Назначение методы используемые материалы при лужении. Лужение. Инструменты и посуда для лужения металла

Лужением называется процесс нанесения на поверхность металла слоя олова, который характеризуется хорошей коррозионной стойкостью к агрессивному воздействию различных сред. Луженая жесть широко используется в консервной промышленности.

Лужение жести осуществляют горячим или электролитическим способом.

Технология горячего лужения основана на погружении стального листа или рулонной полосы во флюс, а затем в ванну с расплавленным оловом.

В настоящее время более распространенна технология электролитического лужения жести, при котором наносится очень тонкий слой олова.

Электролитическое лужение оловом характеризуется высокой производительностью, и дешевле горячего лужения металла . Но при этом слой наносимого олова тоньше, и коррозионная стойкость получаемой белой жести ниже.

Процесс лужения жести осуществляется в следующей последовательности: размотка, сварка полос, обезжиривание, травление, покрытие, оплавление, пассивация и смотка.

Обезжиривание

Операция обезжиривания предназначена для удаления с поверхности жести жировых и механических загрязнений. Метод обезжиривания может быть катодный, анодный или бесконтактный анодно-катодный.

При обезжиривании анодно-катодным методом ток подают на электроды из нержавеющей стали. Полоса попеременно в одном проходе каждой ванны является анодом, в другом – катодом. Между проходами в ваннах установлены гуммированные стальные изолирующие перегородки.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор обезжиривания на отрицательно заряженном участке полосы (катоде) выделяется водород, на положительно заряженном (аноде) – кислород.

Катод (-): H 2 O + 2ē ® H 2 ­ + 2OH -

Анод (+): 2ОН - — 4ē ® О 2 ­ + 2H +

Жировая пленка и загрязнения на поверхности полосы отрываются за счет выделения пузырьков газа. Вследствие того, что поверхностная энергия на границе раствор- газ больше чем на границе масло-раствор, каждый пузырек всасывается каплей масла. Пузырьки по мере роста отрываются с поверхности раствора вместе с маслом.

После обезжиривания проводится промывка металла водой для удаления с поверхности полосы остатков обезжиривающего раствора.

Травление (декапирование)

После обезжиривания проводят травление полосы черной жести для удаления окислов железа. осуществляется катодным, анодным или бесконтактным анодно-катодным способом. Ток подают на электроды, выполненные из свинца или свинцово-сурьмянистого сплава. При травлении анодно-катодным способом полоса в первой ванне заряжена положительно, во второй – отрицательно.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор декапирования на отрицательно заряженном участке полосы выделяется водород и восстанавливаются окислы железа, на положительно заряженном – окисляется кислород воды и железо основы. Схема реакций:

Катод (-): 2H + + 2ē ® H 2 ­ ,

FeO + 2H + + 2ē ® Fe + H 2 O,

Fe 2 O 3 + 2H + + 2ē ® 2FeO + H 2 O,

Fe 2 O 3 + 6H + + 6ē ® 2Fe + 3H 2 O

Анод (+): 2H 2 O — 4ē ® O 2 ­ + 4H + ,

Fe 0 — 2ē ® Fe 2+

При катодном декапировании происходит отделение окислов железа от основы выделяющимся водородом и их частичное восстановление, при анодном – отрыв окислов железа пузырьками кислорода.

После операции травления проводится промывка металла водой для удаления с поверхности полосы остатков декапирующего раствора.

Лужение жести

Основная часть процесса на агрегатах электролитического лужения жести это нанесение оловянного покрытия. Электролитическое лужение стали выполняется путем осаждения олова на стальную полосу из электролита лужения под действием тока.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор лужения на отрицательно заряженной полосе осаждается металлическое олово из раствора лужения, анодный процесс сводится к растворению оловянных анодов и переходу олова в раствор лужения. Схема реакций:

Катод (-): Sn 2+ + 2ē ® Sn 0

Анод (+): Sn 0 — 2ē ® Sn 2+

После лужения жести полоса промывается водой для удаления с поверхности остатков раствора лужения.

Флюсование

Для улучшения растекаемости олова при оплавлении оловянного покрытия проводится флюсование, то есть обработка полосы методом погружения в ванну с раствором флюсования. Из ванны флюсования полоса поступает в сушильную установку.

Маркировка

При производстве жести электролитического лужения с дифференцированным покрытием на верхнюю сторону полосы наносят непрерывные продольные линии раствором бихромата натрия роликами маркировочной машины

Оплавление

Для получения блестящего оловянного покрытия с высокими эксплуатационными свойствами жесть подвергают оплавлению. Для оплавления покрытия применяют индукционную установку или установку контактного оплавления.

Процесс оплавления состоит из стадий:

• нагрева полосы с оловянным покрытием до температуры выше 232 0 С (температура плавления олова);
• быстрого охлаждения (закалки) глянцевого оловянного покрытия в воде, что позволяет получить блестящую поверхность.

В ванне оплавления уменьшается пористость оловянного покрытия и увеличивается химическая стойкость жести.

Пассивация

Назначение операции пассивации белой жести это повышение коррозионной стойкости электролуженой жести, обеспечение адгезии к лаковому покрытию.

Пассивация осуществляется электрохимическим катодным или химическим способом в ваннах с раствором бихромата натрия.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор пассивации на отрицательно заряженном участке полосы выделяется водород, восстанавливаются бихромат-ионы до трехвалентного и металлического хрома, на положительно заряженных свинцовых анодах пассивации – окисляется кислород воды с выделением газообразного кислорода. Схема реакций:

Катод (-): H 2 О + 2ē ® H 2 ­ + 2ОН - ,

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6ē ® 2Cr 3+ + 7H 2 O,

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 12ē ® 2Cr 0 + 7H 2 O

Анод (+): H 2 O — 4ē ® O 2 ­ + 4H +

Для удаления с полосы остатков пассивирующего раствора проводят промывку водой.

После промывки полоса сушится горячим воздухом.

Электростатическое промасливание

Для предохранения поверхности оловянного покрытия от истирания при порезке, транспортировке и переработке проводят промасливание поверхности белой жести. Известны два способа промасливания: электростатический и нанесение масляной эмульсии. При нанесении масляной эмульсии полоса проходит через ванну с эмлуьсией, затем подвергается струйной обработке этой же эмульсией и проходит через отжимные полоки. Процесс электростатического промасливания осуществляют в электростатическом поле при наличии масляного тумана в ионизирующей кабине промасливания. В качестве промасливающего вещества применяют обычно диоктилсебацинат.

Выходной участок

Качество белой жести оценивают осмотром ее на инспекционных зеркалах. При достижении требуемого количества металла на моталке производится разрез полосы барабанными разделительными ножницами. С целью непрерывной работы агрегата смотка полосы в рулоны производится на двух моталках. На одной моталке полосу наматывают, на другой – снимают готовый рулон белой жести. Смотанный рулон сталкивают на разгрузочную тележку, взвешивают и укладывают в магазин уборочного устройства. И далее рулонная жесть упаковывается и отгружается потребителю, а для получения листовый продукции рулоны жести поступают на агрегаты резки.

Лужение - процесс покрытия поверхности дета­ли (изделия) тонким слоем расплавленного олова или оловянно-свинцовистым сплавом (припоем). Часть олова или его сплава, которая наносится на поверх­ность металла, образует полуду.

Лужение металлоизделий производится с целью защиты их от ржавления (коррозии), подготовки поверхностей деталей к паянию мягкими припоями или перед заливкой подшипников баббитом. Изделия, изготовленные, например, из меди, особенно пище­вые котлы, окисляясь, покрываются зеленой плен­кой; пища из такой посуды непригодна к употребле­нию, так как она содержит ядовитые окислы. Олово же не подвергается окислению, поэтому оно издавна применяется для защиты от коррозии консервной тары, столовых приборов, кухонной посуды и других изделий, связанных с хранением, приготовлением и транспортированием пищевых продуктов. Применяется олово также для предохранения от окисления кон­тактов и деталей радиоаппаратуры, для защиты ка­белей от действия серы, находящейся в электроизо­ляционном слое резины, и т. п. Оловянные покрытия чрезвычайно пластичны и легко выдерживают валь­цовку, штамповку и вытяжку. Детали, подвергнутые лужению, легко паяются.

Выбор полуды и флюсов. Для лужения пищевой тары и посуды пользуются только чистым оловом марок 01 и 02. В частности, жесть для консервных банок лудят оловом марки 01, содержащим 99,9% чистого олова и не более 0,1% примесей. Марка 02 с содержанием олова 99,5% и примесей не более 0,5% применяется для лужения кухонной посуды и котлов для приготовления пищи. Для лужения худо­жественных изделий пользуются белой блестящей полудой, состоящей из сплава, содержащего 90% олова и 10% висмута. В качестве полуд для неответ­ственных деталей можно применять сплав, состоя­щий из пяти частей олова и трех частей свинца. В ряде случаев лужение выполняют оловянно-свинцо - вистыми припоями.

Обезжиривание и удаление окисной пленки с поверхности производится путем травления в водном растворе соляной или серной кислоты. Для предох­ранения очищенной поверхности детали от окисле­ния ее смазывают раствором хлористого цинка и сверху посыпают порошком нашатыря.

Методы лужения. Полуды можно наносить го­рячим путем и методом гальванического или кон­тактного осаждения. Горячий метод лужения осу­ществляется двумя способами: погружением детали в ванну с расплавленной полудой или растирани­ем полуды на предварительно нагретой до 220-250° поверхности.

Осаждение олова может осуществляться из кислых или щелочных электролитов. В состав кислых электро­литов входят различные элементы, например: серно­кислое олово 40-50 г/л, серная кислота 50-80 г/л, сер­нокислый натрий 50 г/л, фенол технический (сырая карболовая кислота) или крезол 2-10 г/л, клей столярный 2-3 г/л и др. Рабочая температура ванны должна поддерживаться в пределах 15-25°С.

В практике слесарной обработки наиболее часто приходится выполнять лужение деталей (изделий) способом погружения или способом растирания. Го­рячее лужение благодаря своей простоте и легкости выполнения широко применяется и в ряде случаев заменяет электролитический метод лужения.

Процесс горячего лужения состоит из подготовки поверхности детали и полуды, лужения и окончатель­ной обработки облуженной поверхности (сушки, полирования и др.).

Подготовка поверхности к лужению начинается с тщательной очистки ее от грязи, жиров и окислов, препятствующих ровному и прочному соединению олова с облуживаемым металлом. Применяют меха­нический и химический способы очистки.

Механический способ состоит в том, что поверх­ность детали очищают до блеска с помощью шабе­ров, напильников, абразивной шкурки, механизиро­ванных щеток и т. д.

Химический способ подготовки сводится к трав­лению поверхности металла кислотами. Поверхнос­ти деталей из стали, меди, латуни наиболее часто обрабатывают 20-30-процентным водным раствором серной кислоты в течение 15-25 мин. Медные и латунные детали можно травить раствором, содер­жащим 10% серной кислоты, 5% калиевого хром­пика и 85% воды. Травление производится в ваннах

Стеклянных, металлических, эмалированных и др. Выдержка при травлении поверхностей деталей в таком растворе составляет 1,5-2 мин. Подготовка к лужению заканчивается тщательной промывкой де­тали в проточной воде, очисткой поверхности влаж­ным песком, окончательной промывкой в горячей воде, притиркой и сушкой. Для предохранения ОЧИ­щенной поверхности от окисления ее смазывают раствором хлористого цинка и сверху посыпают порошком нашатыря.

Приемы лужения. Лужение способом погружения в расплавленную полуду заключается в том, что под­готовленную к лужению деталь сначала погружают в ванную с раствором хлористого цинка, затем с по­мощью клещей, плоскогубцев или специальных крюч­ков деталь вынимают из ванны и, не удаляя с по­верхности хлористый цинк, погружают в ванну с рас­плавленной полудой, выдерживая в ней 2-3 мин. После этого облуженную деталь извлекают из ванны и сразу встряхивают, чтобы удалить излишки полу­ды. Пока деталь еще находится в горячем состоянии, ее быстро обтирают паклей с нашатырем для полу­чения равномерного беспористого и гладкого слоя по­луды. После остывания деталь промывают в воде и высушивают. Хорошие результаты дает сушка в дре­весных опилках.

При лужении способом растирания подготовлен­ную к лужению поверхность детали смазывают ра­створом хлористого цинка, затем посыпают порош­ком нашатыря и нагревают равномерно пламенем паяльной лампы или в горне на древесном угле. Ког­да хлористый цинк начнет закипать, на поверхность детали наносят олово в виде маленьких кусочков или порошка. Полуда, вступив в соприкосновение с на­гретой поверхностью детали, начнет плавиться; ее сразу растирают холщовой тряпкой или паклей, пе­ресыпанной порошком нашатыря. Растирать полуду нужно быстро, постепенно переходя от одного учас­тка покрываемой поверхности к другому.

В процессе лужения необходимо внимательно сле­дить за нагревом детали, так как при перегреве по­луда сгорает. Признаком перегрева является появле­ние синеватого оттенка на поверхности полуды. 06-

Луженные поверхности нужно протереть влажным пес­ком, тщательно промыть чистой водой, высушить и при надобности отполировать мягкой тряпкой или фланелью. При обнаружении мест с дефектами лу­жения (неприставшая полуда, пористость и т. п.) их нужно снова зачистить, протравить и произвести пов­торное лужение способом погружения либо растира­нием. Следует помнить, что чем лучше подготовлена поверхность под покрытие, тем ровнее ляжет полуда и тем прочнее будет слой.

Текущая страница: 1 (всего у книги 2 страниц) [доступный отрывок для чтения: 1 страниц]

Жестяницкие работы
Проолифка стали. Травление и лужение металла. Холодная клепка

Проолифка листовой стали

Проофливкой называется операция покрытия слоем олифы поверхности листов неоцинкованной (черной) стали, применяемой для изготовления жестяницких изделий.

Эта промежуточная операция применяется при изготовлении жестяницких изделий с фальцами, кромки которых перед закалкой должны быть обработаны с целью предотвращения коррозии.

Для проофлировки применяют связывающие вещества – олифы, которые разделяются на натуральные, полунатуральные и искусственные.

Натуральную олифу варят из растительных масел (льняное, конопляное и др.) при температуре 220-230`С.

Для ускорения высыхания в олифу добавляют химическое вещество – сиккатив (свинцово-марганцовистую соль нафтеновой кислоты).

Полное высыхание натуральной олифы наступает через 24 ч при температуре около 20`C.

После высыхания натуральная олифа образует на поверхности эластичную пленку. Цвет льняной олифы от светло-желтого до вишневого, а конопляной – от вишневого до темно-коричневого.

Натуральную олифу используют для проолифки ответственных вентиляционных устройств и изделий, эксплуатированных главным образом на открытом воздухе.

Полунатуральная олифа содержит не менее 55% растительного сгущенного масла, разбавленного менее ценными, чем растительное масло, растворителями.

К полунатуральным олифам относятся: оксоль, оксоль соевая и оксиполимеризованная.

Чаще применяется олифа оксоль.

Продолжительность высыхания полунатуральных олиф почти такая же, как и натуральных олиф. Примяняют полунатуральные олифы для разведения густотертых масляных красок, используемых для окраски неоветственных жестяницких изделий.

Искусственная олифа изготовляется из смол или минеральных масел путем их термической и химической обработки.

К искусственным олифам относятся: сунтол, карбониль и др. Эти олифы применяют наравне с полунатуральными олифами.

Поверхности жестяницких изделий, изготовляемых из листовой неоцинкованной стали, покрывают олифой двумя способами: ручным и машинным.

Проолифка листовой стали

Поверхности листов кровельной стали покрывают натуральной олифой в целях ее предохранения от ржавления, особенно в тех местах, которые не могут быть впоследствии окрашены масляной краской, например внутреннюю поверхность кромок фальцевых швов.

Ручную проолифку листов кровельной стали выполняют пучком пакли или ветоши. Олифа прозрачна, поэтому в нее добавляют тертый сурик (из расчета 50 г на 1 кг олифы), который окрашивает олифу в коричневый цвет, благодаря чему улучшается наблюдение за качеством проолифки и олифа быстрее высыхает на поверхности листа.

Проолифку вручную осуществляют на деревянном верстаке, обитом сверху тонколистовой сталью.

Поверхность листа смачивают олифой сначала в нескольких местах. Затем берут пучок пакли, смачивают его в олифе и, нажимая на него, покрывают олифой всю поверхность листа.

Покрывают листы равномерным тонким слоем без пропусков и подтеков. Чтобы быстрее высыхала олифа, листы ставят на ребро в деревянные стойки с прокладкой между листами реек.

Проолифленные листы при благоприятных условиях и хорошем качестве олифы высыхают за сутки.

Исходя из этого времени, во избежание простоя в работе, заранее выполняют проолифку нужного количества листов кровельной стали.

Пашинную проолифку стали более производительно выполняют на вальцовочном станке конструкции И.П. Прохорова.

Этот станок (см. рис.) состоит из металлической рамы – 1, корыта – 2 емкостью 50 л для хранения олифы, четырех стальных валков – 6 для прокатки стали, стола – 4, на котором складывают проолифленные листы.

Валки приводят в движение от электродвигателя – 5, мощностью 1.3 квт посредством ременной передачи на шкив – 3.

Первая пара валков служит для предварительного выпрямления обрабатываемого листа. Два других валка имеют резиновые обкладки, что способствует (благодаря более плотному обжатию проолифленного листа) равномерному (тонкой пленкой) распределению олифы на его поверхности, со снятием излишков олифы.

Внутри корыта имеются пластины, которые служат направляющими для листов при их перемещении к валкам.

Эти пластины расположены в два ряда один за другим на расстоянии 20 мм, образуя таким образом щель, через которую перемещаются листы при проолифке.

Наполняется корыто олифой через люк, закрываемый крышкой – 7.

Листы кровельной стали для проолифки опускают в корыто, предварительно наполненное олифой, и протаскивают по направляющим валкам станка. Валки, захватывая лист, подают его из корыта на стол, с которого его снимают и устанавливают для просушки в стойку с прокладкой между листами реек.

При работе на вальцовочном станке надо выполнять требования правил техники безопасности:

1. Быть внимательным,

2. Не подносить руки к валкам ближе 200 мм,

3. Одежда работающего должна быть такой, чтобы исключить возможность захватывания ее частей движущимися деталями станка, т.е. должна застегнута, не иметь свисающих частей, обшлага рукавов застегнуты или затянуты резиновым кольцом, волосы работающего должны быть закрыты головным убором.

Травление металла

Травлением называется операция по удалению с помощью кислот окалины или ржавчины с поверхности изделий, изготовленных из черных металлов, а также окисных пленок с поверхности изделий, изготовленных из цветных металлов и их сплавов.

Травление поверхности металлических изделий осуществляется двумя способами: химическим и электрохимическим.

Травление осуществляется при использовании электрического тока и химических веществ, вредно влияющих на организм человека.

Поэтому во избежание несчастных случаев необходимо при травлении соблюдать меры предосторожности.

Травление выполняют в спецодежде, состоящей из резиновых сапог, перчаток и фартука.

Перед началом работы включают приточную и вытяжную вентиляцию и только после этого приступают к травлению.

При работе с горючими растворами и при переливании кислот из бутылей надевают предохранительные очки.

Заполнение ванн и разлив кислот и щелочей осуществляют при помощи сифонов с плотными кранами, заряжаемыми всасыванием или нагнетанием воздуха.

При сифонном переливании не допускается засасывание воздуха ртом.

При приготовлении травильных растворов с применением кислот вливают кислоту в воду, а не наоборот.

Когда для приготовления травильных растворов применяется соляная, азотная и серная кислота, во избежание получения ожогов от брызг сначала добавляют к проточной холодной воде соляную, затем азотную и в конце серную кислоты.

Нельзя добавлять кислоты к нагретой воде.

Хранение кислот допускается только в закрытых бутылях в специально отведенном помещении (кладовой) с кислотоупорным полом и стенами.

Кладовая должна быть обеспечена надежным вентиляционным отсосом воздуха.

В случае ожога кислотой обожженное место промывают струей воды, затем обращаются к врачу.

На рабочем месте воспрещается курить и принимать пищу. Перед принятием пищи тщательно моют рук.

При получении работы от бригадира или мастера должен быть проинструктирован о правильном ведении процесса травления и технике безопасности.

Все работы по травлению производят в травильном отделении цеха или мастерской.

Травильное отделение размещается в просторном, светлом помещении и обеспечивается естественным светом(0.25 – 0.50 м 2 оконной поверхности на одного работающего), приточно-вытяжной вентиляцией с 5-7-кратным обменом за смену, с расположением вентиляторов вне травильного отделения.

Пол травильного отделения выкладывается метлахскими плитками или кислотоупорным бетоном.

Кислоты для травления металла

Для травления поверхности металлических изделий применяют травильные растворы, главным образом из серной, азотной и соляной кислоты.

Серная кислота H2So4, является продуктом соединения трехокиси серы SO3 с водой.

Удельный вес 1.84.

Химическая чистая серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость.

В любых условиях серная кислота хорошо смешивается с водой, выделяя при этом значительное количество тепла.

Обуглившиеся органические примеси, попадая в серную кислоту, окрашивают ее в коричневый цвет.

На благородные металлы серная кислота не действует. Ее действие на остальные металлы зависит от концентрации.

Для травления поверхности металлических изделий употребляется несколько сортов технической серной кислоты, в частности камерную, содержащую не менее 65% серной кислоты, башенную и гловерную кислоты, содержащие не менее 75-76% серной кислоты.

Для травления часто используют купоросное масло, содержащее не менее 92.5% серной кислоты.

Разводят серную кислоту водой осторожно вливая ее в воду, а не наоборот. При вливании воды в серную кислоту происходит бурное кипение смеси, вызывающее сильное разбрызгивание кислоты. Температура смеси сильно повышается, и если кислоту вливать слишком быстро и много сосуды, в которых производят смешивание, могут лопнуть.

При работе с серной кислотой на руки надевают рукавицы, чтобы избежать ожогов, которые очень болезнены и оставляют красные рубцы, а ан глаза надевают очки.

Серную кислоту хранят в герметически закрывающихся бутылях или свинцовых сосудах.

Соляная кислота HCL представляет собой водный раствор хлористого водорода.

В чистом виде – бесцветная жидкость, сильно пахнущая, с большой упругостью паров уже при температуре 14-16`С.

Концентрированная соляная кислота обычно содержит около 37.4% хлористого водорода.

Удельный вес 1.19.

Соляная кислота выпускается двух сортов: сорт А содержит не менее 30% хлористого водорода, а сорт Б – не менее 27.5 %.

Соляная кислота ядовита, поэтому обращаться с ней нужно очень осторожно.

Пары соляной кислоты при вдыхании сильно раздражают верхние дыхательные пути и органы.

При разбавлении соляной кислоты водой придерживаются тех же правил, что и при разбавлении серной кислоты.

Соляную кислоту хранят в герметически закрывающихся сосудах.

Азотная кислота HNO3 представляет собой бесцветную жидкость с удельным весом 1.52 при температуре 15`С.

Температура кипения 84`С. При кипении и на свету разлагается и выделяет двуокись азота, которая окрашивает кислоту в желтый, а затем в красный цвет.

Азотная кислота с водой смешивается в любых отношениях.

Концентрированная азотная кислота действует на многие металлы, кроме благородных.

Плавиковая кислота. Чистая плавиковая кислота представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Эта кислота содержит не менее 40% фтористого водорода.

Пары фтористого водорода чрезвычайно ядовиты и едки. Поэтому при работе с плавиковой кислотой, как и с остальными кислотами, необходимо соблюдать меры предосторожности.

Оборудование для обезжиривания и травления металла

Ванны и установки для обезжиривания металла применяют различных конструкций. Выбор оборудования зависит от того, какими способами производится обезжиривание и какие габаритные размеры имеют обрабатываемые изделия.

Наиболее простым оборудованием являются металлические ванны разных размеров.

Металлическая ванна для химического и электрохимического обезжиривания состоит из сварного корпуса, парового змеевика, вентиляционных бортовых кожухов, штангодержателей, анодных и катодных шланг, кранового устройства для спуска обезжиривающего раствора в канализацию, кранового устройства для наполнения ванн проточной водой.

Паровой змеевик, расположенный внутри ванны служит для нагрева проточной воды и раствора в ванне до температуры 60-80`С.

Вентиляционные бортовые кожухи предназначены для удаления вредных газов, выделяемых при обезжиривании.

Количество кожухов приходится на каждую ванну, имеющую габаритные размеры: меньшие – 2, средние – от 4 до 6, большие – от 8 до 16.

Корпуса металлических ванн изготовляют длиной А от 600 до 6000 мм, высотой В от 700 до 1200 мм, шириной Б от 500 до 1000 мм.

Такие ванны имеют высоту Е от 840 до 1500 мм, ширину Д от 950 до 1520 мм, длину Г от 720 до 6200 мм.

Ванны указанных размеров имеют объем от 180 до 6300 л.

Обезжиривание поверхности изделий в органических растворителях осуществляют в специальных установках.

Ванны для травления бывают деревянными и металлическими.

Металлические ванны состоит из сварного стального корпуса, парового змеевика, вентиляционных бортовых кожухов, тангодержателей, анодных и катодных штанг.

Эти ванны изготовляются разных размеров. Металлические ванны облицованы внутри кислотоупорной футеровкой.

В сернокислых ваннах футеровка изготовляется из битума, а в солянокислых ваннах – из битума и винилопласта.

Посредством парового змеевика, расположенного внутри ванны, осуществляется нагрев травильного раствора.

Давление пара у вентилей парового змеевика 3ат.

Вентиляционные бортовые кожухи предназначены для удаления вредных газов, выделяемых при травлении.

Количество вентиляционных кожухов для каждой ванны точно определенное.

Для химического травления изделий применяют деревянные ванны, покрытые внутри резиной толщиной от 4 до 5 мм, а также ванны, выложенные внутри плитками из кислотоупорного бетона.

Травление поверхностей изделий из цветных металлов и их сплавов осуществляют в алюминиевых или керамических ваннах.

Ванны регулярно очищают от загрязнения.

Спуск отработанного травильного раствора в сточные трубопроводы без предварительной нейтрализации не допускается.

Нейтрализацию остатков растворов осуществляют непосредственно в ваннах добавлением гашеной извести, после отстоя жидкость спускают в канализацию, а остальное (шлам) выгребают лопатой и складывают в ящики.

Лужение металла

Лужением металла называется операция покрытия поверхности металлических изделий тонким слоем припоя, который представляет собой олово или сплав на оловянной основе.

Образующийся на поверхности изделий тонкий слой олова или сплава на оловянной основе принято называть полудой.

Лужение широко применяется в производстве различных изделий, используемых в радиотехнической, электротехнической, авиационной и других отраслях промышленности.

Лужению подвергаются изделия, идущие для приготовления и хранения пищи (кастрюли, ведра, тазы, молочные бидоны, консервные банки, пастеризационные аппараты, части сепараторов и т.д.).

Операция лужения является подготовительной операцией перед заливкой подшипников баббитом, перед паянием изделий и изготовлением изделий с фальцевыми швами. Основным условием лужения является покрытие поверхности изделий сплошным и непроницаемым слоем олова или сплава на оловянной основе.

Олово является хорошим защитником металла от коррозии, пока не поврежден слой олова, покрывающий поверхность изделий.

Луженые изделия хорошо выдерживают деформацию, изгибы и перегибы, не обнаруживая повреждений.

Лужение осуществляют в основном двумя методами: горячим и гальваническим.

Горячее лужение выполняют двумя способами: растиранием и погружением.

Эти два способа горячего лужения являются наиболее давними и широко применяются до сих пор.

Применение горячего лужения позволяет обходиться без электрического тока, специальных ванн и растворов-электролитов.

Одним из существенных недостатков горячего лужения является трудность, а иногда и невозможность получить в процессе лужения равномерный беспористый слой металла.

Толщина слоя горячего лужения часто колеблется в очень больших пределах.

Изделия неправильной формы с глубокими рельефами покрываются неравномерно, разница в толщине покрытия отдельных участков поверхности бывает значительной. Вследствие этого количество олова, расходуемого на покрытие различного рода изделий бывает очень велико, кроме того, получается значительный угар олова.

К недостаткам горячего лужения относятся также трудность удаления посторонних примесей, загрязняющих расплавленный металл.

Вследствие неравномерной толщины слоя, образования утолщений и наплывов на отдельных участках поверхности, лужение горячим способом изделий с узкими отверстиями, с мелкой нарезкой и т.д. весьма затруднительно, а часто совершенно невозможно.

Горячее лужение широко применяется при изготовлении изделий с внутренними закатанными швами (ведра, тазы, бидоны и т.п.). При этом расплавленное олово заполняя отверстия и закаты швов выполняет роль паяния и гарантирует полную герметичность изделий.

Гальваническое лужение осуществляется двумя способами: в кислых электролитах и щелочных электролитах.

Гальваническое лужение применяют широко, так как оно обеспечивает высокую прочность сцепления покрытия с основным металлом или сплавом на оловянной основе, позволяет получать равномерную и любую заданную толщину покрытия даже на изделиях сложной формы, а также малую пористость покрытия.

Большой рассеивающей и кроющей способностью обладает щелочнные элекролиты, которые применяются для покрытия изделий сложной формы.

Гальваническое лужение по сравнению с горячи лужением является более экономичным по расходу олова или сплавов на оловянной основе.

К недостаткам гальванического лужения относятся: применение ванн специального устройства и более высокая квалификация рабочих. Кроме того, к недостаткам гальванического лужения в щелочных электролитах следует отнести сложность приготовления электролита и неустойчивость состава раствора, что требует постоянного наблюдения и ухода за ванной и анодами.

Материалы для лужения

Процесс лужения связан с использованием веществ для травления, флюсов и полуды. В качестве веществ для травления металлических поверхностей перед лужением применяют разбавленную серную или соляную кислоту, а также купоросное масло.

Чаще всего при травлении используются 15-30%-ным раствором водным раствором серной кислоты.

К наиболее распространенным флюсам, предохраняющим облуживаемую поверхность от окисления, относятся хлористый цинк, нашатырь и канифоль (при паянии меди и латуни).

Хлористый цинк получают, растворяя в соляной кислоте мелкие кусочки цинка.

Для этого в стеклянную или керамическую наливают полстакана кислоты и бросают с перерывами (чтобы не вызвать бурной реакции) кусочки цинка.

Как только цинк перестанет растворяться, флюс готов к употреблению.

Травление серной кислоты сопровождается выделением большого количества вредных газов. Это надо учитывать при выборе места приготовления флюса.

Хлористый аммоний (также называют нашатырем) представляет собой твердое вещество белого цвета, волокнистого строения.

Хлористый аммоний легко растворяется в воде, а при нагревании испаряется, образуя беловатые ядовитые пары.

Хлористый аммоний используют при лужении и паянии в качестве флюсового вещества, так как он хорошо очищает поверхности деталей и изделий от окислов.

Едкий натр, или гидрат окиси натрия, представляет собой кристаллическое вещество.

Легко растворяется в воде, при этом происходит сильное нагревание.

Едкий натр растворяет жиры, на кожу человека действует разрушающим образом, а потому при работе с ним следует соблюдать меры предосторожности.

Двухлористое олово – кристаллическое вещество, легко растворимое в воде и окисляющееся на воздухе.

Двухлористое олово является основным компонентом ванн при электрохимическом лужении.

Полудой служат чистое олово (при лужении посуды) или сплав олова со свинцом.

Подготовка поверхности перед лужением

Чем лучше буде подготовлена поверхность к лужению, тем плотнее и прочнее ляжет покрытие на поверхность изделия.

Порядок и характер подготовки изделий зависит от требований, предъявляемых к изделиям, и от метода нанесения полуды.

Обслуживаемая поверхность должна быть очищена самым тщательном образом от грязи, масла, ржавчины и пленок окислов.

Очищают ее механическим способом – напильником, шабером, стальной щеткой, наждачным полотном, или химическим способом, протравливая разбавленной кислотой, а затем промывая водой.

Обработанную таким путем поверхность посыпают чистым песком, протирают паклей, еще раз промывают, после чего прикасаться к облуживаемой поверхности пальцами уже нельзя.

Инструменты и посуда для лужения

Изделия при лужении измеряют при помощи металлического складного метра, стальной масштабной линейки, штангенциркуля и др.

Лудильные клещи применяют для поддержания изделий. Они весьма удобны для работы и благодаря изогнутым дугообразным щекам обеспечивают беспрепятственный доступ олова к поверхности облуживаемого изделия.

Шаберы применяют для очистки поверхности изделий от посторонних веществ соскабливанием.

Плоские поверхности обрабатывают плоским шабером, снимая слои металла при движении вперед, а вогнутые поверхности – изогнутым шабером, перемещая шабер вбок слева направо. Кроме этих, используют шаберы с загнутым концом для снятия тонкого слоя металла в углах, где трудно работать плоским шабером.

Кисти. Волосяные кисти применяют для смазки изделий кислотой и удаления с них посторонних веществ.

Кисти оберегают от загрязнений и промывают в керосине, так как при пользовании загрязненной кистью нельзя получить чистую поверхность изделия.

Паяльные лампы применяют для нагревания изделий и припоев.

Наиболее распространенными паяльными лампами являются керосиновые.

Они характеризуются емкостью резервуара, длиной пламени и давлением, которое создается в резервуаре при подготовке паяльной лампы к работе.

Применяют керосиновые лампы емкостью 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4 л.

Внимание! Это ознакомительный фрагмент книги.

Если начало книги вам понравилось, то полную версию можно приобрести у нашего партнёра - распространителя легального контента ООО "ЛитРес".

ЛУЖЕНИЕ МЕТАЛЛА

Лужение производится двумя способами: горячим и электролитическим. Горячее лужение выполняют растиранием и погружением. Электролитический способ лужения осуществляется в специальных ваннах методом электролитического осаждения на деталь тонкого слоя олова.
Для лужения пользуются оловом и сплавами на оловянной основе.

Слой олова, покрывающий поверхность металла, является хорошим защитником от коррозии. Поэтому основное условие лужения - покрытие металлической поверхности сплошным и непроницаемым слоем полуды.

Сплавами из олова со свинцом и цинком лудят металлические изделия, чтобы предохранить их от ржавчины. Такие сплавы дешевле чистого олова и надежно защищают металл от окисления.

При лужении пользуются следующими инструментами: шаберами, паяльной лампой, лудильными клещами, щетками, волосяными кистями. Шаберы различных форм и размеров служат для удаления с поверхности деталей окиси, налетов ржавчины. Паяльная лампа используется для нагревания деталей небольших размеров. Лудильные клещи применяют для поддерживания горячих изделий. Щетки для очистки поверхности изделий насаживаются на конец гибкого вала электрической сверлильной машинки. Волосяные кисти служат для смазывания изделий кислотами и очистки их поверхности.

Подготовка изделий - первая операция, с которой начинают лужение.

Чем лучше будет подготовлена поверхность к лужению, тем покрытие плотнее ляжет на поверхность изделия и крепче пристанет к ней.

Порядок и характер подготовки изделий зависят от требований, предъявляемых к ним, и от метода нанесения полуды.

Подготовку изделий к покрытию оловом можно выполнить обработкой щетками, шлифованием или обезжириванием с последующим травлением.

Обработку щетками обычно применяют для изделий, поверхность которых покрыта окалиной или сильно загрязнена. Изделие перед подготовкой промывают чистой водой, а для ускорения обработки используют мелкий песок, пемзу и известь.

Неровности, которые имеются на изделиях, можно удалить шлифованием с помощью абразивных кругов и шкурок.

Для химического обезжиривания поверхностей изделий применяют 5-10-процентный раствор едкого натрия, 10-15-процентный раствор углекислого натрия, 10-15-процентный раствор фосфорнокислого натрия. Растворы обычно подогревают до 50-80°.

После обезжиривания изделия тщательно промывают в чистой воде, сменяемой несколько раз. Признаком полного удаления жировых веществ с изделия служит мелкая смачиваемость его поверхности водой, которая не скатывается отдельными каплями, а растекается по поверхности изделия.

Жировые вещества можно также удалять с помощью венской извести. Минеральные масла удаляют бензином, керосином

и другими растворителями жиров. Однако применять бензин и керосин не рекомендуется, так как они огнеопасны и растворяют жиры неполностью.

Медные, латунные и стальные изделия травят в течение 20-30 мин. в 20-30-процентном водном растворе серной кислоты. Для ускорения травления стальных изделий кислотный состав подогревают.

После травления обработанные детали необходимо тщательно промыть в холодной воде, затем очистить их поверхность смоченным песком и промыть в горячей воде при температуре 80-100°.

Горячее лужение растиранием . Изделие, предварительно подготовленное и смазанное флюсом, нагревают настолько, чтобы наносимое на него олово плавилось и растекалось по поверхности, образуя предохранительное покрытие. Этим способом можно облуживать изделие с обеих сторон.

Флюсом служат хлористый цинк и нашатырь. Подготовленные поверхности изделия смазывают раствором хлористого цинка и нагревают паяльными лампами на переносных или стационарных горнах. Когда хлористый цинк на поверхности изделия закипит, вводят олово, которое, соприкасаясь с нагретой поверхностью, плавится. В этот момент изделие посыпают порошкообразным нашатырем. Затем жидкое олово растирают паклей, распределяя по поверхности равномерным слоем. Если из-за плохой зачистки олово в каком-либо месте не пристанет, это место снова зачищают напильником или шабером, снова подогревают, наносят олово и растирают паклей. Когда изделие остынет, его протирают смоченным песком, промывают водой, сушат.

Горячее лужение погружением . Подготовленные изделия погружают в лудильную ванну на определенный промежуток времени до получения на их поверхности тонкого слоя оловянистого покрытия.

Олово в лудильных ваннах рекомендуется нагревать до 270-300°, т. е. выше температуры его плавления. Перегретое в ванне олово очень быстро окисляется. Лужение при низких температурах (230-240°) невозможно. Продолжительность пребывания изделий в лудильных ваннах зависит от толщины материала изделия, его размеров и колеблется от 0,5 до 1 мин.

Лужение начинают с подготовки изделий; их предварительно обезжиривают и тщательно протравливают до получения металлически чистой, т. е. блестящей или матовой, поверхности. Подготовленное к лужению изделие помещают в лудильную жидкость. Затем его вынимают и, не давая хлористому цинку полностью стечь, погружают в оловянную ванну. В ванне расплавленное олово должно возвышаться над изделием не менее чем на 35-40 мм. Продолжительность пребывания изделия в ванне зависит от требуемой толщины слоя олова.

Извлеченное из ванны изделие энергично встряхивают, рас-

пределяя тем самым олово равномерным слоем и удаляя его излишки. Чтобы нейтрализовать остатки хлористого цинка, остывшее изделие погружают в воду или в слабый водный раствор соды. После этого его вытирают и сушат в чистых древесных опилках.

Если при лужении изделие не помещается в ванну, его погружают насколько возможно, а выступающую из ванны часть обливают оловом, черпая его ложкой. Эту операцию необходимо производить быстро, чтобы не остудить изделие. Если какая-либо часть поверхности изделия не принимает полуду, значит она загрязнена. Тогда нужно быстро очистить эту часть поверхности шабером или напильником и снова ее полудить.

Двойное горячее лужение погружением -наиболее надежный способ лужения, который состоит из двух приемов. Сначала изделие лудят погружением, т. е. после соответствующей подготовки погружают в расплавленное олово, затем промывают в горячем содовом растворе и тщательно высушивают. После этого изделие захватывают клещами и погружают в лудильную ванну с расплавленным оловом, поверх которого налито пальмовое масло или животный жир слоем 10-15 мм.

В лудильную ванну изделия загружают совершенно сухими. Лужение производят быстро, следя за тем, чтобы изделие нагревалось равномерно и чтобы олово имело нужную температуру. Применять какие-либо флюсы при повторном лужении не требуется. Облуженные таким способом изделия имеют блестящую глянцевую поверхность.

Остатки жировых веществ легко удаляют с изделия протиранием его сухими древесными опилками с небольшим добавлением гипса или мела.

Техника безопасности при лужении . При работе с серной и соляной кислотами необходимо строго соблюдать меры предосторожности.

Серная кислота на организм человека действует разрушающе, ее пары опасны. Кроме того, серная кислота огнеопасна, так как при соприкосновении с горючими веществами она их воспламеняет. Серную кислоту необходимо хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками. Бутыли надо оберегать от механических повреждений и держать отдельно от горючих веществ.

Соляная кислота действует на организм человека как разъедающее и раздражающее вещество. Ее также необходимо хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками. Бутыли, в которых хранят кислоты, надо держать в плетеных корзинах с прочными ручками; между стенками корзин и бутылями следует проложить достаточное количество соломы или сена.

При переливании кислоты из бутылей в рабочие сосуды необходимо пользоваться особыми приспособлениями (безопасными воронками, сифонами и т. п.), устраняющими возможность разливания или разбрызгивания ее. При разбавлении серной и соляной кислот водой надо вливать кислоту в воду, а не наоборот.

Работы по травлению материалов или изделий кислотами следует производить в отдельном хорошо вентилируемом помещении.

При двойном лужении погружением необходимо соблюдать меры предосторожности. Так, например, пальмовое масло и жировые вещества при соединении с водой сильно пенятся, поэтому вливать их в лудильную ванну надо осторожно и постепенно, ожидая, пока часть их испарит воду.

Чтобы не вызвать вспышки жировых веществ в лудильных ваннах, олово нельзя перегревать. Для тушения возможных вспышек рядом с лудильной ванной должны находиться сосуд, наполненный содовым раствором, и мочальная кисть. Нескольких взмахов кистью, смоченной содовой водой, обычно бывает достаточно, чтобы потушить пламя, возникшее при вспышке жира.

Лужение находит широкое применение в таких отраслях промышленности, как авиационная, радиотехническая и электротехническая. Этому процессу также подвергаются изделия, используемые для приготовления и хранения пищи. Что такое лужение, для чего используется и как правильно проводится эта операция, и рассмотрим в данной статье.

Для чего делают лужение?

Лужение используют для защиты изделий от коррозии. Для этой процедуры применяют олово или его сплав со свинцом или другими компонентами. Слой, который наносят на металл, называется полудой.

Процедура лужения заключается в подготовке поверхности и последующем нанесении на нее полуды. Поверхность готовят в зависимости от требований, которые предъявляются к изделию и от метода покрытия оловом. Итак, что такое лужение? Это обработка поверхности металлического изделия тонким слоем олова или его сплавов для предохранения от коррозии и последующей припайки к нему других материалов.

Флюсующие вещества

Вещества, которые используются для очистки поверхности изделия перед лужением называют флюсами. Для этого применяют:

• Хлористый аммоний - твердый материал белого цвета, не имеет запаха, хорошо растворяется в воде. Техническое название - нашатырь. Хорошо очищает поверхности из металла от жиров и оксидов.
• Серная кислота - бесцветная маслянистая жидкость, отлично смешивается с водой. Для разведения кислоту медленно вливают в воду. При этом происходит бурная реакция с выделением большого количества тепла. Работать с веществом надо только в перчатках и защитных очках.
• Кальцинированная сода - порошок в виде кристаллов, растворяется в воде с выделением тепла. Для хранения используют стеклянную тару с плотно закрытой крышкой. При попадании воздуха образуется налет.

Все эти вещества качественно очищают поверхность металлических изделий от оксидной пленки, чтобы провести лужение.

Химико-физические свойства олова

Олово - металл серебристо-белого цвета с голубым оттенком, относится к пластичным и ковким материалам. Его плотность составляет 7,3 г/см 3 . Брусок из чистого олова при сгибании издает характерный звук, напоминающий скрип снега под ногами. При содержании каких-то примесей в нем это свойство пропадает. В природе материал встречается только в виде соединений с сурьмой, медью, серой, железом и другими металлами. Одни примеси (железо и висмут) увеличивают хрупкость металла, а другие (цинк и медь) делают его пластичным. При какой температуре плавится олово?

Он легко превращается в жидкость при температуре 232 градуса. В чистом виде металл неактивно вступает в реакцию с кислородом и поэтому продолжительное время сохраняет блеск. Олово очень стойко по отношению к органическим кислотам и прекрасно противостоит атмосферным осадкам. Металл хорошо растворяется в серной и концентрированной соляной, однако с разбавленной кислотой взаимодействует слабо.

Олово и сплавы на оловянной основе

По химическому составу все олово делится на четыре марки:

• 01 - содержит примесей 0,1%;
• 02 - 0,5%;
• 03 - 1, 65%;
• 04 - 3,75%.

Для лужения чаще всего используют первые две марки. О1 - для жести и других металлов, 02 - для кухонной посуды. Облуженные оловом изделия обладают повышенной стойкостью к деформации, выдерживают изгибы и перегибы. Что такое лужение - это покрытие всей поверхности изделия слоем олова, что надежно защищает металл от ржавления. Для обработки изделий, не предназначенных для пищевых продуктов, к олову добавляют свинец или цинк. Такие сплавы хорошо предохраняют его от коррозии и стоят дешевле, чем олово. Для получения белой блестящей полуды используют висмутовые составы - 90 частей олова и 10 - висмута. Оловянно-висмутовые сплавы чаще всего применяют для обработки изделий, имеющих художественную ценность.

Инструменты для лужения

При обработке изделий оловом необходимо иметь следующие инструменты:

• измерительные приборы - используют для определения размеров изделий;
• лудильные клещи - удерживают детали;
• шаберы и волосяные кисти - очищают изделия;
• паяльные лампы - нагревают поверхности.

Процесс нанесения олова на предметы без этих простых приспособлений невозможен.

Подготовка

Что такое лужение? Это процесс покрытия тонким слоем расплавленного олова поверхности изделия, для защиты его от коррозии. Эта процедура пройдет тем успешнее, чем лучше будет зачищена поверхность детали. Перед покрытием оловом проводят следующую обработку:

• Очистку от окалины и грязи. Для этого используют щетки и шаберы.
• Убирают все неровности с помощью абразивного круга или шкурки.
• Химическое обезжиривание. Производят каустической содой, растворяя 10 г порошка в литре воды. В кипящий раствор опускают деталь на 15 минут.
• Минеральные масла убирают керосином или бензином.
• Латунные, стальные и медные изделия очищают подогретой серной кислотой, опуская изделие в раствор на 20 минут.

После обработки детали промывают холодной водой, очищают влажным песком и только потом моют в горячей воде. Процедура подготовки заканчивается просушкой.

Лужение изделия горячим способом

Существует два метода горячего лужения изделий, которые заранее подготовлены для этой процедуры:

1. Лужение растиранием. На поверхность изделия наносят флюс, в качестве которого используют хлористый цинк, и нагревают равномерно изделие паяльными лампами до температуры плавления олова, наносимого от прутка. От соприкосновения с нагретым изделием оно плавится. Затем паклю обсыпают порошкообразным нашатырем и растирают ею нагретую поверхность до равномерного распределения полуды. Закончив лужение, изделие охлаждают, натирают влажным песком, после чего промывают водой и сушат.
2. Лужение погружением. После обработки детали во флюсе ее сразу опускают в ванну для лужения. В ней находится жидкое олово, нагретое выше температуры плавления металла до 270-300 градусов. Нахождение изделия в жидком растворе зависит от его размеров и толщины материала, из которого оно изготовлено. Процесс в среднем занимает от 30 секунд до 1 минуты. Необходимо, чтобы уровень лудильной жидкости был выше обрабатываемого предмета на 40 мм. Излишки полуды снимают паклей с порошкообразным нашатырем. После этого, обработанный предмет промывают чистой водой и высушивают.

Маленькие изделия лудят способом погружения, а большие - растиранием.

Наконечник луженый

Кабельные наконечники используются для оконцовки кабелей и проводов. В зажимах он предназначается для подготовки конца кабеля к совмещению и фиксации с жилой. Для промышленных условий наконечники выпускаются из меди и алюминия и их сплавов. Алюминий устойчив в коррозии, а для увеличения срока службы медных изделий их лудят. в отличие от медного наконечника, подойдет для использования в неблагоприятных климатических условиях.

Кроме того, такие приспособления имеют повышенную устойчивость к агрессивным химическим веществам: соляной, азотной и серной кислоте. Они не подвергаются окислению при длительном хранении и эксплуатации, устойчивы к влаге.

Заключение

С изделиями, обработанными методом лужения, люди встречаются повседневно. Это предметы кухонной утвари: столовые приборы, кухонная посуда, консервные банки и другие изделия, связанные с длительным хранением и транспортировкой пищевых продуктов. Не меньшее применение лужение находит в сферах народного хозяйства. Олово предохраняет контакты деталей радиоаппаратуры от окисления, используется для защиты кабелей и проводов, изготовления жести. Кроме этого, покрытие оловом обеспечивает пластичность материалу, он легко обрабатывается штамповкой, вальцовкой вытяжкой и пайкой.