Ортофосфорная кислота и нержавеющая сталь

Обновлено: 22.04.2024

Поверхностное разрушение металла под действием внешней среды называется коррозией.

Чистое железо и низколегированные стали неустойчивы против коррозии в атмосфере, в воде и многих других средах, так как образующаяся пленка окислов недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Некоторые элементы повышают устойчивость стали против коррозии, и таким образом можно подобрать сталь, практически не подвергающуюся разрушению в данной среде.

При введении таких легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. К примеру, введение в сталь более 12% хрома (Cr) делает ее коррозионностойкой в атмосфере и во многих других промышленных средах. Стали содержащие менее 12% Cr, практически в столь же большой степени подвержены коррозии, как и железо. Стали содержащие 12-14% Cr, ведут себя как благородные металлы: обладая положительным электрохимическим потенциалом, они не ржавеют и не окисляются на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей.

Хромистые нержавеющие стали

Хромистые нержавеющие стали применяют трех типов: 13, 17 и 27% Cr в зависимости от требований имеют различное содержание углерода.

Стали с более 17% Cr имеют иногда небольшие добавки титана и никеля, которые вводят для улучшения механических свойств. Помимо этого стали с таким содержанием хрома обладают высокой коррозионной стойкостью вплоть до температуры 900 ºС.

Стали с содержанием хрома 13% более распространенные и наименее дорогостоящие, их применяют для бытовых назначений и в технике. Эти стали хорошо поддаются сварке. Сплавы с низким содержанием углерода пластичны, с высоким - обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости (хирургический инструмент, подшипники, пружины и другие детали, работающие в активной коррозионной среде).

Аустенитные стали

Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую сталь обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более коррозионностойкой и не хладноломкой. Нержавеющие стали с 18% Cr и 10% Ni получили наиболее широкое распространение в машиностроении.

Для того, чтобы повысить сопротивление коррозии в кислотах в сталь вводят молибден и медь, особенно молибден с медью при одновременном увеличении содержания никеля. При необходимости, чтобы иметь еще и высокие механические свойства вводят титан и алюминий.

Более высокую коррозионную стойкость имеют никеливые сплавы типа хастеллой 80% Ni и 20% Mo (сплавы НИМО) с дополнительным легированием.

Титан

Титан (Ti) имеет высокую удельную прочность, благодаря чему сплавы на его основе получили широкое применение в технике, особенно в тех областях, где важное значение имеет масса (авиация, ракетостроение и др.). Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большом количестве агрессивных сред, превосходя зачастую в этом отношении нержавеющую сталь. Поэтому проще перечислить среды, в которых титан растворяется: например, плавиковая, соляная, серная, ортофосфорная, щавелевая и уксусная кислоты.

Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной оксидной пленки. Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной 30 - 40 микрон (1 микрон равен 10-4 см). Если же оксидная пленка растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо.

Тугоплавкие металлы

К тугоплавким относят металлы: ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, технеций, титан, хром, цирконий, - температура плавления которых выше температуры плавления железа (1539 ºС), кроме металлов платиновой и урановой групп и некоторых редкоземельных.

Следует отметить, что при высоких температурах все тугоплавкие металлы являются кислотостойкими. При этом наиболее сильно выделяется тантал. Ниобий и молибден по коррозионной стойкости превосходят сплавы на основе железа или никеля, однако уступают танталу.

Применение таких материалов целесообразно в средах, в которых другие материалы не обладают коррозионной стойкостью. К таким средам относятся неорганические крепкие кислоты при повышенных температурах, а так же некоторые промышленные среды.

Несмотря на высокую стоимость металлов по сравнению с такими коррозионностойкимиматериалами, как высоколегированная нержавеющая сталь или хастеллой, применение сплавов тугоплавких металлов оправдано, так как вследствие высокой стойкости возможно эксплуатировать химические установки практически весь срок без замены приборов.Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах.Прии комнатной температуре высокой стойкостью в этой кислоте обладают все

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах

Серная кислота

При 70ºС хромоникелевые стали нестойки даже в кислотах слабой концентрации, но примерно до 5% H2SO4 могут работать стали с добавлением молибдена и меди.

Однако последние разрушаются в кипящей серной кислоте до концентрации 30%. В этих случаях следует применять сплавы типа хастеллой, а при концентрации выше 30% в кипящей серной кислоте могут работать лишь тугоплавкие металлы.

Фосфорная кислота

При комнатной температуре любой концентрации устойчивы аустенитные стали, хромистые нет. В горячей кислоте устойчивы стали с добавками молибдена и меди до концентрации 25%, в кипящей - хастеллой до 50%, а при более высокой устойчивы лишь тугоплавкие металлы.

В соляной кислоте устойчивы стали с добавлением молибдена или меди при комнатной температуре и до концентрации 5%.

Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях

Данная таблица коррозионной стойкости предназначена для составления общего представления о том, как различные металлы и сплавы реагируют с определенными средами.
Рекомендации не являются абсолютными, поскольку концентрация среды, ее температура, давление и другие параметры могут влиять на применимость конкретного металла и сплава.
На выбор металла или сплава также могут оказывать влияние экономические соображения.

Условные обозначения:

А - обычно не корродирует,
В - коррозия от минимальной до незначительной,
С - не подходит

Форум химиков

Взаимодействие ортофосфорной кислоты и нержавейки

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here

Взаимодействие ортофосфорной кислоты и нержавейки

При пайке троса из нержавеющей стали используется ортофосфорная кислота, последняя проникает между нитями и смыть ее от туда не представляется возможным. Вопрос следующий:
Вступает ли ортофосфорная кислота с нержавейкой в реакцию при отсутствии кислорода, и как быстро она ее "разъедает".
После пайки все изделие заливается пластиком и к мету пайки доступ кислорода ограничен.

Оборудование из нержавейки вовсю используется при работе с фосфорной кислотой, включая пищевую промышленность, где попадание даже ппм никеля или хрома в продукт категорически противопоказано. Фактически, фосфорная к-та пассивирует поверхность нержавейки.

Подтверждается табличкой из справочника по коррозии. 302-я - аналог простой нержавейки 12Х18Н9, близкой по составу к "пищевой".

Спасибо за ответы! Судя по табличке без нагрева взаимодействия вообще не будет. Правильно ли я понимаю? Т.о. образуется защитный слой и далее никакого разрушения.

Можно сослаться на защитный слой ( а кто его мерял?) или просто считать, что нержавсталь не реагирует с фосфорной. Тут уж как удобнее обосновать и ни разу не ошибётесь.

Всё можно померить, посмотреть, определить состав. За деньги, разумеется. А оно нужно в данном случае?

не используйте ортофосфорную кислоту, используйте другой флюс, который смывается водой, например пв284х

К сожалению, нержавейку невозможно припаять обычным флюсом. Только кислотой или активным флюсом, в состав которого входит о-ф кислота.

Залудить с фосфорной, отмыть от фосфатной пленки ак. электролитом, отмыть от эл. , нанести не агрессивный флюс типа канифоль в спирте и запаять по месту?

Да ничем, причины же указаны как чисто механические - нет доступа воды. Но серная кислота гораздо энергичнее продолжит жрать нержавейку, чем фосфорная.

Беру ортофосфорную кислоту, добавляю соли металлов, присутствующих в составе нержавеющей стали. Ни в одном случае осадка не образуется.
Что я делаю не так, и что надо изменить в постановке простого опыта, чтобы убедиться в образовании некоего "защитного слоя фосфатов", о котором рассказывается во всех бытовых рецептах?

Скорее всего, подщелочить до уровня гидрофосфатов.

Вообще, фосфатирующие составы содержат некоторое количество свободной фосфорной кислоты, но небольшое + соли цинка, никеля и иногда марганца. Иногда - немного плавиковой кислоты. При взаимодействии с железом рН локально растёт и образуется плёнка смешанных фосфатов цинка и железа, с примесью никеля. Иногда её потом запекают нагревом.

Понижение кислотности это совсем другое дело, но в чистой кислоте по идее никаких фосфатов на поверхности образоваться не должно - они(фосфаты железа, хрома, никеля и т.п.) растворимы в фосфорной. Здесь нержавейка в плане устойчивости напоминает платину, ну нет заметной реакции и всё.
Если же рассматривать процес паяния также и как нагрев среды, то фосфорная кислота локально может образовать целый ряд производных, от пиро- до метафосфатов, а вот здесь дальнейшее поведения спая непредсказуемо. Достаточно того, что вязкость потенциально образующихся соединений на пару порядков выше, чем у исходной кислоты(по справочникам они вообще твёрдые при комнатной температуре). Этим формально можно объяснить проблемы с отмывкой.

Что я делаю не так, и что надо изменить в постановке простого опыта, чтобы убедиться в образовании некоего "защитного слоя фосфатов", о котором рассказывается во всех бытовых рецептах?

Поставьте опыт на медной пластине по фосфатной и за одно хроматной пленке,
это будет более наглядно.
Протрите губкой полированную обезжиренный участок поверхности фосфорной
кислотой, следующий участок слабым раствором хромового ангидрида, промойте.
Обе пленки приблизительно одинаково защищают медь от окисления, на несколько дней или часов между технологическими операциями.
Тест на качество пленок обработка раствором серной печени или сероводорода или слабой селенистой кислотой до 5%.
Стравливаются обе пленки раствором серной или соляной кислотой, процесс активации.

Пайка нержавейки

Пайка нержавеющей стали — довольно сложная и трудная работа. Чтобы получилось качественное соединение, нужно соблюдать множество условий — как по выбору материалов, так и по режимам пайки. Несколько проще паять сплавы с содержанием Ni или Cr до 25%. Они спаиваются и с другими металлами и сплавами, за исключением Al и Mg. Домашние мастера чаще всего применяют оловянные припои.

Особенности пайки нержавейки

Используя олово и составы на его основе, можно отремонтировать изделия из нержавейки, а также собрать небольшие по размерам и не подвергающиеся большим нагрузкам самодельные конструкции. Кухонная посуда и другие предметы быта ремонтируются обычным паяльником и оловянным припоем.

Пайка нержавейки на производстве выполняется по более сложной технологии. Для пайки ответственных конструкций применяются специальные промышленные смеси , содержащие Cr< Ni, Mn хрома, никеля, марганца. Работать с ними приходится в защитной газовой атмосфере — аргона с добавлением трехфтористого бора. Как припой при пайке нержавейки используют чистую медь.

Используемое оборудование

Для того чтобы качественно отремонтировать изделия, нужно подготовить материалы, оборудование и изучить технологию. Чтобы паять нержавейку в мастерской на дому, потребуется:

электропаяльник мощностью 100 Вт (портативная пропановая горелка);
флюс;
обезжириватель (растворитель);
абразивная бумага, проволочная щетка, надфиль;
оловянный припой;
ветошь;
средства защиты: перчатки, респиратор, защитные очки или прозрачный щиток.

Портативная пропановая горелка

Кроме того, для первичного прогрева массивных заготовок может понадобиться более мощный паяльник. Ортофосфорная кислота обеспечивает высококачественную очистку поверхности и быструю свёртываемость.

Типы припоев

Припои для нержавеющей стали делятся на две основных группы:

Мягкие — это привычные составы на основе Pb и Sn марок ПОС. Достаточное содержание олова повышает пластичность и текучесть, позволяя ему проникать во все микронеровности поверхности и существенно улучшая адгезию. Кроме того, олово является хорошим раскислителем, что особенно важно при работе с нержавеющими сплавами. Недостатком таких паяльных составов является невысокая прочность получающегося соединения.

Для получения более прочных паяных соединений нержавейки применяют твердые припои. Ими работают как в индустриальных условиях, так и в домашней мастерской. В твердые составы добавляют до 30% технического серебра. Их выпускают в виде тонких прутков и обозначают литерами ПСр.

Припой HTS – 528

Если требуется соединить пайкой разнородные изделия из таких материалов, как нержавейка, медные сплавы, никель, чугун — применяют состав HTS – 528. В его состав уже включен флюс, а температура плавления — не менее 750 °С

Приготовление флюса

Коррозионно-стойкие сплавы весьма чувствительны к условиям пайки, поэтому правильный выбор флюса для пайки нержавейки исключительно важен.

Наиболее широко применяемый флюс содержит:

7 частей технической буры;
2 части борной кислоты;
1 часть фтористого кальция.

Изготовление флюса в домашних условиях

Для пайки мелких заготовок состав флюса упрощается — берут равные части буры и борной кислоты. Смесь разводят в воде и наносят на область пайки. Как только она высохнет- обеспечит будет отличную адгезию к поверхности сплава.

Перед нанесением флюса необходимо провести тщательную механическую обработку области пайки шкуркой, проволочной щеткой или надфилем.

Преимущества пайки нержавейки оловом

Применение мягких составов на основе олова дает следующие преимущества:

простота выполнения паяльных операций для небольших предметов;
короткая подготовка;
доступность паяльных материалов;
достаточное качество пайки для не самых ответственных деталей.

Пайка нержавейки оловом

Пайка оловянными мягкими составами может быть быстро освоена домашним мастером.

Недостатки пайки нержавейки оловом

Кроме достоинств, пайка нержавейки оловом имеет и недостатки

низкая прочность соединения;
понижение максимальной температуры эксплуатации запаянных предметов до температуры пластичности олова;
затруднения при пайке, вызванные высокой жидкотекучестью олова.

Из-за высокой текучести сложно запаивать швы на вертикальных и наклонных поверхностях.

Режимы пайки оловом

Рекомендуемые опытными специалистами режимы пайки следующие:

Температура горелки: 232-240 °С;
Мощность паяльника 80-120 Ватт;
Время прогрева 5-10 сек;
Толщина бруска припоя 2-4 мм.

Температуру пламени удобно контролировать пирометром.

Подготовка оборудования и необходимых материалов

При подготовке оборудования важно уделить внимание характеристикам и конструктивным особенностям паяльника. Его мощность — не менее 80-110 ватт, более слабые приборы не смогут обеспечить достаточный прогрев рабочей зоны. Жало должно быть необгораемое. Работать паяльником получится мягкими, легкоплавкими припоями – прутками из чистого олова или из смесей типа ПОС. Чистое олово потребуется при ремонте кухонной посуды и сосудов, соприкасающихся с пищей или питьевой водой. Оно не содержит вредных компонентов. Наиболее подходящим флюсом для такой посуды будет ортофосфорная кислота.

Для твердых припоев придется воспользоваться газовой горелкой.

Выбор припоя и вспомогательных материалов

Правильный выбор состава позволяет качественно спаять детали из нержавейки. Такое соединение будет надежным и долговечным. Наиболее распространение виды паяльных составов — оловянно-свинцовые марки ПОС. Для паяльных работ по нержавейке специалисты рекомендуют:

ПОС50Кд18 (с добавлением кадмия);
ПОС-61;
ПОС-40.

Для ремонта предметов, вступающих в контакт с пищей, следует применять только чистое олово. Для нержавейки подходит далеко не всякий флюс.

Припой ПОС-61 Ортофосфорная и паяльная кислоты

паяльная кислота;
ортофосфорная кислота ;
хлористый цинк.

Наносить флюс необходимо непосредственно перед пайкой, чтобы не успела повторно образоваться оксидная пленка.

Интересно: Ортофосфорная кислота входит в состав «Кока-колы». Хороший повод задуматься от том, стоит ли ее пить.

Технология пайки нержавейки оловом

Очень важно правильно и тщательно выполнить подготовительные операции. Их цель — удалить с поверхности нержавейки оксидную пленку и другие загрязнения, препятствующие образованию прочного и долговечного паяного соединения. Сначала поверхность защищается шкуркой, проволочной щеткой или надфилем. Далее, после удаления опилок и частичек абразива, проводят обезжиривание. Для этого берут специальный обезжириватель. Его с успехом заменит любой органический растворитель — ацетон, уайт-спирит, номерные растворители (646, 657) и т.п.

Сразу после обезжиривания область пайки покрывают флюсовым составом. (Если флюс входит в состав прутка припоя, то этот этап не выполняется).

Теперь начинаются собственно пайка оловом. Вначале область пайки разогревается при посредстве жала паяльника или факела газовой горелки. При пайке горелкой следует контролировать содержание кислорода, поскольку при его избытке начнутся окислительные процессы, ухудшающие качество соединения. При превышении допустимой концентрации кислорода пламя приобретает светло-синий оттенок.

Принцип пайки нержавейки

Всю область пайки следует прогреть до температуры плавления припоя.

Важно! припой должен плавиться не от жала паяльника или факела газовой горелки, а от тепла запасенного спаиваемыми деталями.

Подачу припоя в рабочую зону надо проводить до того момента, пока он не начнет появляться из рабочих зазоров между заготовками. Это обеспечит оптимальное схватывание.

Пайка нержавеющей стали дома

Часто бывает, что домашнему мастеру необходимо отремонтировать предметы домашней утвари, посуду из нержавеющей стали. Для этого необходимо подготовить определенный набор оборудования, а также рабочие и вспомогательные материалы. Чтобы качественно и быстро ремонтировать изделия из нержавейки, потребуется приобрести также определенный навык. Поэтому не стоит сразу браться за ремонт сложных или крупногабаритных изделий. Чтобы набить руку, «почувствовать металл и огонь», лучше потренироваться на ложках, кружках или просто обрезках нержавейки.

Пайка нержавейки в домашних условиях

Для работы потребуется оборудовать рабочее место. Рабочий стол должен быть металлическим или иметь негорючее покрытие. Должна быть оборудована вытяжная вентиляция — как пары паяльного состава, так и флюса и обезжиривателя вредны для органов дыхания. Спаиваемые детали должны быть надежно закреплены инвентарными крепежными приспособлениями — тисками, струбцинами, зажимами, распорками.

Рабочая зона не должна быть загромождена, в ней могут находиться только спаиваемые детали.

Емкости с рабочими жидкостями сразу после применения следует плотно закрывать и убирать в шкафчик или тумбочку.

Необходимо тщательно соблюдать технологию выполнения работ. Если обработка проведена некачественно и припой не пристает к поверхности деталей — необходимо остановить пайку и повторить механическую обработку и обезжиривание. После обезжиривания брать детали можно только в плотных перчатках — даже небольшое потожировое пятно, оставленное пальцами, может свести работу насмарку.

Проволочную щетку для зачистки можно сделать самостоятельно. Для этого в отрезок трубы диаметром 5-10 миллиметров и длиной около 10 см нужно плотно вставить проволочки, полученные из куска металлического троса. Выступать из трубки они должны на несколько миллиметров. При небольших площадях пайки нержавеющей стали, а особенно в узких и труднодоступных местах такая самоделка намного удобнее и эффективнее, чем покупные щетки на деревянной ручке.

Такой щеткой можно работать в непосредственной близости от паяльника или пламени горелки, минимизируя время между зачисткой и началом пайки.

Пайка с помощью газовой горелки

Горелку плавно перемещают, равномерно нагревая металл. Пруток припоя должен плавиться не от пламени горелки, а от тепла заготовки — только тогда получится прочное и надежное соединение. После наложения прутка в область стыка необходимо далее нагревать заготовки, чтобы он полностью проник во все зазоры и заполнил их. Нагрев продолжают до тех пор, пока излишки паяльного состава не начнут вытекать из стыка.

Распространенные ошибки

Самой распространенной ошибкой при пайке нержавейки является

некачественная зачистка;
недостаточное обезжиривание;
недостаточный прогрев деталей, вследствие чего припой не проник во все зазоры и не соединил их.

Требуется периодически очищать наконечник жала паяльника.

Не следует паять составами с высоким содержанием свинца или применять канифоль.

Качество соединения можно проверить, попробовав поковырять его шилом или отверткой. Надежное соединение можно лишь поцарапать, отслоить припой от нержавейки не удастся.

Зачистка нержавейки после пайки

После остывания пайки проводят зачистку от остатков паяльного состава и флюса. Пищевую посуду из нержавейки перед использованием нужно промыть теплым мыльным раствором и прокипятить.

Паяльная кислота ортофосфорная

Опытные мастера – электронщики и домашние радиолюбители знают, что для качественного соединения понадобится не только паяльник, но и дополнительные аксессуары. Для пайки используется флюс и припой, последний выполнен на основе свинца и олова, зачастую предлагается в виде проволоки. Характеристики соотношения проволоки, флюса могут отличаться по параметрам, зависимым от типа изделия.

В качестве второго компонента выступает флюс, распространенная форма применяется в виде канифоли. Она помогает качественно, быстро спаять детали медного состава, провода и другие материалы. Паяльной кислотой возможно работать с материалами латуни, никеля, нержавейки и т.д.

Особенности применения и пайки с паяльной кислотой

Категория, к которой попадает паяльная кислота отличается на фоне других реагентов, обладает рядом положительных свойств. В качестве флюса изделие распространяется только в жидком виде, некоторые составы возможно разбавлять для снижения концентрации при взаимодействии с металлом. Перед тем, как использовать элемент, стоит разобраться, для чего нужна паяльная кислота.

Чистка металла паяльной кислотой

Основные металлы, которые возможно обработать паяльной кислотой:

сплавы меди любыми пропорциями;
железные изделия;
никель;
всевозможные сплавы цветных металлов;
сталь.

Виды паяльных кислот и особенности применения

Паяльная кислота подразделяется на два основных вида, вне зависимости от сферы применения, ортофосфорный и соляной тип. Вне зависимости от состава, назначением является удаление окислов, загрязнений с областей пайки. Качественный, аккуратный шов может быть исполнен только при соблюдении условий подготовки металлов. Долговечность материалов повышается за счет образования защитной пленки от окисления на поверхности соединения.

Важно знать, что использовать флюс при работе с электронными платами категорически запрещается. Тонкие и хрупкие элементы могут быть стерты с конструкции платы, кислота для пайки производит токопроводящие соединения. Все эти факторы могут плачевно повлиять на работоспособность узла, конструкции общим состоянием.

Хлорцинковый флюс

Раствор хлористого цинка применяется для пайки соединений железа. Составом является цинк, растворенный соляной кислотой. Производится раствор следующим образом:

подготавливается гранулированный цинк;
в зависимости от технического задания, добавляют раствор, либо концентрат;
после химической реакции цинка, возможно использовать смесь.

Пропорциональные части берутся на примере 1 литр соляного раствора на 400 грамм гранулированного цинка. По окончании работ следует обработать поверхность для прекращения реакции, для этого отлично подходит мыльный раствор. Перед изготовлением самостоятельно, следует помнить, что важно соблюдать последовательность. Кислоту разбавляют цинком, при этом образуются газы, получается достаточно взрывоопасная смесь. Все действия производятся на проветриваемом месте.

Олеиновая кислота

Для пайки алюминиевых сплавов прекрасно подходит олеин. Не применяется чистым видом, доступен только в техническом состоянии. Стабильное состояние достигается путем смешивания олеина с различными жирными кислотами. Далее вступает в реакцию йодид лития, который заканчивает смешивание массы для пайки алюминия.

Пайка олеиновой кислотой позволяет производить стыковку материалов из медных и алюминиевых сплавов, без образования химической пленки и окисления.

Олеиновая кислота Б-115

Флюс используется для защиты от процессов коррозии на стыке, при механическом воздействии, образуется новая пленка, что позволяет не беспокоится о надежности соединения.

Взамен паяльной кислоты, другие флюсы не имеют схожих свойств, возможно применение машинного масла с растертыми опилками, процесс пайки происходит втирание состава при стыковке. При нагревании олеиновый тип паяльной кислоты испаряется, но место пайки залужено, о качественном соединении бессмысленно беспокоится.

Ортофосфорная кислота

При обработке металлов ортофосфорным раствором происходит построение защитной пленки, препятствующей образованию окислов, химических реакций металла. Характеристики раствора состоят в бесцветной субстанции, неорганического рода. Гигроскопичная структура в виде пастообразной структуры взаимодействует при нагревании и растворяется в жидкий состав. Обладает хорошими свойствами текучести, легко убирается водой после работы.

Пайка ортофосфорной кислотой

Применяется ортофосфорная кислота при пайке углеродистых, легированных сталей. Также к работе подходят сплавы меди и никеля, рабочая температура при паяльных работах начинается от 350 градусов. Кислотная пленка разрыхляется, отводится на поверхность путем растворения слоя оксидов. Надежная спайка достигается путем образованной оксидной пленки ортофосфорной кислотой.

Флюс ВТС

Салициловая основа, распространенная составом аспирина, применяется как составляющая часть флюса для пайки. Наиболее широко применяется к работе с драгоценными металлами, ввиду слабого взаимодействия с частицами изделия.

Основное преимущество, это защита от окисления места пайки, нет необходимости удалять флюс, если только не предъявляются дополнительные требования.

Универсальность применения, дешевое изготовление позволяют применять паяльную кислоту на основе салициловых соединений. Едкие выделения предполагают рабочую вытяжку при выполнении паяльных действий, также отрицательной стороной является плохое взаимодействие с алюминием.

Возможно использовать подручные средства, достаточно растереть таблетку аспирина или другой препарат, содержащий салициловую кислоту. Наносится порошок на место пайки, при работе с проводами пайку возможно производить прямо на таблетке. Более удобная смесь изготавливается совместно с вазелином, пропорциями 1 к 2, пасту легко наносить на место пайки тампоном, удалять по окончанию работ.

Преимущества кислоты

Каждый состав имеет определенные преимущества, паяльные аксессуары не исключение.

Пайка алюминия кислотой

Основные положительные стороны:

Удобство процесса, пайка позволяет обработать контакт в труднодоступном месте, за счет свойств текучести.
Повышенная агрессивность позволяет разрушать оксидные пленки, отложения ржавчины. Обычно оксидные пленки не видны глазу, поэтому соединение обрабатывается обязательным порядком.
О последующем образовании оксидной пленки можно не беспокоится, паяльная кислота противодействует этому, даже механических воздействиях.
Разнообразие металлов, с которыми возможно производить действия, позволяет использовать раствор при каждой работе.

Недостатки

Кроме положительных сторон, имеются и некоторые недостатки, способные ограничить использование химического элемента:

Категорически запрещается использовать кислоты при работе с радиосхемами, мелкой электроникой. Свойства некоторых составов таковы, что происходит разрушение дорожек при обработке и нарастании новых токопроводных элементов.
Срок хранения занижен, по причинам летучести газов, поэтому приобрести с запасом данные флюсы не получится. К условиям хранения также поставлены требования, не соблюдение которых может привести к порче материала;
Состав вреден для человека при вдыхании, попадании на кожу. Рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты при массовых работах, пайку производить в хорошо проветриваемом помещении.

Состав и физико-химические свойства

Ортофосфорная кислота имеет формулу Н3РО4, которая состоит из самого фосфора и диэтиламида. Пропорции могут быть различными от требуемой концентрации, в большинстве случаев используется соотношение 1 к 4. Существует разновидность кислоты с примесями цинка соотношениями 1 к 2 частям раствора.

Формула ортофосфорной кислоты

Основные свойства материала подразумевают агрессивность. Активное взаимодействие происходит с любым материалом, этот факт требует бережного отношения к соединениям. Во время работы необходимо придерживаться особых правил, т.к. может произойти положительный либо отрицательный вариант. Жидкая форма позволяет проникать составу в труднодоступные места, достигать высокой прочности спаивания. Основными видами паяльной кислоты являются растворы, так как 100% концентрация не позволит производить работы с большинством металлов.

Особенности выбора

Подбор состава паяльной кислоты происходит в соответствие с рабочей поверхностью материала. Основным критерием должно быть качество раствора, т.к. неправильную концентрацию всегда можно понизить ее в домашних условиях. Не допустимо к применению составов с наличием осадка или помутнения емкости.

Важно помнить, что жидкие флюсы, одни из немногих паяльных принадлежностей, имеющих срок годности, на который необходимо обращать внимание перед применением.

Сложный выбор всегда не дает покоя при покупке. Составы разные, на рынке существует большое количество производителей. Необходимо определить, какой тип работ будет производиться, для этого изучается предназначение состава паяльной кислоты. Ортофосфорные составы наиболее распространены, хорошо борются с окислами и не столь агрессивны. Соляная более универсальна, т.к. применяется к множеству металлов. Серная наиболее активный вариант, используется при пайке толстых изделий.

Изготовление своими руками

При наличии некоторых знаний и подручных материалов, возможно изготовить паяльную кислоту в домашних условиях. Набор ингредиентов не велик, их можно приобрести в хозяйственном магазине:

соляная кислота в чистом виде;
кусковой цинк, который реализуется отделом химических реактивов, если не представляется возможности приобрести, аккуратно раскрывается пальчиковая батарея;
емкость из стекла или керамического материала.

Паяльная кислота изготавливается своими руками определенной последовательностью. Необходимо заполнить емкость кусками цинка, затем заполнить соляным раствором. Действия производятся в хорошо проветриваемом помещении, при попадании раствора на кожу, необходимо сразу же промыть проточной водой. После, изготовления масса, переливается в герметичную емкость для правильного хранения.

Меры предосторожности

Агрессивные свойства требуют особого подхода к технике безопасности. Хранение производится заводской упаковкой, огражденном месте от прямых солнечных лучей.

Производить работы лучше при хорошем проветривании, используя необходимые средства защиты.

Кожные покровы на агрессивные вещества реагируют отрицательно. При попадании на руки, необходимо сразу промыть водой, хозяйственным мылом. Вдыхание может привести к раздражению ротовой полости, а при попадании в глаза необходимо обратится за помощью к специалистам.

Особенности пайки металлов

Для качественного соединения важно придерживаться определенных инструкций, работа отличается от спаивания обычным припоем.

Паяльная кислота используется во многих случаях, перед работами важно следовать шагам:

Грубые загрязнения, окисления металла очищаются наждачной бумагой или напильником.
Аккуратно наносится флюс с помощью кисточки или специального дозатора, раствор находится в жидком состоянии, поэтому легко растекается по поверхности.
Лужение происходит с нанесением припоя, изделия скрепляются между собой.

После окончания процесса необходимо удалить остатки раствора. Сделать это можно обычной мыльной водой или раствором соды.

Травление нержавеющей стали

Процедура травления нержавеющей стали

Химическая и электрохимическая обработка или травление считается одним из лучших способов очистки верхнего слоя нержавейки. Данная процедура отлично очищает поверхность стали от сварных швов, устраняет деформации различного типа, а также способствует укреплению структуры сплава после термической обработки. Кроме очистных свойств, процедура обеспечивает восстановление пассивного слоя стали, необходимого для защиты сплава от разрушения структуры при повышенных температурах.

Суть очистки стали 12х18н10т заключается в химическом взаимодействии верхнего слоя с концентрированным кислотным раствором. В основном используются соляная либо серная кислоты, после чего в ход вступает смесь расплавленной щелочи. Процесс очистки кислотой имеет две стадии: в первую очередь металл обрабатывается основным кислотным составом, а в заключении сплав выдерживается в ванне с раствором азотной кислоты.

Обрабатывая нержавейку, стоит строго соблюдать этапы технологического процесса. Емкость с раствором, в которую помещен сплав, должна обрабатывать лишь верхние слои металла, дополнительно устраняя имеющиеся повреждения. Не рекомендуется допускать изменение макроструктуры нержавеющей стали, так как железо может потерять свои первоначальные свойства.

Применение травления

Процесс травления широко применим на производстве во время очистки верхних слоев стали от сварных швов, окалин, окислов и ржавчин. Используется во время поиска внутренних дефектов путем снятия верхнего слоя заготовки либо для изучения структуры металла.

Эта процедура обеспечивает зачистку материала, благодаря чему увеличивается адгезия верхнего слоя. Это необходимо для успешного соединения металлической заготовки с другой поверхностью, после чего наносится покрасочный, эмалированный, гальванический слой или другое защитное покрытие.

Такой вид обработки обеспечивает не только быструю очистку заготовки, но и создаёт на верхнем слое металла заданный рисунок. С помощью травления можно вырезать канал любой толщины или оформить сложное изображение. Также возможна обработка крупных заготовок и проката. Можно легко регулировать глубину обработки до микронов, благодаря чему удастся обработать поверхность со сложными участками и мелкими пазами. Процедура применяется в проведении анализа, определяющего образование межкристаллической коррозии у нержавеющей стали.

Кроме этого данный процесс широко используется во время обработки углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей, цветных металлов и титана. Эта технология незаменима во время обработки мелких металлических деталей, шестеренок наручных часов. С помощью неё изготавливаются полупроводниковые микросхемы и печатные платы в электронике. Этот способ обработки обеспечивает образование токопроводящего канала на микросхемах. В авиастроении травление играет важную роль, так как с помощью этого процесса уменьшается толщина металлических листов, благодаря чему снижается вес самолёта. В нанесении рисунков и надписей данная операция также играет большую роль. Травление производит рельефное изображение, полученное путем разрушения металлической поверхности согласно определенным шаблонам. В быту операция способствует очистке трубопровода.

Методы травления

В домашних условиях и на производственных участках используется следующие виды обработки:

Кислотная очистка;
Электролитическая очистка;
Очистка пастами.

Травление кислотами

Наилучший результат в ходе обработки нержавеющей стали получается путем длительного выдерживания верхнего слоя нержавейки в емкости кислот из серы и азота. Как происходит данный процесс:

Первоначальным этапом считается обезжиривание верхнего слоя стали, с последующей зачисткой заусениц и ожогов;
Далее происходит травление в сернокислотных ваннах. Во время процесса кислотный состав разъедает шероховатость на поверхности, окалины и заусенцы. Наилучшим показателем температуры во время разъедания является 60-80 градусов по Цельсию. В течение процесса важно контролировать данный параметр. Продолжительность травления зависит от концентрации кислоты (10-12%) и маркировки стали. Стоит быть внимательней, так как истощение кислотной ванны приводит образование точечной коррозии на поверхности металла. К примеру, сталь с содержанием хрома (18%) и никеля (8%) потребует 20-40 минут обработке сернокислотной ванне. Есть возможность сократить время данной процедуры в несколько раз. Для этого следует контролировать уровень атмосферы.
Следующий шаг — промывка заготовки в большом количестве жидкости.
Следом стоит погрузить обрабатываемую деталь в ванну, которая наполнена азотнокислым раствором. Время процедуры занимает от 5 до 15 минут с учётом температуры ванны 50-70 градусов по Цельсию.
Заключительный этап – повторное ополаскивание проточной водой.

Описанный метод травления считается стандартным и включает в себя несколько вариантов обработки. К примеру, выдержка в емкости с азотным раствором, который обогащен элементами плавиковой кислоты, увеличивает процедуру до получаса. Если поднять уровень концентрации плавиковой примеси до 15%, то получится провести процесс обработки при низкой температуре, при этом избежав предварительное опускание заготовки в кислоту. Ещё один доступный вариант обработки – очистка стали с помощью ортофосфорной кислоты. Для выполнения процедуры стоит следовать следующим шагам:

Обезжирить стальную заготовку любым доступным средством;
Промыть деталь в проточной воде и высушить;
Залить ванну для обработки ортофосфорной кислотой по пропорции 150 мг на литр воды;
Поместить сплав в емкость и ожидать в течение часа;
Достать и промыть в проточной воде очищенную деталь.

Сократить время обработки в сернокислой ванне можно с помощью добавления хлористого натрия в размере 5%. Благодаря этому процесс занимает 15 минут, но стоит придерживаться соответствующего температурного режима (80 градусов).

Важно помнить, что в помещении с плохой аспирацией следует заменить состав для второго этапа обработки. Проблема в выделении вредных паров из кислоты, поэтому лучше заменить раствор, используя 8% сернокислого железа и 3% плавикового раствора.

Оказать помощь в определении метода травления может окисная пленка, расположенная на верхнем слое нержавейки. Преимущество в том, что внешнее состояние подсказывает о составе плёночного слоя. Если цвет окалины зелёный, это свидетельствует о высоком уровне хрома в составе. В результате может затрудниться взаимодействие стали и кислотной ванны, следовательно, на обработку уйдет больше времени.

Электролитическое травление

Суть электролитической очистки заключается в неравномерной анодной обработке различных структурных элементов, а также в избирательной окраске металла из-за появления пленок. Отличительной чертой данной обработки считается имение внешних источников тока.

Максимально эффективна электролитическая обработка во время определения макроструктуры металлов, сплавов подвергшихся деформации, а также высоколегированных сталей, которые отличаются высокой химической устойчивостью. Электролитическая обработка имеет три вариации травления:

Очистка посредством анодного растворения;
Анодная пленочная очитка;
Катодная пленочная очистка.

Самым распространённым методом электротравления считается анодное растворение, благодаря которому рельеф на поверхности образуется в результате отдельных границ или фаз зерен.

Травление готовыми пастами

На данный момент современный рынок обеспечен огромным ассортиментом различных паст для травления нержавеющей стали. Главная задача пасты – изменение неровностей окрашенной поверхности в результате высоких перепадов температуры, а также очистка сварных швов. Процесс использования травильной пасты достаточно прост и может быть применён даже в домашних условиях. Нержавейка после сварки хорошо очищается пастой густой концентрации, ведь её эффективность уже начинает проявляться при температуре 80 градусов. Перед травлением металлическую поверхность необходимо очистить от коррозии и прочих дефектов.

Процесс травления пастой состоит из следующих шагов:

Обработка верхнего слоя заготовки пастой слоем до нескольких сантиметров;
Выдержка в течение полутора часа;
Промывка под проточной водой.

Травление пастой идеально подходит для обработки сварных швов на нержавеющих марках стали. После правильной обработки поверхность способна выдерживать коррозийные атаки в самых неблагоприятных условиях.

Читайте также: