Покрытие металла тонким слоем олова для предотвращения коррозии называют

Что такое лужение? Способы защиты металла от коррозии

Лужение находит широкое применение в таких отраслях промышленности, как авиационная, радиотехническая и электротехническая. Этому процессу также подвергаются изделия, используемые для приготовления и хранения пищи. Что такое лужение, для чего используется и как правильно проводится эта операция, и рассмотрим в данной статье.

Для чего делают лужение?

Лужение используют для защиты изделий от коррозии. Для этой процедуры применяют олово или его сплав со свинцом или другими компонентами. Слой, который наносят на металл, называется полудой.

Процедура лужения заключается в подготовке поверхности и последующем нанесении на нее полуды. Поверхность готовят в зависимости от требований, которые предъявляются к изделию и от метода покрытия оловом. Итак, что такое лужение? Это обработка поверхности металлического изделия тонким слоем олова или его сплавов для предохранения от коррозии и последующей припайки к нему других материалов.

Вещества, которые используются для очистки поверхности изделия перед лужением называют флюсами. Для этого применяют:

• Хлористый аммоний – твердый материал белого цвета, не имеет запаха, хорошо растворяется в воде. Техническое название – нашатырь. Хорошо очищает поверхности из металла от жиров и оксидов.
• Серная кислота – бесцветная маслянистая жидкость, отлично смешивается с водой. Для разведения кислоту медленно вливают в воду. При этом происходит бурная реакция с выделением большого количества тепла. Работать с веществом надо только в перчатках и защитных очках.
• Кальцинированная сода – порошок в виде кристаллов, растворяется в воде с выделением тепла. Для хранения используют стеклянную тару с плотно закрытой крышкой. При попадании воздуха образуется налет.

Все эти вещества качественно очищают поверхность металлических изделий от оксидной пленки, чтобы провести лужение.

Химико-физические свойства олова

Олово – металл серебристо-белого цвета с голубым оттенком, относится к пластичным и ковким материалам. Его плотность составляет 7,3 г/см3. Брусок из чистого олова при сгибании издает характерный звук, напоминающий скрип снега под ногами. При содержании каких-то примесей в нем это свойство пропадает. В природе материал встречается только в виде соединений с сурьмой, медью, серой, железом и другими металлами. Одни примеси (железо и висмут) увеличивают хрупкость металла, а другие (цинк и медь) делают его пластичным. При какой температуре плавится олово?

Он легко превращается в жидкость при температуре 232 градуса. В чистом виде металл неактивно вступает в реакцию с кислородом и поэтому продолжительное время сохраняет блеск. Олово очень стойко по отношению к органическим кислотам и прекрасно противостоит атмосферным осадкам. Металл хорошо растворяется в серной и концентрированной соляной, однако с разбавленной кислотой взаимодействует слабо.

Олово и сплавы на оловянной основе

По химическому составу все олово делится на четыре марки:

• 01 – содержит примесей 0,1%;
• 02 – 0,5%;
• 03 – 1, 65%;
• 04 – 3,75%.

Для лужения чаще всего используют первые две марки. О1 – для жести и других металлов, 02 – для кухонной посуды. Облуженные оловом изделия обладают повышенной стойкостью к деформации, выдерживают изгибы и перегибы. Что такое лужение – это покрытие всей поверхности изделия слоем олова, что надежно защищает металл от ржавления. Для обработки изделий, не предназначенных для пищевых продуктов, к олову добавляют свинец или цинк. Такие сплавы хорошо предохраняют его от коррозии и стоят дешевле, чем олово. Для получения белой блестящей полуды используют висмутовые составы – 90 частей олова и 10 – висмута. Оловянно-висмутовые сплавы чаще всего применяют для обработки изделий, имеющих художественную ценность.

Инструменты для лужения

При обработке изделий оловом необходимо иметь следующие инструменты:

• измерительные приборы – используют для определения размеров изделий;
• лудильные клещи – удерживают детали;
• шаберы и волосяные кисти – очищают изделия;
• паяльные лампы – нагревают поверхности.

Процесс нанесения олова на предметы без этих простых приспособлений невозможен.

Что такое лужение? Это процесс покрытия тонким слоем расплавленного олова поверхности изделия, для защиты его от коррозии. Эта процедура пройдет тем успешнее, чем лучше будет зачищена поверхность детали. Перед покрытием оловом проводят следующую обработку:

• Очистку от окалины и грязи. Для этого используют щетки и шаберы.
• Убирают все неровности с помощью абразивного круга или шкурки.
• Химическое обезжиривание. Производят каустической содой, растворяя 10 г порошка в литре воды. В кипящий раствор опускают деталь на 15 минут.
• Минеральные масла убирают керосином или бензином.
• Латунные, стальные и медные изделия очищают подогретой серной кислотой, опуская изделие в раствор на 20 минут.

После обработки детали промывают холодной водой, очищают влажным песком и только потом моют в горячей воде. Процедура подготовки заканчивается просушкой.

Лужение изделия горячим способом

Существует два метода горячего лужения изделий, которые заранее подготовлены для этой процедуры:

1. Лужение растиранием. На поверхность изделия наносят флюс, в качестве которого используют хлористый цинк, и нагревают равномерно изделие паяльными лампами до температуры плавления олова, наносимого от прутка. От соприкосновения с нагретым изделием оно плавится. Затем паклю обсыпают порошкообразным нашатырем и растирают ею нагретую поверхность до равномерного распределения полуды. Закончив лужение, изделие охлаждают, натирают влажным песком, после чего промывают водой и сушат.
2. Лужение погружением. После обработки детали во флюсе ее сразу опускают в ванну для лужения. В ней находится жидкое олово, нагретое выше температуры плавления металла до 270–300 градусов. Нахождение изделия в жидком растворе зависит от его размеров и толщины материала, из которого оно изготовлено. Процесс в среднем занимает от 30 секунд до 1 минуты. Необходимо, чтобы уровень лудильной жидкости был выше обрабатываемого предмета на 40 мм. Излишки полуды снимают паклей с порошкообразным нашатырем. После этого, обработанный предмет промывают чистой водой и высушивают.

Маленькие изделия лудят способом погружения, а большие – растиранием.

Кабельные наконечники используются для оконцовки кабелей и проводов. В зажимах он предназначается для подготовки конца кабеля к совмещению и фиксации с жилой. Для промышленных условий наконечники выпускаются из меди и алюминия и их сплавов. Алюминий устойчив в коррозии, а для увеличения срока службы медных изделий их лудят. Медный луженый, в отличие от медного наконечника, подойдет для использования в неблагоприятных климатических условиях.

Кроме того, такие приспособления имеют повышенную устойчивость к агрессивным химическим веществам: соляной, азотной и серной кислоте. Они не подвергаются окислению при длительном хранении и эксплуатации, устойчивы к влаге.

С изделиями, обработанными методом лужения, люди встречаются повседневно. Это предметы кухонной утвари: столовые приборы, кухонная посуда, консервные банки и другие изделия, связанные с длительным хранением и транспортировкой пищевых продуктов. Не меньшее применение лужение находит в сферах народного хозяйства. Олово предохраняет контакты деталей радиоаппаратуры от окисления, используется для защиты кабелей и проводов, изготовления жести. Кроме этого, покрытие оловом обеспечивает пластичность материалу, он легко обрабатывается штамповкой, вальцовкой вытяжкой и пайкой.

Советуем подписаться на наши страницы в социальных сетях: Facebook | Вконтакте | Twitter | Google+ | Одноклассники

Источник

Лужение оловом — технология, методы, свойства, применяемые инструменты

Лужение – это технология антикоррозийной защиты металла от взаимодействия с окружающей средой. Роль барьера выполняет тонкий слой олова или сплавы на его основе. Защитная металлическая пленка, наносимая на заготовку, называется «полуда». В некоторых случаях данный метод используют в качестве подготовительной процедуры перед паяльными работами.

В статье можно найти развернутый ответ на вопрос, что такое технология лужения. Также будут рассмотрены способы выполнения обработки и особенности технологического процесса.

Назначение и преимущества

Лужение металла оловом применяется в следующих отраслях промышленности:

1. Электроника и радиотехника. Олово защищает платы от коррозии.
2. Авиация и машиностроение. Многие элементы конструкции станков и летательных аппаратов подвергают обработке.
3. Кабельно-проводниковая. Помимо резиновой изоляции олово предохраняет металлические проводники от воздействия серы, которая содержится в резине и пластике.
4. Пищевая. Практические все кухонные принадлежности, имеющие отношение к приготовлению пищи, защищают с помощью специального пищевого олова, которое не несет угрозы для здоровья человека. Также оловом покрывают емкости, предназначенные для изготовления консервов: это увеличивает срок их хранения – многие солдаты срочной службы помнят советскую тушенку пятидесятых годов, которая до недавних пор находилась на военных складах как неприкосновенный запас.

Оловянное покрытие используют в качестве средства предварительной обработки подшипников перед их заливкой баббитом. Также лужение – неотъемлемая часть технологической цепочки выполнения беззазорного соединения, которое называют фальцевым швом.

Однако наибольшую популярность технология лужения приобрела в качестве средства для предварительной подготовки перед пайкой. Это обусловлено следующими причинами:

1. Производительность. Современные технологии позволяют выполнить лужение большого числа элементов за короткий промежуток времени – недаром его активно применяют на массовом производстве.
2. Надежность. Химическая инертность олова обеспечивает надежную защиту от влаги, солей и органических кислот.
3. Стойкость покрытия. Олово и его сплавы обладают высокой адгезией к любой к металлической поверхности. Пластичный слой не разрушается под действием механической обработки детали.
4. Термостойкость. Луженое покрытие выдерживает значительные перепады температур.

Способы нанесения покрытий из олова

Оловянные покрытия сегодня в основном наносятся двумя методами, каждый из которых имеет ряд достоинств и недостатков. Один из них – это горячее металлопокрытие с погружением изделия в расплав олова. Во втором случае используется гальваническое (электролитическое) осаждение олова на поверхность детали, где в качестве исходного сырья применяются оловянные аноды с высокой химической чистотой. Существуют еще несколько механических и химических способов покрытия оловом (лужение натиранием, металлизация напылением, диффузионный метод и т.п.), которые в современных условиях имеют ограниченное применение из-за их сложности и низкой производительности.

Металлы и сплавы для лужения

Технология обработки металлических поверхностей зависит от типа базового материала. Например, лужение алюминия выполняется чистым оловом, без посторонних примесей. Металл необходимо предварительно нагреть до 180 °C, после чего приступают к покрытию изделия. Для обработки алюминиевых элементов запрещено применять какие-либо флюсы.

Для лужения применяют следующие металлы и сплавы:

1. Олово и оловянные сплавы. В природе отсутствует олово в чистом виде. Оно встречается в виде соединений с серой, сурьмой, медью, железом и прочими элементами, которые влияют на технические характеристики элемента. Мышьяк или сурьма делают олово хрупким, а высокое содержание меди повышает твердость, но снижает пластичность. Существует несколько сплавов, применяемых при выполнении работ. Они отличаются сферой использования. Сплавом, который содержит олово, никель и железо, покрывают продукцию для пищевой промышленности. Комбинацией олова, свинца и цинка лудят заготовки из металла или стали. Для декоративной обработки применяют смесь олова и висмута. Данный сплав придает поверхности яркий блеск.
2. Хлористый цинк. Применяют в качестве флюса при лужении и пайке. Он выпускается в виде кусков или брусков небольшой величины. В промышленных масштабах хлористый цинк получают путем обработки чистого металла соляной кислотой.
3. Двухлористое олово. Является базовым компонентом при лужении электрохимическим методом.

В качестве вспомогательных материалов используют хлористый аммоний и едкий натр.

Подготовка изделий

Чем чище будет поверхность металла, тем прочнее к ней прикрепится припой. Поэтому в зависимости от требований к самой заготовке используются разные способы подготовки к лужению металла.

Первый способ – это очистка поверхности металла щетками. Обычно таким инструментом снимается окалина и ржавчина. Сначала изделие промывается водой, а затем щеткой вычищается. Нередко на этой стадии применяют известь, песок, пемзу.

Следующий способ подготовки к лужению заключается в шлифовании металла шкурками и дисками. Этот этап является доработкой изделия, то есть, доведение его поверхности до максимальной ровности.

Применяют обезжиривание с помощью натриевых составов: едкий натр – 10-15%, фосфорнокислый натрий – 10-15%, углекислый натрий – 10-15%-ный раствор. Добавим, что химические растворы перед использованием надо нагреть до 50-80С.

Применяют также травление. Для этого используют серную кислоту.

Технология лужения металла

Процесс лужения разделяют на два этапа:

1. Предварительная подготовка поверхности.
2. Обработка изделия.

Технология выполнения работ такова, что малейшая небрежность на любом этапе окажет сильное влияние на результат. Некачественная подготовка изделий влияет на адгезию слоя олова, покрывающего металл: он прослужит гораздо меньше положенного срока. При ошибках в процессе обработки металла слой полуды не будет иметь заданной толщины и не сможет справиться с поставленными задачами. Свои нюансы имеются на всех стадиях выполнения работ.

Подготовка изделий

От степени чистоты поверхности зависит прочность антикоррозийной защиты и надежность крепления припоя. Стандартный способ подготовки плоскости – механическая обработка металлическими щетками и специальными насадками на болгарку.

Допускается применение пескоструйной обработки, а также прочих методов абразивной очистки.

Для финишной обработки применяют мелкозернистые абразивные полотна, чтобы получить максимально гладкую поверхность.

В качестве химических очистителей используют предварительно разогретые натриевые составы. Непосредственно перед проведением обработки проводят процедуру травления с помощью серной кислоты.

Растирание и погружение

В процессе растирания расплавленного олова по поверхности используют специальный флюс, в состав которого входят хлористый аммоний и цинка хлорид. Алгоритм применения флюса выглядит следующим образом:

1. Хлорид цинка наносят на поверхность и разогревают паяльной лампой или иным доступным способом.
2. По достижении точки кипения в соль добавляют припой, который расплавляется под воздействием высокой температуры.
3. Следом добавляют порошок хлористого аммония.
4. Состав равномерно распределяется по рабочей поверхности.

При погружении применяют специальные лудильные емкости, в которых олово достигает рабочей температуры. Толщина защитного слоя зависит от продолжительности времени нахождения изделий в ванной.

Свойства и задачи оловянных покрытий

Лужение поверхности позволяет выполнить пайку и существенно упростить данный процесс. Для выполнения работ необходимо подготовить следующие инструменты:

1. Горелка или другой источник огня.
2. Паяльник.
3. Расходные материалы.

Расходными материалами для выполнения работ является флюс, припой и канифоль. Лужение паяльником выполняют путем расплавления припоя горячим наконечником инструмента. Благодаря физическим свойствам олова для этого не требуется интенсивной обработки. Под действием температуры припой становится жидким, стекая на рабочую поверхность, образуя паяльную ванну. Распространение рабочего состава регулируется движением паяльника.

После использования всего состава рабочую плоскость протирают ветошью. Это необходимо сделать сразу же, пока поверхность еще горячая. Данная процедура поможет равномерно распределить состав.

Лужение кузова автомобиля

Лужение кузова оловом выполняют при так называемом жестяном ремонте транспортных средств. Данная технология применяется с 30-х годов XX века.

Для выполнения работ следует тщательно подготовить обрабатываемую поверхность. Она не должна содержать следов краски, масла или чужеродных частиц.

Во избежание окисления элементов кузова используют флюс на основе хлорида цинка.

На обработанный участок наносят защитный оловянный слой. Для этого выпускается специальная паста для лужения автомобилей.

После всех процедур выполняют пайку элементов кузова.

Защита металлических изделий слоем олова – необходимая процедура, которая предшествует пайке. Сплав обеспечивает надежную защиту от агрессивного воздействия кислот и солей. Наиболее прогрессивным способом нанесения покрытия считают гальванический метод. Горячую технологию используют преимущественно для домашних работ радиолюбители.

А вы пробовали выполнять обработку поверхности оловом самостоятельно? Расскажите, добились ли вы необходимого качества и с какими трудностями столкнулись в процессе выполнения работ.

Источник