Покрытие металла тонким слоем олова для предотвращения коррозии называется

Обновлено: 04.10.2024

Олово (Sn, Stannum) – относительно мягкий металл (твёрдость по Бриннелю НВ – 100-200 МПа) белого цвета с низкой температурой плавления (+232°С), широко применяется для покрытия металлических полуфабрикатов и готовых изделий с целью придать их поверхности определённые свойства. В силу своих физико-химических характеристик олово покрывает металл однородным, ровным и прочным защитным слоем. Процесс нанесения оловянного покрытия называется «лужение», а слой олова – «полуда». Толщина слоя определяется условиями эксплуатации изделия. Чаще всего лужению подвергаются детали из стали, меди, алюминия, а также из их сплавов.

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.

Горячее лужение

Метод горячего металлопокрытия, или «метод погружения», заключается в том, что готовые детали, металлические листы или ленты, опускают в ванну (камеру) с расплавленным чистым оловом марок О1 и О2, которое слоем осаждается на их поверхности. Перед началом лужения полуфабрикаты подвергаются предварительной подготовке, их зачищают, обезжиривают в горячем водном растворе кальцинированной соды (Na₂CO) и протравливают в 25 % растворе соляной кислоты (HCl). Цель подготовительных процедур – получить идеально чистую поверхность металла. На заключительном этапе подготовки выполняется флюсование. Изделия помещают в лудильную жидкость (активный флюс) с определённым химическим составом, основой которого обычно является хлористый цинк (ZnCl₂). Его задача – защитить поверхность металла от окисления в процессе лужения. После этого, смоченное во флюсе изделие целиком погружают в расплавленное олово. Рабочая температура расплава составляет около 270-300°С, которая не позволяет олову окислиться, и вместе с тем, обеспечивает ему текучесть, комфортную для лужения. Время нахождения детали в расплаве зависит от того, какую толщину оловянного слоя требуется получить. Извлеченное из лудильной ванны изделие, уже покрытое слоем олова, отжимают (обтирают) и сушат, после чего оно готово к консервации и упаковке, или к повторному лужению.

Достоинства и недостатки горячего лужения

Ключевое преимущество метода горячего металлопокрытия – быстрота процесса. В числе его достоинств можно назвать высокую плотность и толщину покрытия до 25 мкм, качественное заполнение стыков и полостей деталей сложного профиля, повышающее коррозионную стойкость изделий. Недостатки – большой расход олова, что делает этот метод дорогостоящим, а также трудоёмкость процесса, включающего в себя ряд операций, которые должен выполнять вручную рабочий с соответствующим опытом. Ещё один минус – не достаточно равномерное распределение оловянного слоя в разных частях изделия.

Гальванический метод

Гальванический (электрохимический) метод лужения получил наибольшее распространение в современной металлургической промышленности. В основе технологии лежит электролиз – физико-химический процесс, который заключается в выделении, переносе и осаждении составных частей растворенных веществ с размещенного в электролите положительно заряженного электрода (анода), на отрицательно заряженный электрод (катод) под воздействием электрического тока. В роли исходного сырья здесь выступает оловянный анод марки О1, содержащий не менее 99,9% чистого олова. Катодом является обрабатываемое изделие, металлический лист или лента. В качестве электролитов используют концентрированные водные растворы кислот или щелочей, содержащие соли олова.

Для справки
Химическая чистота оловянного анода обусловлена требованиями ГОСТ 860-75, в соответствии с которыми количество примесей в исходном сырье не должно превышать 0,1 процента от его общего объема. Плотность олова в анодах составляет около 7,29 г/см 3 . Используемые для лужения оловянные аноды могут иметь разные формы. Помимо традиционных плоских, можно заказать оловянный анод в виде сферы или шара. Как правило, аноды нестандартной формы используются для лужения деталей сложного профиля.

Технология гальванического лужения

Перед началом гальванического лужения подбирают оловянные аноды необходимого размера. Площадь анода должна быть, как минимум, вдвое больше площади поверхности защищаемого изделия. Затем определяется состав электролита, который может быть приготовлен из разных химикатов и добавок, иметь разную концентрацию. В целом электролиты для гальванического лужения делятся на два основных типа: кислые и щелочные.

Кислые электролиты выбирают для покрытия оловом несложных деталей, поскольку они обладают низкой рассеивающей способностью, но в несколько раз быстрее щелочных работают на «осаждение» олова, что позволяет экономить электроэнергию и удешевляет итоговый продукт. Щелочной (станнатный) электролит, содержащий заданное количество станната натрия (Na₂SnO₃) и свободной щелочи (NaOH), напротив, обладает высокой рассеивающей способностью, поэтому его обычно используют для лужения изделий сложных форм. В состав кислых электролитов входят соли олова в виде двухвалентных ионных соединений, а в состав щелочных электролитов – в виде четырехвалентных.

Следующим этапом гальванического лужения является подготовка поверхности защищаемого изделия, которое очищается от окислов и обезжиривается. После этого в оловянную ванну с определенным типом электролита погружается оловянный анод и защищаемое оловом изделие. К аноду подключается проводник от источника постоянного тока с положительным зарядом, а к изделию (катоду) – с отрицательным. При подаче напряжения на аноде начинается реакция окисления, олово растворяется в электролите и, подчиняясь законам Фарадея, оседает на поверхности катода – изделия. Толщина оловянного покрытия регулируется длительностью процесса и силой тока.

Достоинства и недостатки гальванического метода лужения

Главным преимуществом гальванического способа лужения является высокая эффективность технологии, позволяющая при минимальном расходе олова получать однородное и равномерное покрытие необходимой толщины по всей поверхности обрабатываемого изделия. Возможность регулировать толщину покрытия позволяет задавать ей любой размер, вплоть до сверхмалых величин от 1 мкм. Экономия олова при гальваническом способе лужения, в сравнении с горячим методом, может достигать 50 процентов.

К безусловным плюсам также относят высокую скорость формирования оловянного слоя, что обуславливает высокую производительность. Важно отметить и тот факт, что оловянные аноды растворяются в электролите равномерно, с максимально возможным полезным использованием их ресурса. В числе недостатков гальванического метода лужения оловом можно назвать несколько более пористое покрытие, чем то, которое получается при горячем лужении, а также необходимость в наличии специального оборудования и квалифицированного рабочего персонала.

Свойства и задачи оловянных покрытий

Главным образом покрытия из олова используют для защиты деталей от питтинговой коррозии, которая возникает под воздействием органических кислот и солей. Кроме того, оловянное покрытие хорошо противостоит химическому воздействию серосодержащих соединений, присутствующих в пластмассах и резине. Оловянное покрытие обладает высокой адгезией к базовому металлу, не разрушается при механической деформации деталей (изгибе, штамповке, вальцовке, вытяжке, свинчивании), устойчиво к влиянию высоких и низких температур.

Области использования изделий с оловянными покрытиями

Рисунок 1. Лужение медного провода.

Поскольку соли олова не токсичны, оно является основным покрытием металлических аппаратов, посуды и тары в пищевой промышленности. В частности, олово применяют для производства, так называемой, «белой» жести, используемой для производства консервных банок. Оловом покрывают внутренние поверхности посуды из меди (например, джезвы для кофе) и чугуна, котлы для варки пищи на предприятиях общественного питания, крюки для подвешивания туш животных, полуфабрикатов и готовой продукции на мясокомбинатах. Оловянное покрытие наносят на медные кабели для защиты от воздействия серы в резиновой изоляции, на трущиеся поверхности деталей машин и механизмов, где оно выступает в роли легко прирабатывающегося слоя, а также используют для решения множества традиционных и специальных задач в десятках отраслей промышленности.

Рисунок 2. Печатная плата.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Защита металла от коррозии

Металлы используются человеком с доисторических времен, изделия из них широко распространены в нашей жизни. Самым распространенным металлом является железо и его сплавы. К сожалению, они подвержены коррозии, или ржавлению — разрушению в результате окисления. Своевременная защита от коррозии позволяет продлить срок службы металлических изделий и конструкций.

Защита от коррозии

Виды коррозии

Ученые давно борются с коррозией и выделили несколько основных ее типов:

Атмосферная. Происходит окисление вследствие контакта с кислородом воздуха и содержащимися в нем водяными парами. Присутствие в воздухе загрязнений в виде химически активных веществ ускоряет ржавление.
Жидкостная. Проходит в водной среде, соли, содержащиеся в воде, особенно морской, многократно ускоряют окисление.
Почвенная. Этому виду подвержены изделия и конструкции, находящиеся в грунте. Химический состав грунта, грунтовые воды и токи утечки создают особую среду для развития химических процессов.

Исходя из того, в какой среде будет эксплуатироваться изделие, подбираются подходящие методы защиты от коррозии.

Характерные типы поражения ржавчиной

Различают следующие характерные виды поражения коррозией:

Поверхность покрыта сплошным ржавым слоем или отдельными кусками.
На детали возникли небольшие участки ржавчины, проникающей в толщину детали.
В виде глубоких трещин.
В сплаве окисляется один из компонентов.
Глубинное проникновение по всему объему.
Комбинированные.

Виды коррозионных разрушений

По причине возникновения разделяют также:

Химическую. Химические реакции с активными веществами.
Электрохимическую. При контакте с электролитическими растворами возникает электрический ток, под действием которого замещаются электроны металлов, и происходит разрушение кристаллической структуры с образованием ржавчины.

Коррозия металла и способы защиты от нее

Ученые и инженеры разработали множество способов защиты металлических конструкций от коррозии.

Защита от коррозии индустриальных и строительных конструкций, различных видов транспорта осуществляется промышленными способами.

Зачастую они достаточно сложные и дорогостоящие. Для защиты металлических изделий в условиях домовладений применяют бытовые методы, более доступные по цене и не связанные со сложными технологиями.

Промышленные

Промышленные методы защиты металлических изделий подразделяются на ряд направлений:

Пассивация. При выплавке стали в ее состав добавляют легирующие присадки, такие, как Cr, Mo, Nb, Ni. Они способствуют образованию на поверхности детали прочной и химически стойкой пленки окислов, препятствующей доступу агрессивных газов и жидкостей к железу.
Защитное металлическое покрытие. На поверхность изделия наносят тонкий слой другого металлического элемента — Zn , Al, Co и др. Этот слой защищает железо о т ржавления.
Электрозащита. Рядом с защищаемой деталью размещают пластины из другого металлического элемента или сплава, так называемые аноды. Токи в электролите текут через эти пластины, а не через деталь. Так защищают подводные детали морского транспорта и буровых платформ.
Ингибиторы. Специальные вещества, замедляющие или вовсе останавливающие химические реакции.
Защитное лакокрасочное покрытие.
Термообработка.

Порошковая покраска для защиты от коррозии

Способы защиты от коррозии, используемые в индустрии, весьма разнообразны. Выбор конкретного метода борьбы с коррозией зависит от условий эксплуатации защищаемой конструкции.

Бытовые

Бытовые методы защиты металлов от коррозии сводятся, как правило, к нанесению защитных лакокрасочных покрытий. Состав их может быть самый разнообразный, включая:

силиконовые смолы;
полимерные материалы;
ингибиторы;
мелкие металлические опилки.

Отдельной группой стоят преобразователи ржавчины — составы, которые наносят на уже затронутые коррозией конструкции. Они восстанавливают железо из окислов и предотвращают повторную коррозию. Преобразователи делятся на следующие виды:

Грунты. Наносятся на зачищенную поверхность, обладают высокой адгезией. Содержат в своем составе ингибирующие вещества, позволяют экономить финишную краску.
Стабилизаторы. Преобразуют оксиды железа в другие вещества.
Преобразователи оксидов железа в соли.
Масла и смолы, обволакивающие частички ржавчины и нейтрализующие ее.

При выборе грунта и краски лучше брать их от одного производителя. Так вы избежите проблем совместимости лакокрасочных материалов.

Защитные краски по металлу

По температурному режиму эксплуатации краски делятся на две большие группы:

обычные, используемые при температурах до 80 °С;
термостойкие.

По типу связующей основы краски бывают:

алкидные;
акриловые;
эпоксидные.

Лакокрасочные покрытия по металлу имеют следующие достоинства:

качественная защита поверхности от коррозии;
легкость нанесения;
быстрота высыхания;
много разных цветов;
долгий срок службы.

Большой популярностью пользуются молотковые эмали, не только защищающие метал, но и создающие эстетичный внешний вид. Для обработки металла распространена также краска-серебрянка. В ее состав добавлена алюминиевая пудра. Защита металла происходит за счет образования тонкой пленки окиси алюминия.

Эпоксидные смеси из двух компонентов отличаются исключительной прочностью покрытия и применяются для узлов, подверженных высоким нагрузкам.

Защита металла в бытовых условиях

Чтобы надежно защитить металлические изделия от коррозии, следует выполнить следующую последовательность действий:

очистить поверхность от ржавчины и старой краски с помощью проволочной щетки или абразивной бумаги;
обезжирить поверхность;
сразу же нанести слой грунта;
после высыхания грунта нанести два слоя основной краски.

При работе следует использовать средства индивидуальной защиты:

перчатки;
респиратор;
очки или прозрачный щиток.

Способы защиты металлов от коррозии постоянно совершенствуются учеными и инженерами.

Методы противостояния коррозионным процессам

Основные методы, применяемые для противодействия коррозии, приведены ниже:

повышение способности материалов противостоять окислению за счет изменения его химического состава;
изоляция защищаемой поверхности от контакта с активными средами;
снижение активности окружающей изделие среды;
электрохимические.

Первые две группы способов применяются во время изготовления конструкции, а вторые – во время эксплуатации.

Методы повышения сопротивляемости

В состав сплава добавляют элементы, повышающие его коррозионную устойчивость. Такие стали называют нержавеющими. Они не требуют дополнительных покрытий и отличаются эстетичным внешним видом. В качестве добавок применяют никель, хром, медь, марганец, кобальт в определенных пропорциях.

Нержавеющая сталь AISI 304

Стойкость материалов к ржавлению повышают также, удаляя их состава ускоряющие коррозию компоненты, как, например, кислород и серу — из стальных сплавов, а железо – из магниевых и алюминиевых.

Снижение агрессивности внешней среды и электрохимическая защита

С целью подавления процессов окисления во внешнюю среду добавляют особые составы — ингибиторы. Они замедляют химические реакции в десятки и сотни раз.

Электрохимические способы сводятся к изменению электрохимического потенциала материала путем пропускания электрического тока. В результате коррозионные процессы сильно замедляются или даже вовсе прекращаются.

Пленочная защита

Защитная пленка препятствует доступу молекул активных веществ к молекулам металла и таким образом предотвращают коррозионные явления.

Пленки образуются из лакокрасочных материалов, пластмассы и смолы. Лакокрасочные покрытия недороги и удобны в нанесении. Ими покрывают изделие в несколько слоев. Под краску наносят слой грунта, улучшающего сцепление с поверхностью и позволяющего экономить более дорогую краску. Служат такие покрытия от 5 до 10 лет. В качестве грунта иногда применяют смесь фосфатов марганца и железа.

Защитные покрытия создают также из тонких слоев других металлов: цинка, хрома, никеля. Их наносят гальваническим способом.

Покрытие металлом с более высоким электрохимическим потенциалом, чем у основного материала, называется анодным. Оно продолжает защищать основной материал, отвлекая активные окислители на себя, даже в случае частичного разрушения. Покрытия с более низким потенциалом называют катодными. В случае нарушения такого покрытия оно ускоряет коррозию за счет электрохимических процессов.

Металлическое покрытие также можно наносить также методом распыления в струе плазмы.

Применяется также и совместный прокат нагретых до температуры пластичности листов основного и защищающего металла. Под давлением происходит взаимная диффузия молекул элементов в кристаллические решетки друг друга и образование биметаллического материала. Этот метод называют плакированием.

Лужение оловом

Олово – химически устойчивый элемент. Во влажной воздушной среде олово не окисляется, для него характерна слабая реакция с растворами кислот (серной, соляной, азотной). Продукты его коррозии безопасны для человека. Покрытия, содержащие олово, обладают пластичностью, выдерживают механические воздействия, обладают защитными свойствами.

Лужение — это технология нанесения на поверхность изделий и деталей тонкого слоя олова. Лужение выполняет две функции:

Защита от коррозии.
Подготовка поверхности к пайке. Поверхности, покрытые полудой, лучше смачиваются при пайке припоем.

Особенно актуально лужение для медных проводов. Меди свойственно быстрое окисление на воздухе, что является причиной нарушения соединения контактов. А это, в свою очередь, приводит к перегреву и возгоранию электропроводки. Поэтому перед пайкой зачищенные жилы проводов лудят.

Нанесение защитных металлических покрытий, в том числе из олова, применяется в приборо- и машиностроении. Информация об операции лужения отражается на чертеже детали. Правила обозначения на чертеже сведений о толщине покрытия, технологии лужения регламентируются ГОСТами:

ГОСТ 9.306-85;
ГОСТ 3.1704-81;
ГОСТ 2.310-68.

Применение технологии

При лужении применяется олово или сплавы на его основе.

Оловянное покрытие применяется для:

нанесения на латунные детали, которые подвергаются пайке;
защиты поверхностей стальных изделий при азотировании;
отделения металлических изделий способом нанесения слоя олова при сопряжении медных поверхностей со стальными или алюминиевыми с целью выравнивания электродных потенциалов;
защиты от воздействия серы, содержащейся в изоляционном слое резины необходимо лудить кабель;
нанесения коррозионностойкого покрытия на жесть, которая используется для изготовления консервной тары;
защиты различных металлических изделий от появления ржавчины.

Оловянно-свинцовое покрытие (ПОС) используется в случае:

подготовки радиодеталей к пайке и защиты их от коррозии;
лужения проводов с целью улучшения способности к пайке.

Рекомендуемая толщина слоя полуды приведена в таблице.

Назначение	Толщина, мкм
Защита стальных деталей:
от коррозии	21-24
при азотировании	9-12
при гуммировании	12-15
Улучшение способности к пайке:
пружинящие детали	3-9
стальные детали	6-15
детали из меди и медных сплавов	3-9
детали из алюминия и его сплавов	6-15

Методы лужения

Технология лужения реализовывается путем плавления припоя, смачивания поверхности припоем и его дальнейшей кристаллизации на поверхности. Согласно ГОСТ 17325-79 под припоем следует понимать материал с более низкой температурой плавления по сравнению материалом, из которого сделана деталь. Лужение меди, алюминия и стали осуществляется оловом. Для справки в таблице приведены температуры плавления этих металлов.

Металл	Температура плавления, градусы Цельсия
Олово	232
Алюминий	660
Медь	1085
Сталь	1300-1500

Существуют два вида лужения:

лужение методом натирания;
лужение методом погружения.

Гальваническая технология

Процесс базируется на использовании электрического тока и протекании электрохимических реакций. Лужение происходит методом погружения деталей в ванну со щелочным или кислым электролитом.

Основные достоинства гальванического нанесения полуды:

обеспечение прочного сцепления полуды с металлической поверхностью;
равномерность наносимого слоя;
возможность контроля толщины покрытия, в том числе на изделиях сложной формы;
получение слоя с низкой пористостью;
экономное расходование полуды и припоя.

Основной недостаток заключается в высокой стоимости, обусловленной потреблением электрического тока. Этот процесс требует специального оборудования и высокой квалификации исполнителя. Лужение с использованием электролита связано со сложностью приготовления раствора. В ходе процесса должен вестись постоянный контроль концентрации щелочи или кислоты в электролите, а также состояния анодов и поверхности ванны.

При выполнении отдельных работ в радио- и электротехнике возникает необходимость лудить перед пайкой медные поверхности плат. Наиболее простой способ – химическое лужение.

Это гальваническая технология. Суть ее заключается в том, что в ходе протекания электрохимической реакции, ионы меди на поверхности замещаются ионами олова из оловосодержащего раствора. Чтобы осуществить такое лужение в домашних условиях понадобится паяльная ванна для лужения (лудилка). Ванны доступные по цене, компактные (диаметром около 80 мм, глубиной 35-40 мм), мощностью 150-300 Вт. Их можно применять для подготовки к пайке медных плат путем их погружения в припой, для нанесения полуды на электронные компоненты, для демонтажа радиоэлектронных элементов.

Раствор при гальванической обработке

Для лужения применяется два вида электролитов:

кислые, содержат олово в форме Sn 2+ ;
щелочные, олово содержится в виде аниона SnO₈ 2- .

Из-за того, что в этих электролитах олово имеет разную валентность, отличаются скорости его осаждения. В щелочном электролите олово осаждается в два раза медленнее, чем в кислом.

Из кислых электролитов наибольшее распространение получили:

хлоридный;
борфтористоводородный;
сульфатный.

В кислых электролитах должны присутствовать поверхностно-активные вещества (ПАВ). Это могут быть клей, фенол или желатин. Если ПАВ не добавлять, то олово на катоде будет выделяться в виде кристаллов и не образует сплошной слой. Также в них должно быть достаточно свободной кислоты, чтобы подавлять гидролиз солей олова. В противном случае возникнут основные соли олова или труднорастворимые гидраты. Дополнительно для повышения электропроводности в состав раствора надо вводить проводящие соли (например, в сернокислом электролите — это сульфат натрия). Если учесть все эти требования, то можно повысить рассеивающие способности кислого электролита.

Щелочные электролиты имеют лучшую рассеивающую способность. Их целесообразно использовать для лужения некрупных деталей и деталей сложной формы.

Способов приготовления щелочных растворов много. Простым в приготовлении считается электролит, полученный из соли станната натрия. Он не содержит хлор-ионов, что снижает опасность корродирования стальных стенок лудильной ванны. Если при работе ванн возникают неполадки, то их легко устранить корректировкой свойств электролита.

Достоинства и недостатки электролитов приведены в таблице.

· использование для лужения деталей простой формы;

· высокая рассеивающая способность;

· получение плотного не пористого мелкокристаллического покрытия;

· невысокая плотность тока;

Раствор для химического лужения меди называют «жидкое олово». Его готовят таким образом. В 1 л дистиллированной воды добавляется 20 г хлористого олова, 40 г концентрированной Н₂SO₄, потом для снижения мутности 80 г тиомочевины. Для предотвращения образования кристаллов олова на поверхности, дополнительно в 200 мл воды растворяют 5 г вещества ОС-20. Затем растворы смешивают. Дают выстояться около трех часов. Потом в раствор погружают подготовленное и очищенное медное изделие, например, плату. После того, как на поверхности появится блестящий слой олова, раствор сливают.

Часто применяют метод кислотной пайки медных или алюминиевых проводов разного сечения. При этом в качестве флюса используется паяльная кислота. Благодаря ей создается надежное соединение металла и припоя, снимаются с поверхности изделий налеты и окислы. Самая распространенная кислота – водный раствор хлорида цинка.

При необходимости заменить паяльную кислоту можно:

аспирином, растворенным в воде (1 таблетка на стакан воды);
концентрированной уксусной или лимонной кислотой;
концентрированной соляной кислотой (не подходит для пайки тонких деталей, так как может их повредить);
паяльным жиром;
ортофосфорной кислотой.

Горячее лужение

Горячее лужение может осуществляться одним из двух способов.

подготовить деталь;
погрузить ее в емкость с раствором хлористого цинка;
клещами вынуть деталь из емкости;
не удаляя с поверхности слой хлористого цинка, переместить в ванну с расплавом олова;
выдержать деталь в ванне пока она не прогреется до 270-300 градусов;
вынуть изделие из лудильной ванны, встряхиванием удалить лишнюю полуду;
дать остыть;
для удаления хлористого цинка промыть деталь в растворе извести или в воде;
просушить в опилках.

покрыть поверхность флюсом;
перенести на поверхность немного припоя;
прогреть поверхность паяльником;
передвигая паяльник в разных направлениях выровнять толщину слоя полуды.

Для равномерного нагрева поверхности паяльник надо держать так, чтобы он прилегал к ней и концом, и рабочей боковой гранью.

Если нанести полуду требуется на крупные детали простой формы, то можно использовать другой метод:

предварительно подготовить изделие (очистить поверхность, промыть, протравить);
нанести на поверхность хлористый цинк, прогреть его паяльной лампой до закипания;
после закипания посыпать поверхность припоем, дождаться его расплавления;
насыпать на поверхность порошковый нашатырь;
растереть жидкое олово по поверхности с помощью щетки или холщовой ветоши, удаляя при этом излишнюю полуду;
дать детали остыть;
протереть влажным песком, после промыть водой, высушить.

В случае некачественной подготовки поверхности изделия, толщина слоя олова может различаться, в некоторых местах слой может не припаяться. Тогда это место следует зачистить напильником, подогреть и повторить лужение.

Материалы и инструменты

Материалами служат олово и флюсы.

Олово и сплавы.
При лужении используется олово марки 01 (Sn 99,1 %, примеси 0,1 %) и марки 02 (Sn 99,5 %, примеси 0,5 %). Чистое олово служит основой защитного покрытия для посуды.В качестве припоя при пайке олово не применяется, потому что при низкой температуре оно становится хрупкими. Долговечность обеспечивается добавлением к олову других компонентов, в основном свинца. Используются сплавы олова со свинцом: ПОС-18, ПОС-30, ПОС-50, ПОС-90. Цифра в обозначении показывает содержание олова в процентах.
Флюсы.
Облегчают очистку поверхностей от загрязнений, жиров и окислов, снижают температуру плавления. Самые распространенные флюсы – нашатырь (хлористый аммоний) и паяльная кислота (хлористый цинк). Часто при паянии меди и сталей используется их смесь.

В качестве инструментов применяются:

измерительные приборы (линейка, рулетки, штангенциркуль);
лудильные клещи для поддерживания и перемещения деталей;
шаберы для соскабливания загрязнений с покрываемых поверхностей;
кисти для нанесения смазки и очистки поверхностей;
паяльные лампы для нагрева изделий перед нанесением полуды.

Выбор технологической оснастки определяется методом лужения и пайки. Применяется вспомогательное и основное оборудование:

Ванны для гальванического лужения:
- стационарные;
- вращающиеся ванны-колоколы.
Лудильные аппараты и установки.
Это сложные системы, состоящие из последовательно соединенных ванн для подготовки и лужения. Обычно они помещаются в кожух, оснащенный аспирационными зонтами, что улучшает условия труда.
Верстаки для лужения и выполнения вспомогательных работ.Верстаки бывают деревянные со столешницами из листовой стали или досок. Обязательно в столешнице должны быть отверстия для стекания жидкостей, используемых при лужении. Под верстаком устанавливают ванну для сбора жидкости.
Ванны для обезжиривания.
Для химического обезжиривания поверхности используют различные емкости. Это может быть котел с крышкой или металлическая ванна, оснащенная змеевиком для подогрева раствора. Обязательное условие – вся применяемая посуда должна содержаться в чистоте.
Ванны для промывки поверхности.
Рекомендуется промывать изделия перед и после процесса лужения. Ванны могут быть выполнены из металла или дерева. Следует обеспечить в них непрерывное горячее и холодное водоснабжение.

Подготовка изделий

Качество подготовки поверхности детали к лужению определяет прочность ее сцепления с покрытием. Метод подготовки зависит от состояния поверхности.

Обработка щетками.
Этот метод используется, если на поверхности изделия есть окалина или сильные загрязнения. Перед обработкой изделие рекомендуется тщательно вымыть. Для лучшего эффекта можно использовать абразивное вещество: песок, известь, пемзу.
Шлифование.
Так подготавливаются поверхности, имеющие неровности. При шлифовании можно воспользоваться абразивным кругом или наждачной бумагой.
Химическое обезжиривание.
Проводится специальными растворами: 5-10 % раствор едкого натра, 10-15 % раствор углекислого натрия; 10-15 % раствор фосфорнокислого натрия. Их необходимо подогреть до 60-80 градусов. Могут использоваться растворители жира: венская известь, бензин, керосин. При использовании бензина и керосина следует учитывать, что они взрыво- и пожароопасные.После удаления жира изделия следует промыть водой. Определить, удален жир с поверхности или нет, можно визуально. Если вода равномерно растекается по поверхности изделия, а не собирается на ней каплями, то поверхность обезжирена.

После подготовки можно проводить лужение деталей.

Правила безопасности труда при лужении

Основные правила безопасного проведения лужения металла:

К работам допускаются совершеннолетние лица, обученные и прошедшие инструктаж по безопасности.
В ходе работ могут возникнуть такие вредные и опасные факторы, как выделение паров, разбрызгивание флюсов и припоев, повышенная температура, может повыситься взрыво- и пожароопасность среды. Поэтому работники обеспечиваются респираторами, спецодеждой, защитными очками.
В помещениях необходима общеобменная и местная вентиляция. Освещенность должна соответствовать категории выполняемых работ.
Выполнение работ разрешается только при наличии исправного инструмента и оснастки, а также качественных материалов.

При лужении в домашних условиях обязательно выполнять такие требования:

Не вдыхать пары нашатыря и кислот. При возможности использовать респиратор.
Избегать попадания кислот на одежду и кожу.
Работать в защитных перчатках.
Для работы с нагретыми элементами пользоваться клещами.

Таким образом, лужение – доступный способ защитить металлические изделия от коррозии или подготовить их к пайке. Несмотря на затратность и трудоемкость, выполнение операций лужения доступно в домашних условиях.

Лужение

(Etamage, Verzinnen). — Многие металлы, особенно медь и железо, легко окисляются с поверхности от действия кислот щелочей и даже атмосферного воздуха. Для защиты металла от окисления поверхность его покрывают другим металлом, лучше противостоящим этому действию. Одним из наиболее употребительных для этой цели металлов служит олово, на которое воздух и влага влияют весьма мало, а слабые растительные кислоты, жиры и прочие составные части пищевых продуктов совсем не действуют. Покрывание металлической поверхности тонким слоем олова называется лужением, а самый слой олова полудой. При покрывании металла оловом весьма важно получить совершенно равномерный, плотный и прочный оловянный слой, хорошо защищающий поверхность металла от окисления. Кроме того, при Л. домашней посуды необходимо употреблять по возможности чистое олово, не содержащее в себе вредных для здоровья примесей, как, напр., свинца, цинка и др. Но так как полуда, содержащая свинец, обходится гораздо дешевле и из опытов обнаружено, что она более продолжительное время защищает металл от ржавчины, поэтому в некоторых случаях, когда ядовитость примесей не имеет значения, некоторая прибавка свинца к олову применяется с успехом. В зависимости от свойства и назначения покрываемого металла существует много разных рецептов для составления сплавов олова с другими металлами (лигатур). Обыкновенный сплав из олова и свинца состоит из 3 частей свинца и 5 ч. олова или из 2 ч. свинца и 1 ч. олова. Как особое средство для покрытия листового железа, употребляемого в строительном деле, служит во Франции сплав из 5,5 ч. цинка, 23,5 ч. свинца и 71,0 ч. олова; в Германии 25 ч. цинка, 30 ч. свинца и 45 ч. олова. Для Л. листов, идущих на приготовление художественных изделий, употребляется сплав из 90-95 ч. олова и 10-5 ч. висмута. К безвредным примесям принадлежат железо и никель, которые увеличивают твердость и прочность полуды, и потому очень часто прибавляют их к олову для Л. кухонной посуды. По испытаниям оказались наиболее удовлетворительными следующие сплавы: 80 ч. олова и 10 железа, или 16 ч. железа и 10 никеля, или 90 олова, 5 железа и 7 никеля, или, наконец, 160 ч. олова, 7 железа и 10 никеля. Эти сплавы приготовляют следующим образом. Олово расплавляется в тигле и перегревается добела, потом прибавляют железные опилки, перемешивают, добавляют накаленный никель и опять перемешивают смесь деревянной палкой. Сплав разливают по формам в виде тоненьких брусочков, называемых полудными палочками. Так как олово хорошо пристает лишь к совершенно чистым поверхностям металлических предметов, то для лужения необходимо предварительно удалить с поверхности ржавчину, жиры и вообще все посторонние тела. Это очищение производится посредством натирания поверхности золой или песком с водой, или же предмет протравляют, погружая его в разведенную серную или соляную кислоту, и затем тщательно промывают в воде. Для протравления железных листов устраивают особые чаны с вращающимися валиками, которые передвигают листы через жидкость, наполняющую чан. На практике различают 4 способа Л.: а) посредством расплавленной полуды, b) мокрым путем, с) по способу Стольба — холодным путем и d) гальваническим способом. Первый способ заключается в том, что предметы для Л. приводятся в соприкосновение с расплавленным оловом. С этой целью полуду расплавляют в чугунном котле, в который и погружают на некоторое время предметы, предназначенные для Л. Такой операции подвергаются, напр., железные листы для получения белой жести (см. Белая жесть). Чтобы вылудить посуды из черной жести, как, например, кастрюли, сковороды и т. под., их сперва протравляют и очищают как сказано выше, затем подогревают до температуры плавления олова, посыпают внутри порошкообразным нашатырем или натирают сконцентрированным его раствором и погружают на некоторое время в котелок с расплавленным оловом; потом предмет вынимают и сливают лишнюю полуду. Олово сильно пристает во всех местах, которые были смазаны раствором, но слой полуды не одинаков по толщине и плотности, поэтому для более равномерного распределения и уплотнения олова сейчас после вынимания посуды из котла растирают оловянную поверхность щеткой или паклей, смоченной горячим салом. Медную посуду не погружают обыкновенно в олово, а только после подогрева натирают некоторую часть ее поверхности нашатырем, наливают на нее немного расплавленного олова и растирают паклей. Эту операцию повторяют до тех пор, пока вся поверхность не покроется оловом. Для возобновления старой полуды в кухонной посуде после тщательной ее очистки и подогрева прямо прикасаются в некоторых местах нагретой поверхности палочкой полуды, которая оставляет на поверхности расплавленные капли. Эти капли быстро растирают паклей и таким образом вчерне наводят слой полуды на всю поверхность. Потом подогревают вторично и следующим растиранием окончательно выравнивают и уплотняют наведенный слой олова. Мелкие изделия из чугуна и железа погружаются сперва в раствор хлористого цинка, а затем в горячем состоянии опускают их в расплавленное олово, покрытое толстым слоем сала. По воспринятии полуды их вынимают вилками и бросают в воду. Для получения более красивой и прочной полуды иногда железные изделия перед Л. покрывают слоем меди. С этой целью погружают сперва изделия в кипящий раствор хлористого цинка, в котором они получают цинковую покрышку, затем опускают в расплавленную медь, где они покрываются тонким слоем меди и, наконец, для Л. погружаются в оловянную ванну. По второму способу Л. производится посредством погружения мелких предметов в кипящий раствор винного камня, в который добавляют зернистое олово. Изделия кипятятся в растворе в продолжение 1-2 часов. На одну часть винного камня берут 24 ч. воды, а олова в 1 1 /₂ раза больше, чем вес положенных предметов. Этот способ чаще всего употребляется для Л. булавок. Для Л. железных или чугунных предметов по этому способу употребляется ванна, состоящая из 10 литр. воды, 500 гр. квасцов и 28 гр. хлористого олова (оловянной соли). По системе профессора Стольба из Праги лужение производится следующим образом: хорошо очищенная поверхность посуды протирается губкой, смоченной предварительно оловянным раствором и посыпанной порошком цинка. Втирание продолжают до тех пор, пока вся поверхность не покроется полудой. Этот способ очень удобен для исправления стертой посуды. Покрывание оловом производится часто гальваническим путем. Этот способ пригоден как для железных и чугунных, так и для медных и латунных изделий. Для успешности работы необходимо здесь обращать особое внимание на очистку поверхности от окалины и жира, из которых первая растворяется в кислотах, второй же удаляется прокаливанием и обработкой в щелочах. После очистки предметы помещаются в сосуд, наполненный раствором оловянной соли. Анодом служит какая-нибудь оловянная пластинка, катодом — погруженные изделия. По Эльснеру, ванна приготовляется следующего состава: растворяют от 22 1 /₂ до 30 гр. хлористого олова в 1250 гр. воды, а для растворения образовавшегося осадка водной окиси олова добавляют концентрированный раствор едкого кали. Для Л. железа употребляют ванну, состоящую из 100 литров едкого натра в 3° по Боме, 100 гр. хлористого олова и 300 гр. цианистого калия.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890—1907 .

Полезное

Смотреть что такое "Лужение" в других словарях:

ЛУЖЕНИЕ — ЛУЖЕНИЕ, лужения, мн. нет, ср. Действие по гл. лудить. Заниматься лужением. Лужение посуды и самоваров. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

лужение — полуда Словарь русских синонимов. лужение сущ., кол во синонимов: 4 • металлообработка (59) • … Словарь синонимов

ЛУЖЕНИЕ — ЛУЖЕНИЕ, способ механического нанесения чистого или содержащего свинец олова на поверхность металлических изделий (железных, медных, латунных) с целью придания им более красивого вида или предохранения от разъедания к той. Процесс Л. протекает… … Большая медицинская энциклопедия

ЛУЖЕНИЕ — ЛУЖЕНИЕ, покрытие тонким слоем олова металлических изделий (посуды и пр.) или полуфабрикатов (например, проволоки) для защиты их от коррозии или для облегчения процесса пайки. Перед лужением обрабатываемую поверхность очищают и протравливают… … Современная энциклопедия

ЛУЖЕНИЕ — нанесение натиранием, погружением в расплав или электролитическим путем тонкого слоя олова на поверхность металлических (главным образом стальных и медных) изделий для защиты от коррозии или для подготовки их к пайке … Большой Энциклопедический словарь

лужение — ЛУДИТЬ, лужу, лудишь и лудишь; лужённый ( ён, ена); несов., что. Покрывать полудой. Л. посуду. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ЛУЖЕНИЕ — (Tinning or tinkering) покрытие металлов тонким слоем олова. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

ЛУЖЕНИЕ — покрытие металл. поверхностей тонким слоем устойчивого против коррозии металла, способного создавать с покрываемым металлом сплав. Наиболее распространено покрытие оловом. Применяется в случаях, когда требуется устранить образование вредных… … Технический железнодорожный словарь

лужение — Ндп. обслуживание Образование на поверхности материала металлического слоя путем плавления припоя, смачивания припоем поверхности и последующей его кристаллизации. [ГОСТ 17325 79] Недопустимые, нерекомендуемые обслуживание Тематики сварка, резка … Справочник технического переводчика

Лужение — ЛУЖЕНИЕ, покрытие тонким слоем олова металлических изделий (посуды и пр.) или полуфабрикатов (например, проволоки) для защиты их от коррозии или для облегчения процесса пайки. Перед лужением обрабатываемую поверхность очищают и протравливают… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ЛУЖЕНИЕ — нанесение тонкого слоя олова на поверхность металлических (главным образом стальных и медных) изделий и полуфабрикатов для их защиты от коррозии или подготовки к пайке путем натирания, погружения в расплав или электролитическим путём … Большая политехническая энциклопедия

Читайте также: