Сплав от калай и олово се нарича. Калаени и оловни сплави. Група специални сплави

Калайът и оловото са пластични, нискотопими метали, с повишена устойчивост на корозия при атмосферни и някои киселинни условия.

Оловото е метал с гранецентрирана кубична решетка; не изпитва алотропни трансформации в твърдо състояние. Точката на топене на оловото е 327 ºС.

Калайът може да бъде в две кристални модификации: a-Sn (сив калай) с диамантена решетка - под +13 ºС и b-Sn (бял калай) с обемно-центрирана тетрагонална решетка. При замръзване пластмасовият b-калай се разпада на сив a-Sn прах. Това явление се нарича калаена чума . Точката на топене на калая е 232 ºС.

Изчисляване на температурния праг на прекристализация в съответствие с правилото на A.A. Бочвара (T p = 0,4 T pl) дава цифрите -123 и -147 ºС, т.е. температурният праг на рекристализация е доста под 0 ºС. Така пластичната деформация на олово и калай при стайна температура е гореща деформация. При тези метали не се наблюдава втвърдяване с такава деформация.

Основната област на приложение на чистия калай е калайдисването. Чистото олово се използва за облицовка на инсталации за сярна киселина и контейнери за солна киселина. Оловото се използва и за кабелни обвивки, за да ги предпази от корозия на почвата.

Важна област на приложение на оловото и калая са спойките, както и сплавите за типографски шрифтове, анатомични отливки и предпазители. Тези сплави съдържат освен олово и калай, бисмут и кадмий. По двойки всички тези елементи образуват системи с евтектика с ниска топимост без междинни фази и химични съединения, т.е. образуват прости евтектични системи (Фигура 8.8). В тройните системи между тези елементи се образуват тройни евтектики, които са дори по-топими от бинарните. Температурата на топене на тези евтектики е 90-100 ºС. В кватернерната система на тези компоненти се образува кватернерна евтектика с точка на топене 70 ºС. Практически използваната сплав на Wood е близка до евтектиката по своя състав (50% Bi, 25% Pb, 12,5% ​​Sn и 12,5% ​​Cd).

За да се получат още по-ниско топими сплави, в тях се въвежда живак, например сплав със съдържание на Bi-36%; Pb-28%; Cd-6% и Hg - 30% има точка на топене 48 ºС.

Като спойки за запояване на мед, стомана и много други продукти се използват както чист калай, така и оловно-калаени сплави, съдържащи калай от 3 до 90% и малко количество антимон (до 2% Sb).

Точката на топене на припоите зависи от съдържанието на калай и може грубо да се определи от двойната диаграма Pb-Sn. Най-топимата спойка е сплав с 61% Sn, обозначена с POS 61. Има сплави POS 18, POS-40, POS-61, POS 90 и др. За типографски шрифтове се използват оловни сплави с антимон и арсен (10-16% Sb и 1-4% As).

Изобретението се отнася до цветната металургия и може да се използва при рафинирането на оловно-калаени сплави. Оловно-калаените сплави се обработват с цинк. След въвеждането на цинк сплавите се обработват с елементарна сяра в количество от 1–5% от теглото на сплавта, което осигурява образуването на сулфидно отстраняване на цинк-сребро. Методът позволява да се осигури извличането на сребро от оловно-калаени сплави до 99% и без да се включва допълнително количество благородни метали, да се организира производството на сребърни припои. 3 табл.

Изобретението се отнася до цветната металургия, по-специално до технологията на производство на оловно-калаени припои и може да се използва при рафинирането на оловно-калаени сплави. Известни са методи за извличане на сребро от черно олово чрез екстракция на метален цинк при температури от 330-350 o C. Използването на тези методи за извличане на сребро от оловно-калаени сплави не дава положителни резултати, т.к. в присъствието на калай системата олово-калай-цинк няма области на разслояване. По отношение на сплави, съдържащи калай на базата на олово, са предложени методи, които включват обработка при температури от 750-950 o C със стопилки на хлориди и сулфати на алкални, алкалоземни метали. Недостатъците на тези методи са ниското извличане на сребро (30-40%), невъзможността за провеждане на процеса в известни рафиниращи апарати и необходимостта от организиране на хидрохимична обработка на сребросъдържащи шлаки. Като прототип е възприет метод за обработка на цинкови сплави, известен като процес на Паркес. Цинковият метал или оловно-цинковата лигатура се смесват в съдържащата олово стопилка при температура 330-350 o C. В този случай се образуват цинк-сребърни интерметални съединения, които поради разслояване на системата олово-цинк-сребро , преминават в повърхностния слой олово под формата на така наречената сребриста пяна. Пяната се отстранява от повърхността и се изпраща за рециклиране. Прототипният метод обаче не осигурява извличането на значителни количества сребро от оловно-калаени сплави. Това се дължи на факта, че при наличие на 5% или повече калай в оловото системата олово-калай-цинк-сребро не се разслоява. Проблемът се утежнява от факта, че в истинските оловно-калаени сплави (припои), произведени например в завода Рязцветмет, съдържанието на сребро не надвишава 400 g/t, т.е. порядък по-малко, отколкото в черния олово. По този начин прототипният метод не може да се използва за извличане на сребро от оловно-калаени сплави (припои). Целта на настоящото изобретение е да превърне среброто в суровини за рафиниране по време на обработката на оловно-калаени сплави с цинк. Тази задача се постига с факта, че при известния метод за извличане на сребро от оловно-калаени сплави, включително обработката им с цинк, съгласно изобретението, след въвеждането на цинк сплавите се обработват с елементарна сяра в количество 1 -5% от теглото на сплавта. Методът се осъществява по следния начин. В оловно-калаената сплав, която е при температура 330-600 o C в рафиниращия котел, се намесва метален цинк или оловно-цинкова лигатура. Количеството на въведения цинк е 1-5% от теглото на сплавта. По време на тази операция стопилката придобива микрохетерогенност, причинена от образуването на микрогрупи цинк-сребро. Наличието на калай в сплавта обаче не позволява сребросъдържащата цинкова фаза да се отдели като самостоятелен продукт. След разтварянето на цинка сплавта се обработва с елементарна сяра в количество 1-5%, т.е. достатъчен за свързване на цинк към цинков сулфид. На този етап се случва не само сулфидирането на цинка, въведен в сплавта олово-калай и свързаното с него сребро, но и отделянето в независима фаза, несмесваща се със сплавта - отстраняване на кристален сулфид цинк-сребро. Отстраняването на среброто се отстранява от повърхността на оловно-калаената сплав механично или чрез центрофугиране. В последния случай сплавта след въвеждането на сяра преминава през центрофуга, в която кристалният материал се отделя от течната оловно-калаена сплав. Определено количество олово и калай преминава в сулфидно цинково-сребърно отстраняване. Съдържанието на сребро при отстраняване на цинк-сребро е 20-30 пъти по-високо, отколкото в оригиналната сплав. Среброто от остатъци може да бъде извлечено по един от известните методи, например редокс топене върху сребърна спойка. В процеса на редокс топене сярата се отстранява под формата на серен диоксид, цинк и частично олово и калай. Благодарение на това спойката, образувана по време на топенето, се обогатява със сребро. Новото в предложеното техническо решение е последващата обработка на сплавта с елементарна сяра след въвеждането на цинк, което осигурява образуването на сулфидно отстраняване на цинк-сребро. Отличителна черта на предложеното решение е последователната обработка на сплавта олово-калай с цинк и елементарна сяра и отделянето на сребросъдържащия цинков сулфид. Техники за последователно третиране на сплави с цинк и сяра и отстраняване на отстраняванията на цинков сулфид не бяха намерени от нас в патентната и научна и техническа литература. Предложеният метод е тестван и проверен в лабораторни условия. Пример 1. В 500 g чернова оловно-калаена сплав, съдържаща 25,0% калай, 0,5% мед, 3% антимон, 0,1% никел, 0,6% желязо, 320 g/t сребро, останалото е олово, чрез разбъркване и при температура 350-400 o C въведени от 5 до 20 g (т.е. от 1 до 4 тегл.%) метален цинк. Продължителността на разтваряне на цинка е 35-65 минути. След разтварянето на цинка не е имало разслояване и образуване на сребросъдържащо отстраняване - сребриста пяна. След това, при същата температура, получената съдържаща цинк сплав се обработва с 15-25 g (3-5% от теглото на сплавта) елементарна сяра, която се смесва в стопилката в продължение на 20-40 минути. След обработката на сплавта със сяра, върху повърхността на сплавта се образува сух отстранен цинк-сребърен сулфид. Резултатът от отстраняването беше от 2 до 6% от теглото на оригиналната сурова оловно-калаена сплав. Съдържанието на сребро в извадките е 0,32-0,60%. Възстановяването на среброто за отстраняване зависи от потреблението на цинк и сяра (Таблица 1) и при посочените разходи възлиза на 53-70%. Пример 2. В оловно-калаена сплав (500 g) (20-25% калай, 310-340 g / t сребро), предварително рафинирана от мед, желязо и други примеси, 1-4% от теглото на цинковата сплав е въвежда се под формата на оловно-цинкова сплав. Въвеждането се извършва при температура 500 o C и непрекъснато разбъркване на стопилката в продължение на 24-40 минути. Както в пример 1, въвеждането на цинк не осигурява образуването на сребросъдържащо отстраняване. След въвеждането на оловно-цинковата лигатура температурата на стопилката се понижава до 350 o C и се обработва с елементарна сяра чрез смесването й в съдържаща сребро оловно-калаена стопилка за 45-60 минути. Разходът на елементарна сяра за обработка на сплавта е 3-5% от теглото на изходната сплав. В резултат на тази обработка се образува сухо отстраняване на повърхността на стопилката, която съдържа от 0,38 до 0,7% сребро. Добивът от отстраняването е 2,6-5,0% от теглото на оригиналната сплав. Извличането на сребро зависи от количеството въведен цинк и подадената за преработка сяра и когато е посочено в табл. 2 разходи възлизат на 57-63%. Отстраняванията, получени в експерименти 1-12 (табл. 2), се подлагат на окислително изпичане при температура 750-950 o C на въздух. Полученият калцин се смесва със силициев диоксид (20%), калциев оксид (10%), железен оксид (7%), кокс (5% от теглото на отстранените) и се стопява при температура от 1250 o C в продължение на 30 минути. В резултат на тази обработка се получава оловно-калаена сплав, която съдържа 1,25% сребро, 35% калай и останалото олово. Според съдържанието на сребро и други метали сплавта отговаря на GOST 19738-74 за сребърен припой клас PSR-1.0. Пример 3. Оловно-калаена сплав, рафинирана от примеси, съдържаща 315 g / t сребро, се легира с метален цинк, чийто разход е 1-4% от теглото на сплавта. Температура на топене 600 o C. След това стопилката се обработва с 3-5 тегл.% елементарна сяра. Третирането се извършва чрез барботиране със смес от прахообразна сяра и аргон. Потреблението на сяра е 1-5% от теглото на извозванията. В резултат на такива операции получихме (табл. 3) сребросъдържащо отстраняване, при което концентрацията на сребро е от 0,4 до 0,8%. Извличане на сребро в яде - 53-62%. Отстранените бяха директно разтопени редокс върху сребърен припой. За тази цел остатъците (100 g) се смесват с натриев сулфат (15%), пиролузит (10%), кварц (15% от теглото на остатъците) и се нагряват до температура 1150 o C. Получената стопилка се заредени с редуциращ агент - кокс в количество 10% от масовите отстраняване и топенето продължи 60 минути. В резултат на топенето са получени припой клас PSR-1,5 и шлака, в които съдържанието на сребро е по-малко от 5 g/t. По този начин, възстановяването от отстраняването на сребро в припой PSR-1.5 е най-малко 99%. Резултатите, дадени в примери 1-3, свидетелстват за високата ефективност на извличането на сребро от оловно-калаени сплави и възможността за прилагане на метода на добре познато и усвоено в индустрията оборудване. Прилагането на предложения метод ще осигури извличането на сребро от оловно-калаени сплави и ще позволи, без да включва допълнително количество благородни метали, да организира например в завода Ryaztsvetmet производството на сребърни припои от степени PSR- 1,0-1,5. Източници на информация 1. Лоскутов Ф.М. Металургия на оловото - М .: Металургия, 1965 г. 2. Сертификат за авторско право 431249. "Метод за рафиниране на олово, автори А. М. Устимов и Н. Н. Кубишев, BI N 21 от 05.06.74 г. 3. Абдеев М. А. , Геукин Л. С. и др. Съвременни начинипреработка на оловно-цинкови руди и концентрати - М.: Металургия, 1964, с. 218-220.

Иск

Метод за извличане на сребро от оловно-калаени сплави, включително обработката им с цинк, характеризиращ се с това, че след въвеждането на цинк, оловно-калаените сплави се обработват с елементарна сяра в количество 1-5% от теглото на сплавта.

Калайът е мек и пластичен лъскав метал със сребристо-бял цвят. Характеризира се с добра устойчивост на корозия при атмосферни условия, разтворим в разредени силни киселини и концентрирани основи. Калайът се използва за покритие (калайдисване), получаване на сплави и спойки за запояване, както и легиращи добавки.

Калаените сплави са системи калай-антимон-мед и калай-антимон-олово, които съдържат от 3 до 90% калай. Използват се като антифрикционни сплави - бабити за заливане на лагери и като припои. Използването на олово намалява цената на спойката, а въвеждането на антимон увеличава якостта на заваръчния шев.

Водя

Оловото е мек ковък пластичен метал със светлосив цвят със синкав оттенък. Много по-мек от тенекия, реже се с нож и се драска с нокът, лесно се разточва на тънки листове. Оловото е устойчиво на корозия и редица химикали, особено сярна киселина. Топенето на олово е един от първите металургични процеси. Използва се широко в химическата промишленост за защита на оборудването от корозия. Обвивките са направени от олово за защита на електрически кабели, изстрели, боя и оловни батерии.

оловни сплави

Оловните сплави имат висока плътност и ниска механична якост. Те са топими и устойчиви на корозия. Сплавите с преобладаващо олово са много по-евтини от тези на базата на калай. Използват се като антифрикционни сплави - бабити, като печатни сплави и припои. Оловото с добавки от калай и антимон става много по-твърдо.

калай

скалиста плитчина

Малък скалист остров без растителност

воден камък

Дълга скалиста плитчина

Ж. лъскава калъфка, тънък слой върху какво, обвивка, полудневна, поливане, емайл; тъпота на окото, белезникаво потъмняване на прозрачната обвивка на окото. звезда. лента за глава, вероятно лека, лъскава. звезда. връхни дрехи, наметало, мантия. Луда се носи със злато. перм. тинеста, студена, сива почва, синя глина; твърда почва. Вологда. къдрене овесени ядки с мляко, напр. използвани по време на работа на терен. Ряз. завара, саламата. Керемет, богинята на Вотяцк. Луд м. стар. луд, глупав, луд. Луд, луд. арх. ослепителен блясък, белота. Луда Сев. мара или неприятности, отклонявайки очите. Луду нека, глупак, нека мъглата. Луда арх. речно дъно от плоча, естествена настилка; арх. подводни или повърхностни плоски камъни, плитчини; гранитни петна. На луда се ловят херинга и корени. Psk. * несподелен, досаден човек. Лудога петербург бяла риба, от Ptina Nose, на езерото Ладога. лудик м. лудяк вят. къдрене сива, тинеста почва, втвърдяваща се на слънце, луда. Лудик яде земята. Лудан м. звезда. дамаска тъкан, или дамаска род. Psk. копринено нещо, като шал, престилка. Лудан, лудан пенз. коприна. Лудушка или лудка, лудушка. арх. олон. luda, в смисъл плитък, каменен и стар. заливна низина, често диаричен остров. Калайдисвайте нещо, покрийте го с полумляко, разтопен калай; калайдисване на медни съдове, железни листове, превръщането им в калай или бяло желязо. Да мами, да мами. - Сия, бъди луд. Излюпете гърнето, оформете ги всички отново. Локва ср ludka относно. действие по стойност vb. Да бърникам, да бърникам с някого, на шега. бия, бия, устройвам свада. Ludilny, свързан с калай. Майстор на бърникане. Тенекеджийска работилница, където те калайджия. калайджия м. който калайдисва съдове. Лудила, боец, побойник. -щиков, принадлежащ на него.; - щичий, отнасящ се до него като цяло. Луд, щора с блясък, белота, блясък, огледало. Сняг се издига на слънце. Сребърен лудет в ковачницата

Стоунмен. остров

Стоунмен. плитък

скалист остров

камък от вода

Камък, стърчащ от водата; крайбрежни плитчини

Малък скалист и гол остров

Малък скалист остров

Сплав за калайджия

калайдисваща сплав

скалиста плитчина

колофон

Дълга скалиста плитчина

Крайбрежна скалиста плитчина

И сплавите от този материал имат определени свойства, които се дължат на първоначалното им състояние.

Общо описание на калая

Тук е важно да се отбележи, че се разграничават два вида от тази суровина. Първият тип се нарича бял калай и е β-модификацията на това вещество. Вторият тип е α модификацията, която е по-известна като калаено сиво. При преминаване от една модификация към друга, а именно от бяло към сиво, има силна промяна в обема на веществото, тъй като възниква процес като разпръскването на метал в прах. Това свойство обикновено се нарича Тук също е важно да се отбележи, че едно от най-негативните свойства на калая е неговата склонност към замръзване. С други думи, при температури от -20 до +30 градуса по Целзий може да започне спонтанен преход от едно състояние в друго. В допълнение, преходът ще продължи дори ако температурата се повиши, но след като процесът е започнал. Поради това суровините трябва да се съхраняват на места с доста висока температура.

Свойства на калая и оловото

Струва си да се каже, че калайът, оловото и сплавите на тези материали имат доста общи свойства. Например, колкото по-чист е калайът, толкова по-голям е шансът да бъде засегнат от чумата. Оловото, от своя страна, изобщо не претърпява алотропни трансформации.

Все пак трябва да се отбележи, че се използват допълнителни вещества за забавяне на този вид трансформация в калай. Най-добре се показаха материали като бисмут и антимон. Добавянето на тези вещества в обем от 0,5% ще намали скоростта на алотропната трансформация почти до 0, което означава, че белият калай може да се счита за напълно стабилен. Тук също може да се отбележи, че в по-малка степен, но все пак, за същата цел се използва сплав от калай и олово.

Ако говорим за свойствата на оловото, то има по-висока точка на топене - 327 градуса по Целзий, отколкото калая - 232 градуса. Плътността на оловото при стайна температура е 11,34 g/cm 3 .

Характеристики на калай и олово

Струва си да започнем с факта, че прекристализацията на калай, олово и сплави се извършва при температура, която се счита за по-ниска от стайната. Поради тази причина процесът на тяхната обработка е от горещ тип.

Общият показател беше устойчивостта на корозия при атмосферни условия. Въпреки това, малка разлика е в устойчивостта на корозия под въздействието на второстепенни вещества. Например, оловото се проявява най-добре при взаимодействие с концентрирани състави на определени киселини - сярна, фосфорна и др. Калайът от своя страна е най-устойчив на разтвори от хранителни киселини. Обхватът на тези вещества поотделно също е различен. Калайът се използва широко за калайдисване на калай, докато оловото е намерило приложение за облицовка на оборудване за производство на сярна киселина.

Системи от сплави

Тук е важно да започнем с факта, че сплав от калай и олово е още по-топим материал, отколкото поотделно. Такива смеси се използват най-широко като спойки, за производство на типографски шрифтове, за леене на предпазители и др. Такава система като "калай - олово" принадлежи към групата на евтектичния тип. Важно свойство на всички материали, принадлежащи към тази категория, е, че тяхната температура на топене е в диапазона от 120 до 190 градуса по Целзий. Освен това има групи от трикомпонентни евтектики. Пример за това е системата от сплав калай-олово-цинк. Температурата на топене на такива материали пада още по-ниско и нейната граница е 92-96 градуса по Целзий. Ако добавите четвърти компонент към сплавта, тогава температурата на топене ще падне до 70 градуса. Ако говорим за използването на сплав от калай с олово като спойка, тогава най-често в техния състав се въвежда до 2% от вещество като антимон. Това се прави, за да се подобри потока на спойката. Тук си струва да се отбележи, че температурата на топене може да се контролира чрез съотношението "калай/олово". Най-топимите суровини се топят със скорост 190 градуса.

бабити

Вече разбрахме името на сплавта от калай и олово - това е евтектика. Тази група вещества с такъв състав се използва най-широко при производството на лагерни сплави, които се наричат ​​"бабити". Този материал се използва като пълнеж за лагерни корпуси. Най-важното тук е да изберете правилния материал, така че да може лесно да влезе във вала. На пръв поглед изглежда, че масата от калаени и оловни сплави с различни спойки е отличен изход. В действителност обаче това не е съвсем вярно. Такива материали се оказаха твърде меки и коефициентът на триене между вала и такава вложка беше висок. С други думи, по време на работа те се нагряват твърде много, поради което металите с ниска топимост започват да се "залепват" към вала. За да се избегне този недостатък, започна да се добавя малко количество повече твърди вещества. По този начин се получи материал, който е едновременно мек и твърд.

Съставът на веществото

За да се постигне такова вещество, което има точно противоположни характеристики, са използвани следните вещества. Най-важното е, че те лежат непосредствено в двуфазната област α + β. Кристалите на β-фазата са обогатени с припой като антимон. Те действат като твърди крехки вещества. Кристалите α-фаза от своя страна представляват мека и пластична основа. За да се избегнат такива недостатъци като топенето на твърди кристали и тяхното издигане, към сместа се добавя друг компонент - мед. По този начин от парче сплав от олово и калай с добавяне на някои други вещества е възможно да се създаде материал за бабитов лагер, който съчетава две противоположни качества - твърдост и мекота. Babbit B83 стана класическият и най-разпространеният продукт на тази марка. Съставът на тази сплав е както следва: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

алтернатива

Струва си да се отбележи, че от гледна точка на икономиката бабитите на базата на калай са много неблагоприятни, тъй като този материал струва доста. Освен това самият калай се счита за дефицитно вещество. Поради тези две причини са разработени алтернативни лагери на базата на олово, антимон и мед. В този състав кристалите антимон действат като твърда основа. Меката основа е директна сплав от олово и антимон. Медта се използва тук по същия начин като оловото в предишния състав, тоест, за да се предотврати изплуването на твърди основни кристали.

Тук обаче си струва да споменем недостатъците. Оловно/антимоновата евтектика не е толкова пластична, колкото калаената фаза. Поради това изработените по този начин части страдат от бързо износване. За изравняване този недостатък, все още трябва да добавите малко калай. Използването на трикомпонентни евтектики не е много често срещано.