Сплавы свинца и их свойства: Свинец и его сплавы » Все о металлургии

Сплав олова со свинцом: структура, свойства, сферы применения

Главная » Сплавы » Особенности сплавов на основе олова и свинца

На чтение 4 мин

Содержание

  1. История открытия
  2. Состав и структура
  3. Свойства и маркировка
  4. Классификация
  5. Сферы применения
  6. Особенности производства и обработки

На протяжении многих лет человек добывал новые металлы, создавал с их помощью соединения, которые обладали новыми параметрами. Сплав олова со свинцом используется в разных направлениях промышленности.

Сплав олова со свинцом

История открытия

Прежде чем говорить о производстве сплава нужно разобраться с тем, откуда появились его главные составляющие. По археологическим находкам историки установили, что впервые свинец появился 6 тыс. лет назад. Он содержался в серебряных рудах.

Благородный металл использовался для изготовления украшений, посуды, столовых приборов. Свинец считался отходом и поэтому не использовался. Однако постепенно люди заметили свойства этого материала. Сегодня он используется при производстве:

  • сплавов;
  • аккумуляторов;
  • конструкций, защищающих от радиоактивного излучения;
  • красящих составов, припоев для радиоэлектроники;
  • защитной оболочки для проводов.

Этот материал применяют в автомобилестроении.

Олово появилось около 3500 лет назад. Изначально оно использовалось для изготовления столовых приборов. В современной промышленности этот материал используется для создания консервных банок. Началось это с 1810 года, когда люди научились хранить продукты с помощью металлических емкостей. Олово используется при изготовлении радиаторов для автомобилей, подшипников.

Олово часто применяется для изготовления деталей промышленного оборудования. Это связано с его повышенным показателем твердости, прочности. Соединения этого металла со свинцом используется при создании подшипников, так как смесь считается износоустойчивой.

Состав и структура

Соединения часто содержат не только два основных компонента, но и легирующие добавки. Основной из них является сурьма. Соединением может содержать до 15% этого вещества. Другими легирующими добавками является серебро, кадмий висмут. Серебро, сурьма действуют одинаково. Их добавляют, когда нужно увеличить температуру плавления материала. Если нужно сделать смесь менее тугоплавкой, она насыщается висмутом, кадмием.

Когда нужно создать износоустойчивый материал, который будет выдерживать постоянное трение, смесь дополняется медью. Благодаря множеству легирующих добавок, которые можно использовать при производстве сплавов олово и свинца, соединения используют в разных направлениях промышленности.

Плавление сплава

Свойства и маркировка

Готовые сплавы на основе олова и свинца обладают рядом свойств, которые делают соединение уникальным:

  1. Температура плавления — до 500 градусов по Цельсию зависимо от процентного содержания легирующих добавок.
  2. Высокий показатель износоустойчивости.
  3. Стойкость к окислению выше, чем у чистых материалов.

Существует два вида соединений свинца: баббиты и припои. Первые обозначаются буквой «Б». Далее указываются буквы легирующих добавок, процентное содержание основного вещества, количество дополнительных компонентов.

Классификация

Особенно распространены сплавы олова и свинца, имеющие название баббиты. Их можно разделить на несколько групп:

  1. Оловянные — обозначаются как Б83, Б89. Содержат сурьму, свинец. Олово выступает основой. Применяется при изготовлении подшипников для промышленного оборудования. Однако основной металл считается дорогим, поэтому часто используются более дешёвые аналоги.
  2. Свинцовые — обозначаются как Б16. Сплавы на основе свинца считаются более выгодными аналогами оловянных соединений. Высокий показатель износоустойчивости позволяет изготавливать из них детали для станков, подвижных механизмов.
  3. Кальциевые — твердые частицы, которые входят в состав этого сплава, представляют собой соединение кальция, свинца. Олово выступает как дополнительный компонент.

Сферы применения

Оловянные сплавы раньше использовались для изготовления посуды, столовых приборов. Сейчас их гораздо чаще применяют для создания консервных банок. Из этого материла в соединении с другими компонентами изготавливают припои, которые бывают нескольких видов:

  1. Легкоплавкие — температура плавления не превышает 150 градусов по Цельсию.
  2. Среднеплавкие — становятся жидкими при нагревании от 200 до 500 градусов.
  3. Тугоплавкие — плавятся при температуре свыше 1100 градусов.

Ещё одна сфера применения сплавов — производство деталей, устойчивых к трению.

Оловянно-свинцовый припой

Особенности производства и обработки

Расходное сырьё получается из руды. Например, чтобы получить 1 килограмм чистого материала, необходимо переработать 100 кг руды. Плавятся оба материала при низких температурах. Для изготовления сплава нужно учитывать следующие особенности:

  1. При изготовлении формы для отливки нужно использовать материал, который не подвержен смачиванию расплавленными расходными металлами.
  2. Форма должна выдерживать нагрев при температуре свыше 250 градусов.
  3. Расплавленные металлы быстро окисляются под воздействием окружающей среды. Твердый металл защищён от окисления.

Если речь идёт о изготовлении припоя, то к соединению добавляют сурьму. Некоторые мастера добавляют серебро. Он обладает следующими особенностями:

  1. Серебро защищает материал от образования ржавчины.
  2. Из-за добавления благородного металла повышается ценник на готовый припой, но расширяется его функциональность.

Есть припои с добавлением цинка. Однако они редко используются. Цинк активно реагирует на воздействие факторов окружающей среды. Он начинает разрушаться, что приводит к нарушению целостности изделия. Лучше использовать смесь сурьмы, олова и свинца. Таким припоем паяют радиодетали, контакты, провода. Изменяя компоненты, мастера добиваются от расходника нужных характеристик. Нельзя забывать про использование флюса.

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )

Поделиться

Свинец — основные соединения, свойства, характеристики и сферы применения

Свинец — основные соединения, свойства, характеристики и сферы применения

Свинец (Pb) от латинского Plumbum — мягкий металл, серебристо-белого цвета с синеватым отливом. Свинец — легкоплавкий металл, обладающий повышенной пластичностью и коррозионной стойкостью к реагентам, серной и соляной разбавленным кислотам, и аммиаку. Свинец металл с низкой теплопроводностью 35,1 Вт/(м•К), при температуре 0 °C. На поверхности покрыт плёнкой оксидов, при разрезании открывается блестящая поверхность, которая на воздухе со временем тускнеет. Температура плавления свинца — 600,61 K (327,46 °C), кипит при 2022 K (1749 °C). Относится к группе тяжёлых металлов с плотностью — 11,3415 г/см3 (+20 °С). Предел прочности на растяжение 12-13 МПа (МН/м2). При температуре 7,26 К становится сверхпроводником.

Значительное применение находят сплавы свинца. Пьютер (сплав олова со свинцом), содержащий 85-90% Sn и 15-10 % Pb, формуется, недорог и используется в производстве домашней утвари. Припой, содержащий 67% Pb и 33% Sn, применяют в электротехнике. Сплавы свинца с сурьмой используют в производстве пуль и типографского шрифта, а сплавы свинца, сурьмы и олова — для фигурного литья и подшипников. Сплавы свинца с сурьмой обычно применяют для оболочек кабелей и пластин электрических аккумуляторов. Соединения свинца используются в производстве красителей, красок, инсектицидов, стеклянных изделий и как добавки к бензину в виде тетраэтилсвинца (C2H5)4Pb (умеренно летучая жидкость, пары к-рой в малых концентрациях имеют сладковатый фруктовый запах, в больших-неприятный запах.

Плотность свинца в зависимости от температуры






Температура °CПлотность г/см3

327,6

10,686

450

10,536

650

10,302

850

10,078

Сферы применения свинца

  • Висмутат свинца, сульфид свинца PbS, иодид свинца — применяются в качестве катодного материала в литиевых аккумуляторных батареях.

  • Хлорид свинца PbCl2 — применяется в качестве катодного материала в резервных источниках тока.

  • Теллурид свинца PbTe — широко применяется в качестве термоэлектрического материала (термо-э.д.с. 350 мкВ/К), самый широко применяемый материал в производстве термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников.

  • Двуокись свинца PbO2 — широко применяется не только в свинцовом аккумуляторе, но и также на её основе производятся многие резервные химические источники тока, например — свинцово-хлорный элемент, свинцово-плавиковый элемент и другие.

  • Свинцовые белила, основной карбонат Pb(OH)2•PbCO3 — плотный белый порошок, получается из свинца на воздухе под действием углекислого газа и уксусной кислоты. Использование свинцовых белил в качестве красящего пигмента теперь не так распространено, как ранее, из-за их разложения под действием сероводорода h3S. Свинцовые белила применяют также для производства шпатлёвки, в технологии цемента и свинцовокарбонатной бумаги.

  • Арсенат и арсенит свинца — применяют в технологии инсектицидов, для уничтожения насекомых — вредителей сельского хозяйства (непарного шелкопряда и хлопкового долгоносика).

  • Борат свинца Pb(BO2)2•h3O — нерастворимый белый порошок, используют для сушки картин и лаков, а вместе с другими металлами — в качестве покрытий стекла и фарфора.

  • Хлорид свинца PbCl2 — белый кристаллический порошок, растворим в горячей воде, растворах других хлоридов и особенно хлорида аммония Nh5Cl. Его применяют для приготовления мазей при обработке опухолей.

  • Хромат свинца PbCrO4 — известен как хромовый жёлтый краситель, является важным пигментом для приготовления красок, для окраски фарфора и тканей. В промышленности хромат применяют в основном в производстве жёлтых пигментов.

  • Нитрат свинца Pb(NO3)2 — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Это вяжущее ограниченного применения. В промышленности его используют в спичечном производстве, крашении и набивке текстиля, окраске рогов и гравировке.

На нашем сайте, в каталоге свинцового проката, вы можете ознакомится и приобрести следующие виды продукции из свинца:

  • Свинцовая дробь

  • Свинцовый лист

  • Свинец в чушках

  • Свинцовые двери

  • Свинцовое окно

  • Свинцовые ставни

  • Свинцовая ширма

  • Свинцовая панель

  • Шпаклевка

Свинец получил широкое применение в медицине, используется как защитный барьер. На входе в рентген кабинет устанавливается свинцовая дверь, она входят в обязательный набор рентгенозащитного оборудования. При изготовлении дверей используются листы марок С1 и С2.

Также в комплект оборудования входят окна способные оградить врачей от воздействия излучения. Окна устанавливают между комнатой с пультом управления и смотровым кабинетом или лабораторией в металлургических производствах цехах. Свинцовые окна и двери устанавливают в лабораториях и помещениях, где есть вероятность воздействия ионизирующего излучения. 15-20 сантиметрового слоя свинца вполне достаточно, чтобы предохранить людей от действия излучения любого известного науке вида.

Ставни устанавливаются на оконный проем. Тип применяемых откатных, распашных или съемных рентгенозащитных ставень, выбирается в соответствии с архитектурно–планировочными особенностями помещений кабинета рентгенодиагностики. Конструкция ставень предусматривает непрерывную защиту от излучения как по площади оконного проема, так и в местах примыкания ставень к поверхности стен кабинета.

От рассеянного излучения при проведении рентгеновских исследований защищают ширмы. Как защитный материал используется свинец ГОСТ 9559-75. В состав конструкции входит стул с регулировкой сидения по высоте и расстоянию до защитного экрана.

Чушки используется как сырье для изготовления проката, или литых изделий по ГОСТ 3778-98, из свинца марок С1, С2, С3. Свинец обрабатывается с помощью процесса ковки, прессования, штамповки, проката или ручной обработки. Добавление легирующих элементов, таких как: олово, кальций, сурьма, медь, мышьяк, никель и кадмий дают ряд преимуществ.

Свинец нашел применение в оружейной и охотничьей сфере. Дробь применяется в снаряжении охотничьих патронов, при изготовлении грузил для рыбалки и противовесов с повышенной точностью. Большое количество свинца потребляет кабельная промышленность. При прокладке подземных или подводных магистралей применяется как изолирующий материал с защитой от коррозии.