделие не помещается в ванну, его погружают насколько возможно, а выступающую из ванны часть обливают оловом, черпая его ложкой. Эту операцию необходимо производить быстро, чтобы не остудить изделие. Если какая-либо часть поверхности изделия не принимает полуду, значит она загрязнена. Тогда нужно быстро очистить эту часть поверхности шабером или напильником и снова ее полудить.

Двойное горячее лужение погружением -наиболее надежный способ лужения, который состоит из двух приемов. Сначала изделие лудят погружением, т. е. после соответствующей подготовки погружают в расплавленное олово, затем промывают в горячем содовом растворе и тщательно высушивают. После этого изделие захватывают клещами и погружают в лудильную ванну с расплавленным оловом, поверх которого налито пальмовое масло или животный жир слоем 10-15 мм.

В лудильную ванну изделия загружают совершенно сухими. Лужение производят быстро, следя за тем, чтобы изделие нагревалось равномерно и чтобы олово имело нужную температуру. Применять какие-либо флюсы при повторном лужении не требуется. Облуженные таким способом изделия имеют блестящую глянцевую поверхность.

Остатки жировых веществ легко удаляют с изделия протиранием его сухими древесными опилками с небольшим добавлением гипса или мела.

Техника безопасности при лужении . При работе с серной и соляной кислотами необходимо строго соблюдать меры предосторожности.

Серная кислота на организм человека действует разрушающе, ее пары опасны. Кроме того, серная кислота огнеопасна, так как при соприкосновении с горючими веществами она их воспламеняет. Серную кислоту необходимо хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками. Бутыли надо оберегать от механических повреждений и держать отдельно от горючих веществ.

Соляная кислота действует на организм человека как разъедающее и раздражающее вещество. Ее также необходимо хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками. Бутыли, в которых хранят кислоты, надо держать в плетеных корзинах с прочными ручками; между стенками корзин и бутылями следует проложить достаточное количество соломы или сена.

При переливании кислоты из бутылей в рабочие сосуды необходимо пользоваться особыми приспособлениями (безопасными воронками, сифонами и т. п.), устраняющими возможность разливания или разбрызгивания ее. При разбавлении серной и соляной кислот водой надо вливать кислоту в воду, а не наоборот.

Работы по травлению материалов или изделий кислотами следует производить в отдельном хорошо вентилируемом помещении.

При двойном лужении погружением необходимо соблюдать меры предосторожности. Так, например, пальмовое масло и жировые вещества при соединении с водой сильно пенятся, поэтому вливать их в лудильную ванну надо осторожно и постепенно, ожидая, пока часть их испарит воду.

Чтобы не вызвать вспышки жировых веществ в лудильных ваннах, олово нельзя перегревать. Для тушения возможных вспышек рядом с лудильной ванной должны находиться сосуд, наполненный содовым раствором, и мочальная кисть. Нескольких взмахов кистью, смоченной содовой водой, обычно бывает достаточно, чтобы потушить пламя, возникшее при вспышке жира.

§ 97. ЛУЖЕНИЕ. Инструменты и приспособления, применяемые при лужении. Приемы лужения.

Лужение. Лужением называется процесс покрытия поверхностей изделий тонким слоем расплавленного олова или сплава олова со свинцом.

Металл, наносимый на поверхность изделия, называется полудой.

Лужение чаще всего выполняется при подготовке деталей к паянию, а также для предохранения изделий от ржавления (коррозии). Иногда лужение производится для специальных целей, например перед заливкой подшипников.

В качестве полуд применяется чистое олово, а для неответственных деталей олово иногда заменяют более дешевым сплавом, состоящим из 5 частей олова и 3 частей свинца. Сплавы (оловянно-свинцовые) нельзя применять при лужении посуды для пищи.

Лудят двумя способами: натиранием (большие изделия) и погружением (небольшие изделия) в расплавленную полуду.

Процесс лужения состоит из трех основных операций: подготовки поверхности, приготовления полуды и лужения.

Подготовка поверхности к лужению. Поверхность, подлежащая лужению, должна быть тщательно очищена от грязи, окалины, жиров и т. д. Очистка поверхности изделия производится до металлического блеска при помощи шабера, напильника, наждачной бумаги, кордовых щеток и т. д. Большие поверхности для облегчения работы травят разбавленной соляной или серной кислотой.

Обезжиривают и удаляют окисную пленку с поверхности изделия промывкой (протравливанием) в водном растворе соляной кислоты. Затем поверхность промывают чистой водой и протирают насухо. В целях предохранения очищенной поверхности от окисления ее смазывают хлористым цинком и сверху посыпают порошком нашатыря.

При выполнении травления и нейтрализации следует работать в резиновых перчатках, фартуке и защитных очках во избежание ожогов и порчи одежды.

Инструменты и приспособления, применяемые при лужении. При лужении пользуются различными инструментами и приспособлениями, например шаберами различных размеров и форм для очистки поверхностей деталей от ржавчины; паяльной лампой для нагревания деталей небольшого размера; щеткой для очистки поверхностей изделий от грязи; кистью (волосяной) для смачивания деталей кислотой; клещами для поддерживания горячих деталей.

Приемы лужения. Лужение методом погружения в расплавленную полуду заключается в том, что подготовленную к лужению деталь сначала погружают в лудильную ванну с хлористым цинком. Затем клещами вынимают изделие из ванны и, не удаляя хлористый цинк с поверхности, погружают в ванну с расплавленным оловом (рис. 179, а).

Рис. 179. Лужение деталей :

а - облуживание детали погружением в ванну с оловом, б - нагрев детали для облуживания, в - облуживание нагретой детали путем растирания олова

В ванне необходимо держать изделие до полного прогрева (270-300°), после чего его вынимают из ванны, встряхивают для удаления излишнего слоя полуды. Когда изделие остынет, его промывают в воле или растворе извести для удаления хлористого цинка. Затем сушат в чистых древесных опилках.

Лужение методом натирания производится после предварительной подготовки изделия (очистки, промывки, травления).

Изделие нагревается медленно и равномерно на древесном угле (рис. 179, б) до температуры 225-250°, затем на нагретую поверхность насыпают припой и, после того как он начнет плавиться, его быстро растирают щеткой или чистой холщовой тряпкой (рис. 179, в) по всей поверхности, удаляя излишний слой полуды.

Если из-за плохой очистки детали олово в каком-либо месте не пристало, это место снова зачищают напильником иди шабером, подогревают, наносят олово и протирают тряпкой или паклей.

Когда изделие остынет, его протирают смоченным песком, промывают водой и сушат.

Во время выполнения операций лужения нельзя вдыхать пары кислоты и нашатыря; горячие детали следует брать клещами; необходимо при погружении деталей пользоваться рукавицами; нужно остерегаться попадания кислоты на тело или одежду.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ЗАПАДНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИСТЕТ

ИМ. М. УТЕМИСОВА

Естественно-географический факультет

Кафедра химии

на тему:Процессы лужения

Выполнил: студент 4-го курса по специальности 5В072000 ХТНВ

Мусаева А. Ж.

Проверил: д.хим наук,профессор Мендалиева Д. К.

Уральск-2015 год

Введение

1. Назначение и способы лужения металла

1.1 Материалы, применяемые при лужении

1.2 Инструменты и посуда для лужения

1.3 Оборудование для лужения

1.4 Подготовка изделий к лужению

1.5 Горячее лужение растиранием и погружением

1.6 Гальваническое лужение в щелочных электролитах

1.7 Гальваническое лужение в кислых электролитах

Введение

Актуальность темы: Лужением называется операция покрытия поверхностей металлических изделий тонким слоем припоя, который представляет собой олово или сплав на оловянной основе. Образующийся на поверхности изделий тонкий слой олова или сплава на оловянной основе принято называть полудой.

Лужение широко применяется в производстве различных металлических изделий, используемых в радиотехнической, электротехнической, авиационной и других отраслях промышленности. Лужению подвергают изделия, идущие для приготовления и хранения пищи (кастрюли, ведра, тазы, молочные бидоны, консервные банки, пастеризационные аппараты, части сепараторов и т. п.). Операция лужения является подготовительной операцией перед заливкой подшипников баббитом, перед паянием изделий и изготовлением изделий с фальцевыми швами. лужение металл гальванический электролит

Основным условием лужения является покрытие поверхности изделий сплошным и непроницаемым слоем олова или сплава на оловянной основе. Олово является хорошим защитником металла от коррозии, пока не: поврежден слой олова, покрывающий поверхность изделий.

Луженые изделия хорошо выдерживают деформацию, изгибы и перегибы, не обнаруживая повреждений.

Цель: выбор оптимальных вариантов лужения

Для решения данной цели необходимо решение следующих задач :

1) провести анализ описанных в литературе методов

2) предложить наиболее оптимальный метод

1 . Назначение и способы лужения металла

1.1 Материалы, применяемые при лужении металла

Олово и его сплавы . Чистое олово плотностью 7,3 г/см 3 имеет серебристо-белый цвет с голубоватым оттенком. В природе олово встречается в виде окиси, соединенной одновременно с серой, сурьмой, мышьяком, медью, железом и другими примесями. Присутствие в олове примесей железа, мышьяка, висмута и сурьмы понижает его пластичность и увеличивает хрупкость; примеси меди и свинца делают олово более твердым и хрупким и также понижают его пластичность. Олово легко плавится. Температура плавления его 232° С. Чистое олово на воздухе не изменяется, при этом оно почти не теряет своего блеска и только по истечении значительного периода покрывается легкой пленкой окиси олова серого цвета. Олово характеризуется высокой стойкостью в отношении органических кислот, а также хорошо противостоит атмосферным осадкам и действию воздуха. Поэтому вся посуда для приготовления и хранения пищи обслуживается только чистым оловом. Олово хорошо растворяется в серной и концентрированной соляной кислотах и очень слабо в разбавленной соляной кислоте. Азотная кислота превращает олово в метаоловянную кислоту. Олово выпускается в виде чушек и прутков. По химическому составу и примерному назначению олово подразделяется на четыре марки: 01 (содержание олова 99,9%, примесей 0,1%), 02 (содержание олова 99,5,% примесей 0,5%), 03 (содержание олова 98,35%, примесей 1,65%) и 04 (содержание олова 96,25%, примесей 3,75%). Для лужения применяют олово двух марок -- 01 и 02. Олово марки 01 применяется для лужения изделий, изготовляемых из жести и других материалов, а марки 02 -- для лужения кухонной посуды и котлов для приготовления пищи. Для лужения посуды, служащей для приготовления и хранения пищи, иногда употребляют не только олово высокой чистоты, но и ряд других сплавов, не содержащих вредных для здоровья примесей, например сплавы, состоящие из олова и железа (олова 9 вес. ч. и железа 1 вес. ч.); олова (89 вес. ч.), железа (5) и никеля (6). Другие сплавы для лужения, за исключением сплавов, состоящих из олова, железа и никеля, являются ядовитыми; поэтому их применяют лишь для лужения изделий, не предназначенных для изготовления или хранения пищи.

Сплавами из олова, свинца и цинка (например, олова 45%, свинца 30% и цинка 25%) лудят металлические изделия, чтобы предохранить их от ржавчины. Такие сплавы дешевле чистого олова и хорошо защищают металл от ржавчины. Чтобы получить совершенно белую красивую и блестящую полуду, пользуются висмутовыми составами, т. е. сплавами из олова и висмута (например, сплав, содержащий 90 вес. ч. олова и 10 вес. ч. висмута). Оловянисто-висмутовые сплавы применяются в основном для лужения художественных изделий. Эти сплавы дороже оловянисто-цинковых.

Хлористый аммоний (также называют нашатырем) представляет собой твердое вещество белого цвета, волокнистого строения; он встречается также в виде мелких кристалликов. Хлористый аммоний легко растворяется в воде, а при нагревании испаряется, образуя беловатые густые ядовитые пары.

Хлористый аммоний при лужении и паянии применяют в качестве флюсующего вещества, так как он хорошо очищает поверхности деталей и изделий от окислов. Кроме того, его применяют для очистки поверхности деталей и изделий от жиров.

1.2 Инструменты и посуда для лужения металла

Изделия при лужении измеряют при помощи металлического складного метра, стальной масштабной линейки, штангенциркуля и др. Лудильные клещи применяют для поддержания изделий. Они весьма удобны для работы и благодаря изогнутым дугообразным щекам обеспечивают беспрепятственный доступ олова к поверхности обслуживаемых изделий. Шаберы применяют для очистки поверхности изделий от посторонних веществ соскабливанием. Плоские поверхности обрабатывают плоским шабером, снимая слои металла при движении вперед, а вогнутые поверхности -- изогнутым шабером (рис. 97,6), перемещая шабер вбок слева направо. Волосяные кисти применяют для смазки изделий кислотой и удаления с них посторонних веществ. Кисти оберегают от загрязнений и промывают в керосине, так как при пользовании загрязненной кистью нельзя получить чистую поверхность изделия. Паяльные лампы применяют для нагревания изделий и припоев. Наиболее распространенными паяльными лампами являются керосиновые. Они характеризуются емкостью резервуара, длиной пламени и давлением, которое создается в резервуаре при подготовке паяльной лампы к работе. Применяют керосиновые паяльные лампы емкостью 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4 л. Длина пламени ламп указанных емкостей соответственно 190, 270, 270, 440, 440, 560 мм. Керосиновые паяльные лампы работают с давлением до 3 ат. Основной частью паяльной лампы является горелка 4. Она состоит из трубки красной меди или латуни, согнутой кольцеобразно; один конец трубки имеет форсунку 5 с ниппелем, а другой -- соединительную гайку. Вся горелка закрыта металлическим кожухом с несколькими прорезами для прохода воздуха.

1.3 Оборудование для лужения металла

Верстак для лужения . На верстаке выполняют горячее лужение растиранием и все вспомогательные работы по лужению. Каркас верстака изготовляют, как правило, деревянным, а столешницу (крышку верстака) из деревянных досок толщиной 40--50 мм либо из листовой стали толщиной 3--5 мм. Столешницу, изготовленную из деревянных досок, покрывают сверху кровельным железом. В столешнице, изготовленной как из листовой стали, так и из деревянных досок, сверлят отверстия для стока жидкостей. Внизу под столешницей укрепляют металлическую ванну, в которую набирается стекающая сверху со столешницы жидкость. Металлическая ванна верстака соединена с трубопроводом для вывода жидкости. Высота верстака 800--900 мм, длина 1200-- 1500 мм, ширина 750--800 мм.

Ванны для обезжиривания . Для обезжиривания поверхности изделий, подвергаемых лужению, применяют ванны разных конструкций и размеров. Выбор ванн зависит от того, каким способом осуществляют лужение. Наиболее простыми ваннами для горячего лужения являются металлические ванны и котлы с крышками. Эти ванны и котлы предназначаются для обезжиривания поверхности изделий при использовании различных растворителей (керосина и др.). Ванны и котлы содержат в чистоте, для чего регулярно очищают от загрязнений. Поверхности изделий обезжиривают химическим и электрохимическим способами в металлических ваннах, снабженных змеевиками для нагрева находящихся в них растворов. Эти ванны имеют такую же конструкцию и размеры, как и ванны, применяемые для травления металлов.

Ванны для холодного и горячего промывания изделий . Промывание поверхности изделий в холодной и горячей воде осуществляют два раза: в начале и в конце лужения. Промывание поверхности изделий выполняют в металлических и деревянных ваннах. Во время работы ванн вода из водопроводной сети непрерывно подается в них для холодного и горячего промывания. Внутренние габаритные размеры ванн для холодного и горячего промывания: длина от 500 до 6000 мм, ширина от 400 до 1200 мм, высота от 500 до 1600 мм. Объем ванн от 80 до 7500 л.

Ванны для гальванического лужения в кислых и щелочных электролитах . Гальваническое лужение в кислых электролитах осуществляют в стационарных ваннах или во вращающихся ваннах-колоколах.

Стационарная ванна для лужения в кислых электролитах состоит из стального корпуса 1, футеровки 2, змеевика 3, штангодержателей 5 и 6, двух анодных штанг 4 и 8, катодной штанги 7. Корпус ванны изготовляют из листовой стали толщиной 4--7 мм. Ванны футеруют винипластом, полихлорвиниловым пластиком, резиной или другими кислотоупорными материалами. Изделия, подлежащие гальваническому лужению в кислых электролитах, подвешивают на катодную штангу, а на анодные штанги подвешивают оловянные аноды в форме пластин. Корпуса наиболее распространенных стационарных ванн для лужения в кислых электролитах имеют следующие размеры: длина А 600, 800, 1000, 1200, 1500, 1800, 2000 мм; ширина Б соответственно 500, 600, 700, 800, 800, 800, 800 мм; высота В соответственно 700, 700, 700, 800, 800, 800, 800 мм.

Небольшие изделия лудят гальваническим способом в кислых электролитах в ваннах колокольного типа. Ванны для гальванического лужения в щелочных электролитах по конструкции несколько отличаются от ванн, используемых для лужения в кислых электролитах. Эти ванны состоят из стального корпуса 1, вентиляционных бортовых кожухов 3 и 8, штангодержателей 2 и 7, анодных и катодных штанг 4, 5 и 6. Внутреннюю часть у этих ванн не облицовывают химически стойкими материалами. Корпуса таких ванн имеют следующие размеры (мм): длина от 600 до 6000, ширина от 500 до 1000, высота от 700 до 1600.

1.4 Подготовка изделий к лужению

Чем лучше будет подготовлена поверхность к лужению, тем плотнее и прочнее ляжет покрытие на поверхность изделия.

Порядок и характер подготовки изделий зависит от требований, предъявляемых к изделиям, и от метода нанесения полуды.

Изделия к покрытию оловом готовят обработкой щетками, шлифованием, обезжириванием и травлением. Щетками обычно обрабатывают изделия, поверхность которых покрыта окалиной или сильно загрязнена. Изделие перед подготовкой промывают чистой водой, а при обработке применяют для ускорения процесса мелкий песок, пемзу и известь.

Неровности, которые имеются на изделиях, удаляют шлифованием с помощью абразивных кругов и шкурок. Химическое обезжиривание поверхности изделий выполняют с помощью 5--10%-ного раствора едкого натра, 10--15%-ного раствора углекислого натрия, 10--15%-ного раствора фосфорнокислого натрия. Растворы обычно применяют подогретыми до температуры 50--80° С.

После обезжиривания изделия тщательно промывают в чистой воде, сменяемой несколько раз. Признаком удаления жировых веществ с изделия служит легкая смачиваемость его поверхности водой, которая не скатывается отдельными каплями, а растекается по поверхности изделия.

Жировые вещества удаляют также с помощью венской извести. Минеральные масла удаляют бензином, керосином и другими растворителями жиров. Однако применять бензин или керосин не рекомендуется, так как они являются огнеопасными веществами; кроме того, жиры ими растворяются не полностью. Медные, латунные и стальные изделия травят в течение 20--30 мин в 20--30%-ном водном растворе серной кислоты. Для ускорения травления стальных изделий кислотный состав подогревают.

После травления обработанные детали тщательно промывают в холодной воде, затем очищают их поверхность смоченным песком и промывают в горячей воде при температуре 80--100° С.

1.5 Горячее лужение металла растиранием и погружением

Для горячего лужения растиранием изделия, предварительно подготовленные и смазанные флюсом, нагревают настолько, чтобы наносимое на них олово плавилось и растекалось по поверхности, образуя предохранительное покрытие. Этим способом можно обслуживать изделия с обеих сторон. Флюсом служат хлористый цинк и нашатырь. Подготовленные поверхности изделия смазывают раствором хлористого цинка и нагревают паяльными лампами. Когда хлористый цинк на поверхности изделия закипит, вводят олово, которое, соприкасаясь с нагретой поверхностью, плавится. В этот момент изделие посыпают порошкообразным нашатырем. Затем жидкое олово, растирая паклей, распределяют по поверхности равномерным слоем. Если из-за плохой зачистки олово в каком-либо месте не пристало, это место снова зачищают напильником или шабером, снова подогревают, наносят олово и протирают паклей. Когда изделие остынет, его протирают смоченным песком, промывают водой и сушат. При горячем лужении погружением подготовленные изделия опускают в лудильную ванну или аппарат на определенное время до получения на их поверхности тонкого слоя оловянистого покрытия. Лужение выполняют в лудильных ваннах или в лудильных аппаратах. Олово в лудильных ваннах нагревают до 270--300° С, т. е. несколько выше температуры его плавления. Чрезмерно перегретое в ванне олово очень быстро окисляется. Лужение при низких температурах (230--240° С) невозможно. Продолжительность пребывания изделий в лудильных ваннах зависит от толщины материала изделия, его размеров и колеблется от 0,5 до 1 мин. Лужение начинают с подготовки. Изделия предварительно обезжиривают и тщательно протравливают до получения металлически чистой, т. е. блестящей, или матовой поверхности. Подготовленное к лужению изделие помещают в лудильную жидкость. Затем его вынимают и, не давая хлористому цинку полностью стечь, погружают в оловянную ванну. В ванне уровень расплавленного олова должен возвышаться над изделием не меньше чем на 35--40 мм. Продолжительность пребывания изделия а ванне зависит от толщины требуемого слоя олова.

1.6 Гальваническое лужение металла в щелочных электролитах

Лужение в щелочных, а также в кислых электролитах осуществляют при определенных плотности тока, температуре ванны в условиях особой чистоты ванн. Электролиты приготовляют из различных химикатов. Электролиты перед употреблением подвергают обработке до требуемой характеристики осадка. Плотность тока -- частное от деления силы тока в проводнике на его поперечное сечение. Часто применяется следующая терминология: катодная плотность тока, анодная плотность тока и др.

Катодная плотность тока представляет собой поданную на ванну силу тока, отнесенную к единице поверхности электрода, например к 1 дм 2 . Если сила тока отнесена к поверхности анода, то она называется анодной плотностью тока; если сила тока отнесена к катодной поверхности, она называется катодной плотностью тока. Например, на оловянную кислую ванну подан ток 100 а, при этом поверхность изделий, подвергаемых лужению, равна 40 дм 2 , а поверхность оловянных анодов 25 дм 2 . В этом случае катодная плотность тока равняется 100:40 = 2,5 а на 1 дм 2 , или, как это изображают иначе, 2,5 а/дм 2 , тогда как анодная плотность тока составляет 100:25 = 4 а/дм 2 .

Во время лужения в щелочном электролите на аноде происходит растворение олова, на катоде в это время оно осаждается. Соли олова, входящие в состав электролитов, являются основными, питающими щелочной электролит ионами * олова, которые осаждаются на катоде сначала в виде двухвалентного **, затем по мере накопления--в виде четырехвалентного олова. В щелочных электролитах олово растворяется в виде двухвалентного до тех пор, пока содержание закисного олова вблизи анода не достигнет определенного предела. В связи с повышением у анода концентрации двухвалентного олова образуется плохо растворяемая пленка закиси олова.

Эти два обстоятельства вызывают повышение анодного потенциала, достаточное для того, чтобы анод стал посылать в щелочной электролит наряду с ионами двухвалентного олова ионы четырехвалентного олова. Процесс выделения четырехвалентного олова происходит быстрее, чем двухвалентного, так как ионы четырехвалентного олова, как большинство высоковалентных ионов, более способны к комплексообразованию в щелочном электролите, чем двухвалентные. В щелочных ваннах у анода происходят побочные анодные и катодные процессы, способствующие выделению водорода и образованию гидрата закиси олова (слабое основание) и гидрата окиси олова (слабая кислота).

1.7 Гальваническое лужение металла в кислых электролитах

Гальваническое лужение в кислых электролитах применяют во многих отраслях промышленности. Это объясняется тем, что кислые электролиты имеют ряд преимуществ по сравнению со щелочными. Кислые электролиты состоят из сернокислого олова, серной кислоты (иногда сернокислого натрия), капиллярно-активных веществ (крезол, фенол и др.), а также коллоидальных веществ: клея, желатина, никотина, сульфата и др.

Сернокислое олово в таких электролитах содержится до 65 г/л, а серная кислота -- до 100 г/л. При повышенной кислотности (выше 100 г/л серной кислоты) на изделии образуются непрочные отложения. Сернокислый натрий вводится в электролит для увеличения проводимости ванны, что способствует образованию двойной соли с сернокислым оловом, так как при этом осадки олова лучше выделяются из двойных солей.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Описание процесса химического никелирования и состава гипофосфитных растворов никеля. Определение возможности получения покрытий Ni-P из пирофосфатных электролитов. Расчет толщины покрытия Ni-P и оценка его зависимости от концентрации соли в растворе.

курсовая работа , добавлен 16.06.2014


Электролиз расплавленных хлоридов как способ очистки платиновых металлов от металлических и неметаллических примесей. Электролиз в водных электролитах. Схема переработки палладиевых катализаторов. Пирометаллургическое рафинирование платиновых сплавов.

контрольная работа , добавлен 11.10.2010


Продукты поликонденсации фенола с формальдегидом. Реакция проводится в присутствии кислых (соляная, серная, щавелевая и другие кислоты) или щелочных катализаторов (аммиак, гидроксид натрия, гидроксид бария). Свойства, применение.

доклад , добавлен 03.10.2006


Общая характеристика щелочных металлов и их соединений, применение в промышленности. Формы металлов, встречающиеся в природе, и способы их получения. Химические свойства щелочных металлов и их взаимодействие с водой, с кислородом, с другими веществами.

презентация , добавлен 22.09.2015


Анализ путей образования электронных дефектов в электролитах и оценка их концентрации. Оценка величины электронной проводимости медьпроводящих электролитов. Разработка методики выращивания из растворов монокристаллов медьпроводящих твердых электролитов.

Физико-химические и термодинамические свойства концентрированных водных растворов, содержащих компоненты электролитов осаждения сплава железо-никель. Кинетические закономерности анодного растворения сплава железо-никель в нестационарных условиях.

Условия осаждения меди из щелочных и кислых электролитов. Расчет размеров ванны гальванического меднения, количества анодов, напряжения на ванне. Разность равновесных электродных потенциалов анодной и катодной реакции. Выбор выпрямительного агрегата.

курсовая работа , добавлен 22.04.2014


Причины возникновения коррозии металла. Теоретическое исследование вопроса о защите металла от коррозии средствами бытовой химии. Экспериментальное исследование освежителя воздуха как средства защиты металла от коррозии в различных химических средах.

научная работа , добавлен 15.05.2015


Азотистоводородная кислота и строение азидной группы. Получение чистого азота и щелочных металлов. Способы синтеза азида натрия. Применение в взрывотехнике, изготовление первичных ВВ (азида свинца). Получение азида натрия из гидразина и его солей.

реферат , добавлен 02.05.2015


Классификация методов количественного анализа. Химическая посуда и оборудование в гравиметрическом анализе; правила обращения с аналитическими весами. Расчет навески исследуемого вещества и количества осадителя. Способы определения железа в растворах.

Лужением называется процесс покрытия поверхностей металлических деталей тонким слоем расплавленного олова или оловянно- свинцовыми сплавами (припоями). Лужение осуществляется для защиты деталей от коррозии и окисления, подготовки поверхностей заготовок и инструмента к паянию мягкими припоями, а также перед заливкой вкладышей подшипников баббитом. Перед лужением поверхность заготовок тщательно очищается и обезжиривается. Очистка поверхности от грязи и коррозии выполняется как механическим, при помощи корцовочных щеток или напильников, так и химическим путем в 25%-ном растворе соляной кислоты в целях обезжиривания поверхностей заготовок и удаления с них окисных пленок. После механической очистки заготовки промываются в кипящем 10%-ном растворе каустической соды и затем в воде.

Прежде чем приступить непосредственно к лужению , поверхность заготовки покрывается флюсом. В качестве флюса используется хлористый цинк, раствор которого наносится на заготовку при помощи кисти, куска войлока или пакли. Затем поверхность, подлежащая лужению, посыпается порошком нашатыря и нагревается до температуры плавления олова или другого сплава, который наносится на поверхность в виде порошка или мелких кусочков. После того как припой или олово, соприкоснувшись с нагретой поверхностью заготовки, начинает плавиться, его растирают паклей или холщовой тряпкой, предварительно пересыпанной порошком нашатырного спирта. Наносимый сплав должен равномерно распределиться по поверхности обрабатываемой заготовки. Такой способ покрытия поверхности заготовки называют лужение растиранием (рис. 5.10). Обрабатываемую поверхность можно покрывать оловом или припоем и другим способом — погружением (рис. 5.11). В этом случае очищенную и протравленную заготовку погружают примерно на одну минуту в ванну с раствором хлористого цинка, а затем в ванну с расплавленным припоем или оловом, в которой заготовку выдерживают в течение 2… 3 мин, после чего извлекают из ванны, встряхивают и проверяют визуально на равномерность распределения покрытия и на отсутствие вздутий.

Нагревание заготовок осуществляется, как правило, паяльной лампой (рис. 5.12), основой которой является резервуар 2 для горючего (бензина). В резервуар установлен насос 12, обеспечивающий подачу воздуха в него для образования бензиновоздушной горючей смеси, которая скапливается в пространстве 3 резервуара. Горючая жидкость заливается в резервуар через отверстие, закрытое крышкой 11. Бензиновоздушная смесь из резервуара поступает по каналам 5 к соплу; ее количество регулируется при помощи вентиля 10. Этот же вентиль обеспечивает включение и отключение подачи горючей смеси, перекрывая каналы 5 при помощи игольчатого золотника. Бензиновоздушная смесь, проходящая смеситель 7, поджигается в трубе 6. Пламя защищено от ветра специальным устройством 9. Для разжигания паяльной лампы необходимо предварительно разогреть трубу 6 до температуры вспышки бензиновоздушной смеси. Нагревание происходит от пламени горящего бензина, наливаемого в нагревательную чашу 4.

Правила безопасности труда при лужении

1. Все работы, связанные с процессом лужения, должны выполняться в брезентовых рукавицах.

2. Все работы при лужении необходимо производить под вытяжным зонтом или при наличии в помещении хорошей вытяжной вентиляции.

3. При подготовке раствора соляной кислоты во избежание разбрызгивания следует всегда вливать кислоту в воду, а не наоборот.

4. При работе с паяльной лампой запрещается:

Разжигать паяльную лампу в учебной мастерской;

Разжигать паяльную лампу без защитного кирпичного экрана;

Чрезмерно накачивать воздух в резервуар лампы.

5. Запрещается гасить лампу до закрытия регулирующего вентиля. Выпускать воздух из резервуара необходимо только после того, как лампа погашена, а горелка остыла.

6. Следует тщательно мыть руки с мылом после окончания работы.

Лужения металлов

К атегория:

Пайка

Лужения металлов

При разбавлении соляной кислоты водой следует придерживаться тех же правил, что и при разбавлении серной кислоты.

Для лужения и паяния применяют разбавленную в два раза водой травленую соляную кислоту. Травление соляной кислоты заключается в разведении в ней кусочков цинка, лучше до полного насыщения, т. е. до прекращения процесса дальнейшего растворения цинка. При намазывании мест спая и лужения травленой кислотой разведенный в ней цинк тонким слоем покрывает спаиваемую поверхность и улучшает соединения припоя с основным металлом.

Нашатырь (хлористый аммоний) при лужении употребляют в качестве флюса, т. е. вспомогательного вещества, очищающего поверхность металлических изделий от окислов и жиров.

Для лужения жестяных и стальных изделий с целью предохранения их от коррозии (ржавчины) применяют сплавы из олова и свинца или из олова, свинца и цинка (например 18 весовых частей олова и 82 части свинца; 71 весовая часть олова. 23 части свинца и 6 частей цинка; 45 весовых частей олова, 30 частей свинца и 25 частей цинка).

Для лужения художественных изделий применяется белая блестящая полуда из сплава, содержащего 90 весовых частей олова и 10 весовых частей висмута. Посуду для приготовления и хранения пищи лудят специальным припоем с высоким содержанием олова, точнее чистым оловом марок 01 или 02. Марка Ol содержит олова 99,9% и примесей не более 0,1%; марка 02- олова 99,5% и примесей не более 0,5%. Марка 01 применяется для лужения консервной жести, марка 02 - для лужения кухонной посуды и котлов для приготовления пиши.

Перед лужением производится подготовка поверхности, которая заключается в очистке ее от грязи, жиров и окислов, препятствующих хорошему соединению олова с облуживаемым металлом. Чем лучше.будет подготовлена поверхность под покрытие, тем ровнее и прочнее ляжет полуда. Подготовка производится механическим и химическим способами.

Механический способ состоит в том, что поверхность изделия очищают до получения чистого металлического блеска металлическими или щетинными щетками, шабером, наждачной бумагой (абразивной шкуркой).

Химическая подготовка заключается в травлении металла кислотами с целью придать ему чистый натуральный цвет. Поверхность изделий из стали, меди, латуни наиболее часто обрабатывают 20-30-процентным водным раствором серной кислоты в течение 20-30 мин. Медные и латунные изделия можно травить раствором, содержащим 10% серной кислоты, 5% калиевого хромпика и 85% воды. Травление производится в ваннах - стеклянных, металлических, эмалированных и др. Процесс травления таким раствором длится 1-2 мин.

По окончании травления тщательно промывают изделия в холодной воде, затем очищают их поверхности смоченным песком и промывают в горячей воде, нагретой до 70-80°.

Подготовленное изделие смазывают раствором хлористого цинка или травленой соляной кислотой и нагревают до температуры, при которой олово, вступив в соприкосновение с разогретым изделием, начнет плавиться и растекаться равномерно по всей покрываемой поверхности. Нагрев производится в горнах, лучше на древесном угле; можно вести нагрев и паяльными лампами.

Когда хлористый цинк на поверхности нагретого изделия закипит, на эту поверхность кладут полуду. Полуда плавится; в этот момент посыпают изделие порошкообразным нашатырем и тут же начинают растирать паклей расплавленное олово по поверхности, распределяя его равномерным слоем. Когда изделие остывает, его протирают смоченным песком, затем промывают водой и высушивают.

Рис. 1. Процесс лужения: а - нагрев деталей перед лужением, б - лужение растиранием, в - лужение погружением

Можно производить лужение, погрузив покрываемый предмет в расплавленную полуду. При этом способе подготовленное к лужению изделие сначала погружают в ванну с хлористым цинком, затем клещами вынимают его из ванны и, не давая хлористому цинку полностью стечь, погружают изделие в ванну с расплавленным оловом (рис. 1, в) и держат там столько времени, сколько нужно для того, чтобы оно хорошо прогрелось. После этого изделие извлекают из ванны и быстро встряхивают, чтобы удалить излишки олова. Когда изделие остынет, его погружают в воду для промывки и после этого сушат в древесных опилках.

Качество лужения зависит прежде всего от того, как очищена (протравлена) поверхность металла. Если из-за плохой очистки поверхности полуда в каком-либо месте не пристанет к металлу, это место необходимо зачистить напильником или шабером, снова нагреть и нанести олово либо натиранием, либо погружением.

Рассмотрим два примера лужения.

Лужение внутренней поверхности медного котла растиранием.

Эту работу надо производить следующим образом:
1) несильно нагреть котел так, чтобы его можно было держать рукой;
2) налить в котел раствор из 25 объемных частей соляной кислоты и 75 частей воды; с помощью волосяного помазка смочить раствором поверхность, подлежащую лужению; слить излишек кислоты в стеклянный сосуд;
3) обработать внутреннюю поверхность котла смоченным песком при помощи волосяной щетки;
4) промыть котел чистой водой и высушить; если на поверхности окажутся темные пятна, удалить их напильником или шабером;
5) смочить внутреннюю поверхность котла хлористым цинком, обсыпать ее порошкообразным нашатырем и на него положить кусочки олова;
6) нагреть котел равномерно над огнем до температуры плавления олова;
7) взять комок пакли, обмакнуть его в порошкообразный нашатырь и быстро протереть всю поверхность котла, равномерно распределяя приставшее к ней олово; если олово пристает плохо или совсем не пристает к поверхности котла, повторяют смазывание хлористым цинком, посыпают поверхность порошкообразным нашатырем, производят нагрев, наносят олово и растирают паклей;
8) облуженную поверхность протереть влажным песком, промыть чистой водой и высушить.

Лужение жестяного сосуда (снаружи и изнутри) погружением.

Данную работу следует производить так:
1) составить раствор для обезжиривания сосуда, для чего взять на каждый литр воды 100 г каустической соды;
2) нагреть обезжиривающий состав до 80-90°;
3) погрузить сосуд в обезжиривающую ванну и держать его там от 10 до 20 мин. в зависимости от степени загрязнения сосуда;
4) после обезжиривания сосуд хорошо промыть;
5) составить 5-7-процентный раствор соляной кислоты и нагреть его до температуры не более 40°;
6) погрузить сосуд в ванну и держать там от 25 до 55 мин., в зависимости от степени загрязнения сосуда;
7) после травления тщательно промыть сосуд в проточной воде;
8) приготовить флюс - 25-процентный раствор хлористого цинка;
9) погрузить сосуд в ванну с раствором хлористого цинка;
10) вынуть сосуд из ванны с хлористым цинком и медленно погрузить в ванну с расплавленным оловом; через 2-3 мин. вынуть сосуд из оловянной ванны и быстро встряхнуть, затем обтереть его паклей с порошкообразным нашатырем, чтобы получить ровный слой полуды; удалить излишки олова, промыть сосуд в проточной воде и высушить в древесных опилках.