Лужение свинцом
Лужение свинцом, или свинцевание, — нанесение слоя чистого свинца или его сплавов с оловом, сурьмой и серебром на поверхность стали, меди и других металлов, в том числе лужение оловянно-свинцовым припоем. Свинцовое покрытие выдерживает серную, фосфорную и хромовую кислоты, поглощает рентгеновское и гамма-излучение, а мягкий свинец служит подложкой перед заливкой подшипников баббитом.
- Стойкость к серной, фосфорной и хромовой кислотам
- Гальваника 5–100 мкм, наплавка — до нескольких миллиметров
- Контроль пористости, толщины и сцепления
Для чего применяют лужение свинцом
- Кислотостойкая футеровка — свинцевание внутренних стенок баков, труб и реакторов позволяет использовать обычную сталь вместо титана и циркония.
- Радиационная защита — свинцовый слой нужной толщины поглощает излучение: контейнеры для изотопов, детали рентгеновских аппаратов, оборудование АЭС.
- Подготовка под баббит — лужение свинцом — обязательный этап перед заливкой подшипников скольжения: слои сцепляются монолитно.
- Аккумуляторы — защита медных перемычек и контактов от паров электролита.
- Уплотнение — пластичные освинцованные детали работают как самоподжимные уплотнители в резьбовых и фланцевых соединениях.
Виды свинцевания
| Вид | Как наносят | Толщина и применение |
|---|---|---|
| Гальваническое | осаждение из фтороборатного или фенолсульфонового электролита, ток 1–2 А/дм² | 5–100 мкм, без нагрева детали; точные контакты, тонкие защитные слои |
| Горячее | погружение офлюсованной детали в расплав при 330–350 °C; для стали в свинец добавляют 10–15 % олова (сплав терне) | плотный беспористый слой; крупные трубы и резервуары |
| Гомогенное (наплавка) | свинец наплавляют на сталь газовой горелкой | несколько миллиметров, самое прочное сцепление; автоклавы и реакторы под давлением |
Лужение оловом и сплавом олово-висмут — на странице лужения металла.
Лужение оловянно-свинцовым припоем ПОС
Лужением свинцом часто называют и покрытие оловянно-свинцовым припоем. Сплав ПОС-61 (61 % олова, остальное свинец) плавится при температуре около 183–190 °C, хорошо смачивает поверхность меди и латуни и даёт пластичное соединение; припой ПОС-40 со свинцом в большей доле плавится при более высокой температуре. Им лудят выводы электронных компонентов, провода, контакты и площадки перед пайкой, а в производстве плат — покрывают методом горячего лужения HASL.
| Свинцовый припой ПОС | Бессвинцовый припой | |
|---|---|---|
| Состав сплава | олово и свинец, например припой ПОС-61, ПОС-40 | олово с серебром и медью (припой SAC) или с медью |
| Температура плавления | около 183–190 °C | около 217–227 °C |
| Смачивание поверхности | хорошее, при обычном флюсе | хуже, нужен более активный флюс и выше температура пайки |
| Качество соединения | пластичное, устойчиво к вибрации | твёрже и более хрупкое |
| Где применяется | ремонт, военная и специальная техника, изделия вне требований RoHS | электронные изделия для рынков с требованиями RoHS |
Как лудят поверхность припоем
Поверхность должна быть чистой: оксиды и жир снимают механически или травлением, затем промывают водой и сушат. Флюс разрушает оставшуюся оксидную плёнку и помогает припою растечься. Важно выбрать температуру паяльника или ванны на 40–60 °C выше температуры плавления припоя: при более низкой припой ложится комками, при слишком высокой выгорает флюс и перегревается материал детали. Мелкие компоненты и выводы лудят паяльником или окунанием в паяльную ванну, провода — с помощью тигля. После лужения остатки флюса смывают: активный флюс, если его не удалить, вызывает коррозию.
Ручное лужение припоем подходит только для единичных деталей: толщина слоя зависит от исполнителя, и один и тот же процесс на разных деталях даёт разный результат.
Для серийных деталей используют гальваническое покрытие сплавом олово-свинец или олово-висмут: технология позволяет получить одинаковую толщину и состав слоя на всей партии.
Особенности лужения свинцом стали, меди и латуни
Способ нанесения выбирают по материалу детали и условиям, в которых она будет работать. Есть два основных пути: гальваническое покрытие, которое используется для тонких слоёв и точных деталей, и горячий процесс при высокой температуре, который даёт толстый слой на крупных изделиях. Материал основы имеет значение: от него зависят подготовка поверхности и содержание олова в расплаве. Медь и латунь покрываются хорошо, сталь — только с флюсом или подслоем, а для некоторых других материалов часть операций приходится менять.
Свинец почти не растворяется в железе и плохо смачивает чистую сталь, поэтому подготовка зависит от металла основы.
| Металл | Особенность | Решение |
|---|---|---|
| Сталь | расплав свинца собирается в капли | травление и флюс из хлористого цинка с хлористым аммонием; часто сплав олово-свинец, где олово обеспечивает смачивание |
| Медь | сцепляется легко, но при нагреве медь диффундирует в сплав и делает его хрупким | при гальванике — тонкий подслой олова против пористости |
| Латунь | цинк быстро проникает в сплав и снижает его кислотостойкость | барьерный слой гальванической меди перед свинцом |
Какие детали покрывают свинцом
Свинец выбирают за стойкость к серной кислоте: на нём образуется плёнка сульфата свинца, которая не растворяется и защищает металл дальше. Поэтому свинцевание работает там, где сталь и медь контактируют с кислотами, электролитом аккумуляторов и агрессивными газами. Слой мягкий: его легко повредить при монтаже, зато во вкладышах подшипников та же мягкость полезна — покрытие прирабатывается к валу.
- Химическое оборудование: лопасти мешалок, змеевики теплообменников, стенки кислотных реакторов
- Энергетика: медные наконечники кабелей для кислотных аккумуляторов, токоотводы
- Машиностроение: стальные вкладыши крупных подшипников скольжения
- Спецтехника: радиационные щиты, детали дозиметрических приборов
Этапы лужения свинцом
-
1
Абразивная очистка
Дробь или песок до степени Sa 2.5 — шероховатость для сцепления тяжёлого свинца с основой.
-
2
Обезжиривание и травление
Щелочные растворы при 60–70 °C, травление в соляной или серной кислоте, промывка и активация.
-
3
Флюс или подслой
Для горячего метода — раствор хлоридов цинка и аммония, для гальваники — подслой меди около 0,5 мкм.
-
4
Свинцевание
Гальваника при 1–2 А/дм² или медленное погружение в расплав до заданной толщины.
-
5
Отделка и контроль
Промывка, крацевание мягкими щётками для уплотнения слоя, проверка пористости, толщины и сцепления.
Жировое пятно под свинцом даёт пузырь, а нарушенное сцепление — скрытую коррозию под мягким слоем, поэтому подготовке поверхности уделяют больше всего внимания.
Обозначение свинцового покрытия в чертеже
Общие требования к покрытию задаёт ГОСТ 9.301-86, обозначение — ГОСТ 9.306-85: например, Св15 — свинец толщиной 15 мкм. Свинец применяют марок С0, С1 или С2 с сертификатами качества. Пришлите чертёж — технолог подберёт способ свинцевания и назовёт стоимость.
Доставка готовых деталей и оплата заказа
Доставка
Готовую партию отгружаем транспортной компанией «Деловые Линии». Работаем в первую очередь с предприятиями Уральского федерального округа. Забрать детали можно и самостоятельно — с площадки технопарка в Челябинске, ул. Машиностроителей, 7.
Оплата и документы
- Работаем с юридическими лицами: договор и счёт с технопарком — исполнителем работ, без посредников
- Стоимость технолог считает по чертежу или эскизу за 3–5 дней
- Минимальная сумма заказа — 50 000 ₽
- Принимаем в работу материал заказчика
Вопросы о лужении свинцом
Какой припой использовать для лужения свинцом
Для лужения меди, латуни и выводов компонентов чаще всего используют припой ПОС-61 или ПОС-40: чем больше в сплаве олова, тем ниже температура плавления и лучше смачивание. Для стали в расплав свинца добавляют 10–15 % олова. Припой со свинцом подбирают по температуре, при которой будет работать соединение, и по требованиям к изделию.
Чем свинцовый припой отличается от бессвинцового
Свинцовый припой плавится примерно при 183–190 °C, бессвинцовый — при 217–227 °C. Сплав со свинцом лучше растекается и даёт пластичный шов, бессвинцовый припой нужен для изделий с требованиями RoHS.
Чем свинцевание отличается от лужения оловом
Олово наносят для пайки и электрического контакта, а свинец — для стойкости к серной кислоте, защиты от излучения и подготовки под баббит.
Какой толщины бывает свинцовое покрытие
Гальваническое — 5–100 мкм, горячее — плотный беспористый слой, наплавка — до нескольких миллиметров.
Почему свинец плохо держится на стали
Свинец почти не растворяется в железе и не смачивает поверхность чистой стали, даже при высокой температуре расплава. Помогают флюс из хлоридов цинка и аммония, добавка олова в расплав или медный подслой при гальванике.
Зачем лудить вкладыш перед заливкой баббитом
Свинцовый слой обеспечивает монолитное сцепление баббита со стальным вкладышем подшипника скольжения.
Читайте также
Рассчитать лужение свинцом
Оставьте телефон — технолог уточнит детали и требования к покрытию и назовёт стоимость и срок.