ZINN, BLEI UND IHRE LEGIERUNGEN

§ ICH. STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN VON ZINN UND BLEI

Zinn und Blei zeichnen sich neben anderen technischen Metallen durch einen relativ niedrigen Schmelzpunkt, eine geringe Härte und eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus.

Diese Eigenschaften bestimmten die Hauptanwendungsgebiete dieser Metalle. Blei wird in reiner Form im chemischen Apparatebau, zur Kabelummantelung, zum Schutz vor Röntgen- und γ-Strahlen und in anderen Bereichen eingesetzt. Blei und Zinn werden häufig zur Herstellung von Gleitlegierungen (Lagerlegierungen), Schmelzlegierungen und Loten, Korrosionsschutzbeschichtungen sowie Zusätzen zu Messing, Bronze und anderen Legierungen verwendet.

Die Industrie produziert Zinn und Blei unterschiedlicher Reinheit (Tabellen 42 und 43). Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Metalle sind in Anhang 1 aufgeführt.

Für Zinn sind je nach Temperatur zwei Kristallstrukturen (Modifikationen) charakteristisch. Direkt beim Erstarren entstehen Zinnkristalle mit einem tetragonalen Gitter, mit Perioden a = 5,82 A, c -3,17 A. Diese Modifikation von Zinn wird β = Sn genannt. Zinn in Form einer Modifikation ist bis zu einer Temperatur von 18° stabil und geht dann in eine neue Modifikation ά = Sn mit einem diamantartigen Gitter mit einer Periode a = 6,46 A über.

Der Übergang von einer Modifikation zur anderen geht mit starken Volumenänderungen einher, die zur Zerstörung von Zinn und seiner Umwandlung in Schwarzpulver führen. Es ist zu beachten, dass bei einer Temperatur von 18°C ​​und etwas darunter die Geschwindigkeit dieser Umwandlung sehr gering ist und praktisch vernachlässigt werden kann. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt (insbesondere minus 30–40 °C) verläuft der Prozess der polymorphen Transformation jedoch sehr intensiv. Auf den Produkten treten zunächst dunkle Auswüchse auf, die dann vollständig zerstört werden. Das beschriebene Phänomen wird in der Praxis oft als „Zinnpest“ bezeichnet. Zinn, „krank“ an der Zinnplage, kann nur durch Umschmelzen wiederhergestellt werden.

Einige Verunreinigungen (Blei, Antimon usw.) reduzieren in geringen Mengen die Umwandlungsgeschwindigkeit von Zinn von einer Modifikation in eine andere stark, und drei spezifische Konzentrationen (0,5 % und mehr) schützen fast vollständig vor der „Zinnplage“.

Gewöhnliches Weißzinn (β = Sn) kristallisiert aus der Schmelze in Form großer säulenförmiger Kristalle.

Das spontane Glühen von sehr reinem Zinn verläuft bei Raumtemperatur recht vollständig.

Sehr reines Blei ergibt bei der Kristallisation auch grobe Körner.

Blei verfestigt sich bei der Kaltverformung nicht, da seine Rekristallisationstemperatur unter der Raumtemperatur liegt.

Technisches Zinn und Blei enthalten immer einige Verunreinigungen. Alle Verunreinigungen im Zinn, außer Antimon, sind bei Raumtemperatur praktisch unlöslich. Die Hauptverunreinigung von Zinn ist Blei, das in einigen zur Herstellung von Legierungen vorgesehenen Qualitäten in erheblichen Mengen (bis zu 1-2 %) zulässig ist.

Wie bereits erwähnt, weist reines Zinn eine gute chemische Beständigkeit auf. Es oxidiert nicht in feuchter Luft und ist in organischen Säuren und kochendem Wasser stabil. Dies ermöglicht seit langem die Verwendung von Zinn zum Verzinnen von Geschirr, Zinn und anderen Korrosionsschutzbeschichtungen. Verunreinigungen verringern die Korrosionsbeständigkeit von Zinn erheblich. Wenn Blei oder Arsen im Zinn vorhanden sind, ist es für Lebensmittelutensilien und -geräte ungeeignet.

Starke Säuren und Laugen lösen Zinn auf. In dieser Hinsicht ist Blei ein widerstandsfähigeres Material. Aufgrund der Bildung eines schützenden Oxidfilms auf seiner Oberfläche weist Blei in Schwefelsäure eine besonders hohe Beständigkeit auf. Blei ist in heißer Schwefelsäure bis zu einer Konzentration von 80 %, in kalter Schwefelsäure bis zu einer Konzentration von 92 % stabil. In Salzsäure ist Blei bis zu einer Konzentration von 10 % stabil. Salpetersäure wirkt am stärksten auf Blei.

In trockener Luft oxidiert Blei nicht, in feuchter Luft wird es mit einem matten Oxidfilm überzogen, der gute Schutzeigenschaften hat.

§ 2. Legierungen aus Zinn und Blei

Fünf Gruppen von Legierungen auf Basis von Zinn und Blei werden in der Industrie häufig verwendet:

1) Gleitlegierungen;

2) schmelzbare Legierungen;

3) Lote;

4) Drucklegierungen:

5) Legierungen für Kabelmäntel.

Die Strukturen, Eigenschaften und Anwendungen dieser Legierungen werden unten diskutiert.

1. Gleitlegierungen

Chemische Zusammensetzung Industrielle Gleitlegierungen auf Basis von Zinn und Blei sind in der Tabelle aufgeführt. 44. Die wichtigsten physikalischen und mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen sind in der Tabelle dargestellt. 45.

In der Tabelle angegeben. 44 Legierungen lassen sich in drei Gruppen einteilen:

1. Legierungen auf Zinnbasis (B93, B90, B83).

2. Bleibasierte Legierungen (BS, BK).

3. Zinn-Blei-Legierungen (B16, BN, BT, B6).

Legierungen auf Zinnbasis

Kauf von Zinn-Blei-Loten

Lötbild ist eine Metalllegierung, die zum Verbinden von Metallteilen durch Schmelzen von Lot verwendet wird.

Zinn-Blei-Lote- die häufigste Gruppe von Loten. Beim Markieren Zinn-Blei-Lote Die Buchstaben geben die Zusammensetzung der Lote an, die Zahlen den Zinnanteil.

Hauptbestandteile Zinn-Blei-Lote sind Zinn und Blei.

Zinn-Blei-Lote kann sehr effektiv sein, wenn man die Grundprinzipien der Arbeit und deren Umfang kennt.

Lötnähte werden in mehrere Gruppen eingeteilt:

1. dichte und langlebige Nähte – halten dem Druck von Gasen und Flüssigkeiten stand;
2. starke Nähte – halten mechanischer Beanspruchung stand;
3. Dichte Nähte – keine Gase oder Flüssigkeiten unter niedrigem Druck durchlassen.

Die Lötqualität hängt von der Diffusionsgeschwindigkeit ab. Saubere zu lötende Oberflächen erhöhen die Diffusion. Wenn die Metalloberfläche jedoch oxidiert ist, wird die Diffusion stark verringert oder kommt ganz zum Erliegen.

Zinn-Blei-Lote Da das Lötverfahren sowohl eine maximale Viskosität als auch einen hohen Widerstand aufweisen muss, hängt es direkt vom Schmelzpunkt des Lots ab.

Lötzinn-Blei POS60 Wird häufig zum Löten von Elektrogeräten und Funkkomponenten sowie gedruckten Schaltkreisen verwendet. Der Zinnanteil von 60 % sorgt für einen niedrigen Schmelzpunkt, der im Durchschnitt bei 183–188 Grad Celsius liegt.

Löten Sie POS61 Wird beim Löten dünner Teile verwendet, wenn eine Überhitzung der Teile kontraindiziert ist.

Löten Sie POS62 hat den niedrigsten Schmelzpunkt und enthält 62 % Zinn in seiner Zusammensetzung. So ein Vorsprung Zinnlot Wird zum Verbinden dünner Drähte verwendet.

Löten Sie POS40 vermeidet Überhitzung beim Löten. Der Querschnitt von Zinn-Blei-Lot ist dünn und hat einen Durchmesser von 1 oder 2 mm. Die Einwirkungszeit hoher Temperaturen auf das Blei-Zinn-Lot POS40 ist aufgrund des geringen Drahtdurchmessers minimal. Löten Sie POS40ähnlich wie POSS4-6-Lot in Bezug auf die Festigkeit. Zinnlot wird zum Löten von Kupfer, Blei, Eisen und Weißblech verwendet.

Zinn-Blei-Lot POS30 Wird zum Löten von Kupfer, Messing, Eisen, verzinktem Blech, verzinkten Blechen, Funkgeräten und flexiblen Schläuchen verwendet.

Löten Sie POS18 Beim durchgehenden Löten weist es eine hohe Lötfestigkeit auf. Zinnlot wird in Fällen verwendet, in denen die Schmelztemperatur nicht kritisch ist.

Löten Sie POS90 Wird häufig zum Löten der Innennähte von Lebensmitteln verwendet.

Beliebte Weichlote zum Löten von Funkkomponenten – Niedertemperaturlegierungen:

• Zinn-Blei-Lote mit Antimon;
• Zinn-Blei-Lote POSK mit Cadmium;
• Zinn-Blei-Lote POS30 zum Verzinnen und Löten von Zinkblechen, Heizkörpern;
• Zinn-Blei-Lote POS40 zum Verzinnen und Löten von Teilen aus verzinktem Eisen, Heizkörpern;
• Zinn-Blei-Lote POS60 zum Löten von Funkkomponenten;
• Zinn-Blei-Lote POS61 zum Löten von Funkkomponenten;
• Zinn-Blei-Lote POS63 zum Löten von Funkkomponenten;
• Zinn-Blei-Lote POS90.

Mit Hilfe Zinn-Blei-Lote Bei der Durchführung von Lötarbeiten werden zwei Hauptvorgänge durchgeführt:

• Verzinnen und
• Löten.

Das Verzinnen – das Beschichten von Metalloberflächen mit reinem Zinn oder einer Legierung aus Zinn und Blei mit einem geringen Anteil an Verunreinigungen – sorgt für eine starke Verbindung und ist ein Vorbereitungsprozess für das Löten von Teilen.

Beim Löten handelt es sich um eine Verbindung von Drähten und Funkkomponenten unter Verwendung von Loten im geschmolzenen Zustand. Nach dem Erstarren des Zinn-Blei-Lots entsteht eine feste Verbindung.

Je mehr Zinn im Lot enthalten ist, desto weicher ist das Lot. Lote mit reinem Zinnanteil werden zum Löten der Innennähte von Lebensmittelutensilien verwendet.

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Eine Legierung aus Zinn und Blei verfügt über spezielle Parameter, die den Einsatz in verschiedenen Branchen ermöglichen industrielle Produktion. Technische Eigenschaften Und physikalische Eigenschaften Die Eigenschaften jedes Metalls bestimmen ihre Verwendung für die Langzeitlagerung von Produkten, das Löten und die Oberflächenbehandlung von Teilen, um die Lebensdauer zu erhöhen.

Um den hergestellten Teilen Festigkeit zu verleihen, wird eine Legierung aus Zinn und Blei verwendet.

Physikalische Eigenschaften von Blei

Blei, ein Abfallprodukt der Silberverarbeitung, hat sich bei der Herstellung als sehr nützliches Metall erwiesen

Archäologische Artefakte weisen darauf hin Chemisches Element war dem Menschen schon vor mehr als 6000 Jahren bekannt. Seine Entdeckung wird mit dem Vorhandensein von Metall in silberhaltigen Erzen in Verbindung gebracht. Beim Schmelzen wurde das Material in den Müll geworfen, aber im Laufe der Zeit begann man daraus verschiedene Produkte herzustellen: Figuren, Wasserpfeifen. Blei wird derzeit verwendet:

• zur Herstellung von Batterien;
• in der Kabelindustrie - um einen nahtlosen Schutzmantel zu schaffen;
• zur Herstellung von Farben und Loten;
• beim Bau von Schutzbauten - für Strahlenquellen (Sarkophage);
• zur Herstellung darauf basierender Legierungen (Babbits);
• zur Herstellung typografischer Kompositionen;
• In Behandlung.

Der Hauptverbraucher von Blei ist die Automobilindustrie, wo Babbits weit verbreitet sind. Die Produktion von Blei-Starterbatterien wächst stetig, die Entwicklung wird verbessert.

IN Chemieindustrie Das Material wird zur Abdeckung von Stahlprodukten verwendet: Apparate, Tanks, Rohrleitungen. Da sich Eisen und Blei nicht miteinander verbinden, wird zunächst eine dünne Schicht geschmolzenen Zinns auf die Produkte aufgetragen. Dieser Verarbeitungsprozess wird als Verzinnen bezeichnet.

Bei der Herstellung wird nicht nur reines Blei verwendet, sondern auch dessen Verbindungen. Bleioxid wird beispielsweise bei der Herstellung von Glas verwendet. Eine leichte Zugabe einer Verbindung zum Material beim Glasschmelzen ermöglicht es, Kristallprodukten die Transparenz eines natürlichen Minerals – Bergkristalls – zu verleihen.

Technische Parameter von Zinn

Dose – vom Löffel bis zum Heizkörper

Dieses chemische Element ist seit mehr als 3500 Jahren bekannt und ursprünglich für die Herstellung von Geschirr gedacht. Der moderne Verbrauch von Zinn wird mit der Konservenindustrie in Verbindung gebracht.

Patent für eine Methode zur Lagerung von Produkten Blechdosen im Besitz eines Kochs aus Frankreich. Seit 1810 ist die Menschheit in der Lage, Lebensmittel lange aufzubewahren.

Zinn ist der Hauptbestandteil von Loten, die zum Löten und Verzinnen von Wärmetauschern, Automotorkühlern und zum Verzinnen von medizinischen und Lebensmittelgeräten verwendet werden.

Das Material wird zur Herstellung von Zinnbronze verwendet, die über hervorragende mechanische, gießtechnische und korrosionsbeständige Eigenschaften verfügt. Solche Legierungen werden in Teilen verwendet, die für den Einsatz in bestimmt sind spezielle Bedingungen und unter besonderer Belastung.

Eine Legierung mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten ist Babbitt. Es enthält 83 % Zinn, Antimon und Kupfer. Es wird bei der Herstellung von Lagern verwendet. Aufgrund der stabilen Kombination von Antimon und Kupfer weist die Legierung eine hohe Härte auf.

Der Funktionsmechanismus des Lagers und der Bestandteile der Zusammensetzung schließen das Auftreten mechanischer Schäden an der Oberfläche des Teils aus.

Zinn hat spezifische physikalische Eigenschaften:

1. Seine Verformung wird von einem Geräusch begleitet, das durch Scherung unter Krafteinwirkung entsteht.
2. Bei Temperaturen von -39 °C und + 161 °C wird Zinn zu Pulver.

Die Geschichte kennt Fälle solcher Transformationen. Knöpfe aus reinem Material verloren in der Kälte ihre Form und die „Zinnpest“ vernichtete Metallbarren.

Die Hauptunterschiede zwischen Metallen und ihren Legierungen

Schon in der Antike unterschieden sich diese Materialien nur durch die Farbe und wurden als weißes und schwarzes Zinn bezeichnet. Es gibt Unterschiede zwischen ihnen, die ohne weitere Analyse leicht festgestellt werden können.

Die Masse von Blei ist 1,5-mal höher als die von Zinn. Zinn hat jedoch eine höhere Härte und bricht bei Verformung. Blei oxidiert leicht und bildet einen grauen Film.

Welche Bestandteile die Zinn-Blei-Legierung enthält, ist schwieriger zu bestimmen. Ein ungefährer Indikator kann durch Festlegen der Temperatur und der Art des Schmelzens der Verbindung erhalten werden.

Lagerwerkstoffe, die Zinn und Blei enthalten, eine Legierung aus Metallen mit Nickel, Tellur und Kalzium, sind sehr verschleißfest.

Zinn und Blei ergänzen sich perfekt, was ihre Legierung in der Produktion unverzichtbar macht.

Auf diesen Metallen basierende Lote unterscheiden sich im Schmelzpunkt. Weich, mit einem Schmelzpunkt bis +300 °C, enthalten Wismut und Cadmium. Feste (feuerfeste) Lote, die bei +500 °C in einen flüssigen Zustand übergehen, enthalten Silber, Zink, Kupfer.

Für Lötlegierungen mit hohem Zinngehalt, die kein Blei enthalten, wird die Verwendung von Reagenzien, verdünnter Salpetersäure, empfohlen. Beim Ätzen der Zusammensetzung wird die Basis schwarz und Stellen mit niedrigem Metallgehalt bleiben hell, was die Qualität der Lötteile verbessert.

Geschmolzenes reines Blei gleitet nicht über die Oberfläche, ohne sie zu benetzen, aber die Legierung mit Zinn ermöglicht eine hochwertige Beschichtung. Die Betriebstemperatur der Bäder wird in Abhängigkeit vom Anteil des Legierungsmetalls eingestellt.

Wenn es erforderlich ist, das Ölspiel von Lagern zu verringern und die Betriebsbedingungen von Teilen zu verbessern, wird eine Oberflächenbeschichtung mit Zinn- oder Bleilegierungen verwendet.

Zur Abdeckung der kohlenstofffreien Oberfläche wird als Hälfte eine Legierung verwendet, die 90 % Blei, 5 % Zinn und 5 % Antimon enthält. Die Zusammensetzung der Legierung beeinflusst die Fließfähigkeit des Materials, die je nach Verhältnis der Komponenten variiert.

Zinn und Blei sind duktile, niedrig schmelzende Metalle mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit unter atmosphärischen und einigen sauren Bedingungen.

Blei ist ein Metall mit einem kubisch-flächenzentrierten Gitter; es erfährt im festen Zustand keine allotropen Umwandlungen. Der Schmelzpunkt von Blei liegt bei 327 °C.

Zinn kann in zwei kristallinen Modifikationen vorliegen: a-Sn (graues Zinn) mit einem Diamantgitter – unter +13 °C und b-Sn (weißes Zinn) mit einem raumzentrierten tetragonalen Gitter. Bei Frost zerfällt B-Zinn aus Kunststoff zu einem grauen a-Sn-Pulver. Dieses Phänomen nennt man Zinnplage . Der Schmelzpunkt von Zinn liegt bei 232 °C.

Berechnung der Temperaturschwelle der Rekristallisation gemäß der Regel von A.A. Bochvara (T p = 0,4 T pl) gibt die Zahlen -123 und -147 ºС an, d.h. Die Temperaturschwelle der Rekristallisation liegt deutlich unter 0 °C. Somit handelt es sich bei der plastischen Verformung von Blei und Zinn bei Raumtemperatur um eine Heißverformung. Eine Verfestigung mit einer derartigen Verformung wird bei diesen Metallen nicht beobachtet.

Das Hauptanwendungsgebiet von Reinzinn ist die Zinnverzinnung. Für die Auskleidung von Schwefelsäureanlagen und Salzsäurebehältern wird reines Blei verwendet. Blei wird auch für Kabelummantelungen verwendet, um diese vor Bodenkorrosion zu schützen.

Ein wichtiges Einsatzgebiet von Blei und Zinn sind Lote sowie Legierungen für typografische Schriftarten, anatomische Abgüsse und Sicherungen. Diese Legierungen enthalten neben Blei und Zinn auch Wismut und Cadmium. Alle diese Elemente bilden paarweise Systeme mit niedrig schmelzenden Eutektika ohne Zwischenphasen und chemische Verbindungen, d.h. bilden einfache eutektische Systeme (Abbildung 8.8). In ternären Systemen bilden sich zwischen diesen Elementen ternäre Eutektika, die noch schmelzbarer sind als binäre. Die Schmelztemperatur dieser Eutektika beträgt 90–100 °C. Im quartären System dieser Komponenten entsteht ein quartäres Eutektikum mit einem Schmelzpunkt von 70 °C. Die praktisch verwendete Wood-Legierung ist in ihrer Zusammensetzung nahezu eutektisch (50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Sn und 12,5 % Cd).

Um noch niedriger schmelzende Legierungen zu erhalten, wird ihnen Quecksilber zugesetzt, beispielsweise eine Legierung mit einem Gehalt von Bi-36 %; Pb-28 %; Cd-6 % und Hg-30 % haben einen Schmelzpunkt von 48 °C.

Als Lote zum Löten von Kupfer, Stahl und vielen anderen Produkten werden sowohl reines Zinn als auch Blei-Zinn-Legierungen verwendet, die 3 bis 90 % Zinn und eine geringe Menge Antimon (bis zu 2 % Sb) enthalten.

Der Schmelzpunkt von Loten hängt vom Zinngehalt ab und lässt sich grob aus dem Pb-Sn-Doppeldiagramm ermitteln. Das am besten schmelzbare Lot ist eine Legierung mit 61 % Sn und der Bezeichnung POS 61. Es gibt die Legierungen POS 18, POS-40, POS-61, POS 90 usw. Für typografische Schriftarten werden Bleilegierungen mit Antimon und Arsen (10–16 % Sb und 1–4 % As) verwendet.

Zinn-Blei-Lote in Produkten, GOST 21931-76

Lote- Zusatzmetalle (Legierungen), die in der Lage sind, im geschmolzenen Zustand den Spalt zwischen den zu lötenden Produkten zu füllen und durch die Erstarrung eine unlösbare feste Verbindung zu bilden.

Erhältlich als Runddraht, Band, Dreieck, Rundstab, flussmittelgefülltes Rundrohr und Pulver

Einige Arten von Loten:

• POS - 90 - zum Verzinnen und Löten der Innennähte von Lebensmittelutensilien und medizinischen Geräten;

• POSSu 4-4 – zum Verzinnen und Löten in der Automobilindustrie.

Zinn-Blei-Lote in Barren, GOST 21930-79

Diese Norm gilt für Zinn-Blei-Lote (POS) in Barren und in Produkten, die hauptsächlich zum Verzinnen und Löten von Teilen verwendet werden. Die Indikatoren dieses Standards entsprechen der höchsten Qualitätskategorie.

Niedriger Antimongehalt

Antimon

Eines der Hauptelemente der Verkabelung und des Funks Installationsarbeit ist Löten. Die Qualität der Installation wird maßgeblich von der richtigen Auswahl der notwendigen Lote und Flussmittel bestimmt, die beim Löten von Drähten, Widerständen, Kondensatoren usw. verwendet werden.

Um Ihnen die Auswahl zu erleichtern, finden Sie im Folgenden eine Übersicht über Hart- und Weichlote und Flussmittel, deren Verwendung und Herstellung.

Beim Löten werden Hartmetalle mit Hilfe von geschmolzenem Lot verbunden, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der des Grundmetalls.

Das Lot soll das Grundmetall gut lösen, sich leicht auf der Oberfläche verteilen lassen und die gesamte Lötfläche gut benetzen, was nur dann gewährleistet ist, wenn die benetzte Oberfläche des Grundmetalls völlig sauber ist.

Um Oxide und Verunreinigungen von der Oberfläche des zu lötenden Metalls zu entfernen, es vor Oxidation und besserer Benetzung mit Lot zu schützen, werden Chemikalien namens Flussmittel verwendet.

Der Schmelzpunkt von Flussmitteln ist niedriger als der Schmelzpunkt von Lot. Es gibt zwei Gruppen von Flussmitteln: 1) chemisch aktive, die Oxidfilme und oft das Metall selbst auflösen (Salzsäure, Borax, Ammoniumchlorid, Zinkchlorid) und 2) chemisch passive, die nur gelötete Oberflächen vor Oxidation schützen (Kolophonium, Wachs, Stearin usw.). .

Je nach chemischer Zusammensetzung und Schmelzpunkt der Lote unterscheidet man das Löten mit Hart- und Weichloten. Zu den Hartloten zählen Lote mit einem Schmelzpunkt über 400 °C, zu den Leichtloten zählen Lote mit einem Schmelzpunkt bis 400 °C.

Die wichtigsten zum Löten verwendeten Materialien.

Zinn- weiches, formbares Metall von silberweißer Farbe. Spezifisches Gewicht bei einer Temperatur von 20 ° C - 7,31. Schmelzpunkt 231,9°C. Es löst sich gut in konzentrierter Salz- oder Schwefelsäure. Schwefelwasserstoff hat darauf fast keinen Einfluss. Eine wertvolle Eigenschaft von Zinn ist seine Stabilität gegenüber vielen organischen Säuren. Bei Raumtemperatur ist es wenig anfällig für Oxidation, bei Temperaturen unter 18 °C kann es jedoch zu einer grauen Modifikation („Zinnplage“) werden. An Stellen, an denen graue Zinnpartikel auftreten, wird das Metall zerstört. Der Übergang von Weißzinn zu Grau beschleunigt sich stark, wenn die Temperatur auf -50 °C sinkt. Zum Löten kann es sowohl in reiner Form als auch in Form von Legierungen mit anderen Metallen verwendet werden.

Führen- bläulich-graues Metall, weich, leicht zu verarbeiten, mit einem Messer schneiden. Spezifisches Gewicht bei 20°C 11,34. Schmelzpunkt 327 °C. An der Luft oxidiert es nur an der Oberfläche. Es löst sich leicht in Laugen sowie in Salpetersäure und organischen Säuren. Beständig gegen die Einwirkung von Schwefelsäure und Schwefelverbindungen. Wird zur Herstellung von Loten verwendet.

Cadmium- silberweißes Metall, weich, duktil, mechanisch zerbrechlich. Spezifisches Gewicht 8.6. Schmelzpunkt 321°C. Es wird sowohl für Korrosionsschutzbeschichtungen als auch in Legierungen mit Blei, Zinn und Wismut für niedrigschmelzende Lote verwendet.

Antimon- sprödes silberweißes Metall. Spezifisches Gewicht 6,68. Schmelzpunkt 630,5°C. Es oxidiert nicht an der Luft. Es wird in Legierungen mit Blei, Zinn, Wismut und Cadmium für niedrigschmelzende Lote verwendet.

Wismut- sprödes silbergraues Metall. Spezifisches Gewicht 9,82. Schmelzpunkt 271°C. Es löst sich in Salpetersäure und heißer Schwefelsäure. Es wird in Legierungen mit Zinn, Blei, Cadmium verwendet, um niedrigschmelzende Lote zu erhalten.

Zink- bläulich-graues Metall. Im kalten Zustand spröde. Spezifisches Gewicht 7.1. Schmelzpunkt 419°C. In trockener Luft oxidiert es, in feuchter Luft wird es mit einem Oxidfilm überzogen, der es vor Zerstörung schützt. In Verbindung mit Kupfer ergibt es eine Reihe starker Legierungen. Leicht löslich in schwachen Säuren. Wird zur Herstellung verwendet Hartlote und Säureflüsse.

Kupfer- rötliches Metall, formbar und weich. Spezifisches Gewicht 8,6 - 8,9. Schmelzpunkt 1083 °C. Es löst sich in Schwefel- und Salpetersäure sowie in Ammoniak. In trockener Luft oxidiert es fast nicht, in feuchter Luft ist es mit grünem Oxid bedeckt. Es wird zur Herstellung feuerfester Lote und Legierungen verwendet.

Kolophonium- ein Produkt aus der Verarbeitung des Harzes von Nadelbäumen. Leichtere Kolophoniumqualitäten (gründlicher gereinigt) gelten als die besten. Der Erweichungspunkt von Kolophonium liegt zwischen 55 und 83 °C. Es wird als Flussmittel zum Weichlöten verwendet.

Zinn-Blei-Lot in Produkten und Barren GOST 21930-76 Diese Norm gilt für Zinn-Blei-Lote, die zum Verzinnen und Löten von Teilen verwendet werden. Abhängig von der chemischen Zusammensetzung werden Zinn-Blei-Lote in folgenden Qualitäten hergestellt:

Antimonfrei- POS-90, POS-63, POS-61, POS-50, POS-40, POS-30, POS-10;

Niedriger Antimongehalt- POSSu 61-05, POSSu 50-05, POSSu 40-05, POSSu 35-05, POSSu 30-05, POSSu 25-05, POSSu 18-05;

Antimon- POSS 40-2, POSS 30-2, POSS 25-2, POSS 18-2.

Zinn-Blei-Lote werden gemäß den Anforderungen dieser Norm gemäß den in genehmigten technologischen Anweisungen hergestellt zu gegebener Zeit. Die chemische Zusammensetzung von Loten muss den Anforderungen der Tabelle 1 entsprechen, der Massenanteil der Verunreinigungen ist in Tabelle 2 angegeben.

Chemische Zusammensetzung von Zinn-Blei-Loten GOST 21931-76

Tabelle 1

Verunreinigungszusammensetzung von Zinn-Blei-Loten GOST 21931-76

Tabelle 2

Weichlote.

Das Löten mit Weichloten hat sich vor allem bei der Herstellung von Installationsarbeiten weit verbreitet. Die am häufigsten verwendeten Weichlote enthalten einen erheblichen Anteil an Zinn. In der Tabelle. 1 zeigt die Zusammensetzung einiger Blei-Zinn-Lote.

Tabelle 1

Bei der Auswahl des Lottyps müssen dessen Eigenschaften berücksichtigt und je nach Verwendungszweck der zu verlötenden Teile angewendet werden. Beim Löten von Teilen, die keine Überhitzung zulassen, werden Lote mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet.

Die größte Anwendung findet das Lot der Marke POS-40. Es wird zum Löten von Verbindungsdrähten, Widerständen und Kondensatoren verwendet. Lot POS-30 wird zum Löten von Abschirmbeschichtungen, Messingplatten und anderen Teilen verwendet. Neben der Verwendung von Standardqualitäten wird auch POS-60-Lot (60 % Zinn und 40 % Blei) verwendet.

Weichlote werden in Form von Stäben, Barren, Drähten (bis zu 3 mm Durchmesser) und mit Flussmittel gefüllten Röhrchen hergestellt. Die Technologie dieser Lote ohne besondere Verunreinigungen ist einfach und in einer Werkstatt durchaus machbar: Blei wird in einem Graphit- oder Metalltiegel geschmolzen und in kleinen Teilen mit Zinn versetzt, dessen Gehalt je nach Lotmarke bestimmt wird. Die flüssige Legierung wird gemischt, Kohlenstoffablagerungen werden von der Oberfläche entfernt und das geschmolzene Lot wird in Holz- oder Stahlformen gegossen. Der Zusatz von Wismut, Cadmium und anderen Zusatzstoffen ist optional.

Zum Löten verschiedener Teile, die keine nennenswerte Überhitzung zulassen, werden insbesondere niedrigschmelzende Lote verwendet, die durch Zugabe von Wismut und Cadmium oder einem dieser Metalle zu Blei-Zinn-Loten gewonnen werden. In der Tabelle. 2 zeigt die Zusammensetzungen einiger niedrigschmelzender Lote.

Tabelle 2

Bei der Verwendung von Wismut- und Cadmiumloten ist zu berücksichtigen, dass diese sehr spröde sind und ein weniger haltbares Lot ergeben als Blei-Zinn-Lote.

Hartlote.

Hartlote sorgen für eine hohe Nahtfestigkeit. Bei Elektro- und Funkinstallationsarbeiten werden sie deutlich seltener eingesetzt als Weichlote. In der Tabelle. 3 zeigt die Zusammensetzungen einiger Kupfer-Zink-Lote.

Tisch 3

Je nach Zinkgehalt verändert sich die Farbe des Lotes. Diese Lote werden zum Löten von Bronze, Messing, Stahl und anderen Metallen mit hohem Schmelzpunkt verwendet. Lot PMTs-42 wird beim Löten von Messing mit einem Kupfergehalt von 60-68 % verwendet. Lot PMTs-52 wird zum Löten von Kupfer und Bronze verwendet. Kupfer-Zink-Lote werden durch Legieren von Kupfer und Zink in Elektroöfen in einem Graphittiegel hergestellt. Während das Kupfer schmilzt, wird Zink in den Tiegel gegeben; nach dem Schmelzen des Zinks werden etwa 0,05 % Phosphorkupfer hinzugefügt. Geschmolzenes Lot wird in Formen gegossen. Die Schmelztemperatur des Lotes muss niedriger sein als die Schmelztemperatur des gelöteten Metalls. Neben den angegebenen Kupfer-Zink-Loten werden auch Silberlote verwendet. Die Zusammensetzungen der letzteren sind in der Tabelle angegeben. 4.

Tabelle 4

Silberlote haben eine große Festigkeit, die damit gelöteten Nähte sind gut gebogen und leicht zu verarbeiten. Die Lote PSR-10 und PSR-12 werden zum Löten von Messing mit mindestens 58 % Kupfer verwendet, die Lote PSR-25 und PSR-45 – zum Löten von Kupfer, Bronze und Messing, das Lot PSR-70 mit dem höchsten Silbergehalt – zum Löten von Wellenleitern , Volumenkonturen usw.

Neben Standard-Silberloten werden auch andere verwendet, deren Zusammensetzungen in der Tabelle angegeben sind. 5.

Tabelle 5

Der erste von ihnen wird zum Löten von Kupfer, Stahl, Nickel verwendet, der zweite, der eine hohe Leitfähigkeit aufweist, zum Löten von Drähten; der dritte kann zum Löten von Kupfer verwendet werden, ist jedoch nicht für Eisenmetalle geeignet; Das vierte Lot hat eine besondere Schmelzbarkeit und ist universell zum Löten von Kupfer, seinen Legierungen, Nickel und Stahl geeignet.

Teilweise wird als Lot handelsübliches reines Kupfer mit einem Schmelzpunkt von 1083 °C verwendet.

Lote zum Aluminiumlöten.

Das Löten von Aluminium bereitet große Schwierigkeiten, da es an der Luft leicht oxidieren kann. IN In letzter Zeit findet Anwendung beim Löten von Aluminium mit Ultraschall-Lötkolben. In der Tabelle. 6 zeigt die Zusammensetzung einiger Lote zum Löten von Aluminium.

Tabelle 6

Beim Löten von Aluminium werden organische Substanzen als Flussmittel verwendet: Kolophonium, Stearin usw.

Das letzte Lot (fest) wird mit einem komplexen Flussmittel verwendet, das Folgendes enthält: Lithiumchlorid (25–30 %), Kaliumfluorid (8–12 %), Zinkchlorid (8–15 %), Kaliumchlorid (59–43 %). ). Der Schmelzpunkt des Flussmittels liegt bei etwa 450 °C.

Flussmittel.

Die gute Benetzung von Lötstellen und die Ausbildung fester Nähte hängen maßgeblich von der Qualität des Flussmittels ab. Bei der Löttemperatur sollte das Flussmittel schmelzen und sich in einer gleichmäßigen Schicht ausbreiten, während es im Moment des Lötens an der Außenfläche des Lots schwimmen sollte. Der Schmelzpunkt des Flussmittels sollte etwas niedriger sein als der Schmelzpunkt des verwendeten Lotes.

Reaktive Flüsse(Säure) – das sind Flussmittel, die in den meisten Fällen freie Salzsäure in ihrer Zusammensetzung enthalten. Ein wesentlicher Nachteil saurer Flussmittel ist die starke Korrosionsbildung an Lötstellen.

Zu den chemisch aktiven Flussmitteln gehört vor allem Salzsäure, die zum Löten von Stahlteilen mit Weichloten verwendet wird. Die nach dem Löten auf der Oberfläche des Metalls verbleibende Säure löst dieses auf und verursacht Korrosion. Nach dem Löten muss das Produkt mit heißem fließendem Wasser gewaschen werden. Die Verwendung von Salzsäure beim Löten von Funkgeräten ist verboten, da im Betrieb ein Verstoß möglich ist elektrische Kontakte an Lötstellen. Es ist zu beachten, dass Salzsäure beim Eindringen in den Körper Verbrennungen verursacht.

Zinkchlorid(geätzte Säure) wird je nach Lötbedingungen in Form eines Pulvers oder einer Lösung verwendet. Wird zum Löten von Messing, Kupfer und Stahl verwendet. Zur Herstellung des Flussmittels muss ein Gewichtsteil Zink in fünf Gewichtsteilen 50 %iger Salzsäure in Blei oder Glas gelöst werden. Ein Zeichen für die Bildung von Zinkchlorid ist das Aufhören der Freisetzung von Wasserstoffblasen. Aufgrund der Tatsache, dass in der Lösung immer eine geringe Menge freier Säure enthalten ist, kommt es an den Lötstellen zu Korrosion. Daher muss die Lötstelle nach dem Löten gründlich unter fließendem heißem Wasser gewaschen werden. Das Löten mit Zinkchlorid in dem Raum, in dem sich die Funkgeräte befinden, ist nicht gestattet. Es ist auch unmöglich, Zinkchlorid zum Löten von Elektro- und Funkgeräten zu verwenden. Lagern Sie Zinkchlorid in einem Glasbehälter mit fest verschlossenem Glasstopfen.

Bura(wässriges Natriumsalz der Pyroborsäure) wird als Flussmittel beim Löten mit Messing- und Silberloten verwendet. Leicht wasserlöslich. Beim Erhitzen entsteht eine glasige Masse. Schmelzpunkt 741°C. Beim Löten mit Borax entstehende Salze müssen durch mechanische Reinigung entfernt werden. Borax-Pulver sollte in hermetisch verschlossenen Glasgefäßen aufbewahrt werden.

Ammoniumchlorid(Ammoniumchlorid) wird als Pulver zum Reinigen der Arbeitsfläche des Lötkolbens vor dem Verzinnen verwendet.

Chemisch passive Flussmittel (säurefrei).

Säurefreie Flussmittel umfassen verschiedene organische Substanzen: Kolophonium, Fette, Öle und Glycerin. Bei Elektro- und Funkinstallationsarbeiten wird am häufigsten Kolophonium verwendet (in trockener Form oder in Alkohollösung). Die wertvollste Eigenschaft von Kolophonium als Flussmittel besteht darin, dass seine Rückstände nach dem Löten keine Metallkorrosion verursachen. Kolophonium hat weder reduzierende noch lösende Eigenschaften. Es dient ausschließlich dem Schutz der Lötstelle vor Oxidation. Zur Herstellung von Alkohol-in-Kolophonium-Flussmittel wird ein Gewichtsteil zerkleinertes Kolophonium verwendet, das in sechs Gewichtsteilen Alkohol gelöst wird. Nach vollständiger Auflösung des Kolophoniums gilt das Flussmittel als fertig. Bei der Verwendung von Kolophonium müssen die Lötstellen gründlich von Oxiden gereinigt werden. Beim Löten mit Kolophonium müssen Teile oft vorverzinnt werden.

Stearin verursacht keine Korrosion. Es wird zum Löten von Bleimänteln von Kabeln, Kupplungen usw. mit extra weichen Loten verwendet. Die Schmelztemperatur beträgt etwa 50 °C.

In letzter Zeit ist es weit verbreitet Flussmittelgruppe LTI Wird zum Löten von Metallen mit Weichloten verwendet. Hinsichtlich ihrer Korrosionsschutzeigenschaften stehen LTI-Flussmittel den säurefreien Flussmitteln in nichts nach, können aber gleichzeitig zum Löten von Metallen verwendet werden, die bisher nicht gelötet werden konnten, beispielsweise von Teilen mit verzinkten Beschichtungen. LTI-Flussmittel können auch zum Hartlöten von Eisen und seinen Legierungen (einschließlich Edelstahl), Kupfer und seinen Legierungen sowie Metallen mit hohem spezifischem Widerstand verwendet werden (siehe Tabelle 7).

Tabelle 7

Beim Löten mit LTI-Flussmittel reicht es aus, die Lötstellen nur von Ölen, Rost und anderen Verunreinigungen zu reinigen. Beim Löten verzinkter Teile darf das Zink nicht von der Lötstelle entfernt werden. Vor dem Löten von Teilen mit Zunder muss dieser durch Ätzen in Säuren entfernt werden. Ein Vorätzen von Messing ist nicht erforderlich. Das Flussmittel wird mit einem Pinsel auf die Verbindungsstelle aufgetragen, was auch im Voraus erfolgen kann. Das Flussmittel sollte in Glas oder Glas aufbewahrt werden Keramikgeschirr. Beim Löten von Teilen mit komplexem Profil können Sie Lotpaste mit Zusatz von LTI-120 Flussmittel verwenden. Es besteht aus 70-80 g Vaseline, 20-25 g Kolophonium und 50-70 ml LTI-120 Flussmittel.

Doch die Flussmittel LTI-1 und LTI-115 haben einen großen Nachteil: Nach dem Löten bleiben dunkle Flecken zurück, zudem ist beim Arbeiten mit ihnen eine intensive Belüftung notwendig. Flussmittel LTI-120 hinterlässt nach dem Löten keine dunklen Flecken und erfordert keine intensive Belüftung, sodass seine Verwendung viel breiter ist. Normalerweise lassen sich Flussmittelrückstände nach dem Löten nicht entfernen. Wenn das Produkt jedoch unter stark korrosiven Bedingungen betrieben wird, werden die Flussmittelrückstände nach dem Löten mit mit Alkohol oder Aceton befeuchteten Enden entfernt. Die Herstellung des Flussmittels ist technologisch einfach: Alkohol wird in saubere Holz- oder Glasgefäße gegossen, zerkleinertes Kolophonium wird gegossen, bis eine homogene Lösung entsteht, dann wird Triethanolamin hinzugefügt und dann aktive Zusatzstoffe. Nach dem Einfüllen aller Komponenten wird die Mischung 20–25 Minuten lang gerührt. Das erzeugte Flussmittel muss auf eine neutrale Reaktion mit Lackmus oder Methylorange überprüft werden. Die Haltbarkeit des Flussmittels beträgt nicht mehr als 6 Monate.

PHYSIKALISCHE UND MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON LOTTEN