Slitina cínu a olova se nazývá. Slitiny cínu a olova. Skupina speciálních slitin

Cín a olovo jsou tažné, nízkotavitelné kovy se zvýšenou odolností proti korozi v atmosférických a některých kyselých podmínkách.

Olovo je kov s plošně centrovanou kubickou mřížkou; v pevném stavu neprobíhá alotropní transformace. Bod tání olova je 327 ºС.

Cín může být ve dvou krystalických modifikacích: a-Sn (šedý cín) s diamantovou mřížkou - pod +13ºС a b-Sn (bílý cín) s tělesně centrovanou tetragonální mřížkou. V mrazu se plastový b-cín rozpadá na šedý a-Sn prášek. Tento jev se nazývá cínový mor . Teplota tání cínu je 232 ºС.

Výpočet teplotního prahu rekrystalizace v souladu s pravidlem A.A. Bochvara (Tp = 0,4 Tpl) udává čísla -123 a -147 ºС, tzn. teplotní práh rekrystalizace leží hluboko pod 0 ºС. Tedy plastická deformace olova a cínu při pokojové teplotě je deformací za tepla. Kalení s takovou deformací není u těchto kovů pozorováno.

Hlavní oblastí použití čistého cínu je cínování. Čisté olovo se používá k obložení zařízení na výrobu kyseliny sírové a nádob na kyselinu chlorovodíkovou. Olovo se také používá pro pláště kabelů, které je chrání před korozí půdy.

Důležitou oblastí použití olova a cínu jsou pájky, stejně jako slitiny pro typografická písma, anatomické odlitky a pojistky. Tyto slitiny obsahují kromě olova a cínu také vizmut a kadmium. V párech tvoří všechny tyto prvky systémy s nízkotajícími eutektiky bez mezifází a chemických sloučenin, tzn. tvoří jednoduché eutektické systémy (obrázek 8.8). V ternárních soustavách se mezi těmito prvky tvoří ternární eutektika, která jsou ještě tavitelnější než binární. Teplota tání těchto eutektik je 90-100 ºС. V kvartérním systému těchto složek vzniká kvartérní eutektikum s teplotou tání 70 ºС. Prakticky používaná Woodova slitina se svým složením blíží eutektiku (50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Sn a 12,5 % Cd).

Pro získání ještě více nízkotavitelných slitin se do nich zavádí rtuť, například slitina s obsahem Bi-36 %; Pb-28 %; Cd-6% a Hg - 30% má bod tání 48 ºС.

Jako pájky pro pájení mědi, oceli a mnoha dalších výrobků se používá jak čistý cín, tak slitiny olova a cínu obsahující cín od 3 do 90 % a malé množství antimonu (do 2 % Sb).

Teplota tání pájek závisí na obsahu cínu a lze ji zhruba určit z dvojitého diagramu Pb-Sn. Nejtavitelnější pájkou je slitina s 61% Sn, označená POS 61. Existují slitiny POS 18, POS-40, POS-61, POS 90 atd. Pro typografická písma se používají slitiny olova s ​​antimonem a arsenem (10-16 % Sb a 1-4 % As).

Vynález se týká neželezné metalurgie a může být použit při rafinaci slitin olova a cínu. Slitiny olova a cínu jsou ošetřeny zinkem. Po zavedení zinku jsou slitiny ošetřeny elementární sírou v množství 1–5 % hmotnosti slitiny, která zajišťuje tvorbu sulfidického odstranění zinku a stříbra. Metoda umožňuje zajistit extrakci stříbra ze slitin olova a cínu až do 99 % a bez zapojení dalšího množství drahých kovů organizovat výrobu stříbrných pájek. 3 tab.

Vynález se týká neželezné metalurgie, zejména technologie výroby pájek olova a cínu, a lze jej použít při rafinaci slitin olova a cínu. Známé způsoby získávání stříbra z černého olova extrakcí při teplotách 330-350 o C kovový zinek. Použití těchto metod pro extrakci stříbra ze slitin olova a cínu nedává pozitivní výsledky, protože. v přítomnosti cínu nemá systém olovo-cín-zinek žádné oblasti delaminace. Pokud jde o slitiny obsahující cín na bázi olova, byly navrženy způsoby, které zahrnují zpracování při teplotách 750-950 °C taveninami chloridů a síranů alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Nevýhodou těchto metod je nízká extrakce stříbra (30-40 %), nemožnost provádění procesu ve známých rafinačních zařízeních a nutnost organizovat hydrochemické zpracování strusek obsahujících stříbro. Jako prototyp byl přijat způsob zpracování slitin zinku, známý jako Parkessův proces. Kovový zinek nebo ligatura olovo-zinek se do taveniny obsahující olovo přimíchává při teplotě 330-350 o C. V tomto případě vznikají intermetalické sloučeniny zinek-stříbro, které v důsledku delaminace systému olovo-zinek-stříbro , přecházejí do povrchové vrstvy olova ve formě tzv. stříbřité pěny. Pěna je odstraněna z povrchu a odeslána k recyklaci. Prototypová metoda však neposkytuje extrakci významného množství stříbra ze slitin olova a cínu. To je způsobeno skutečností, že v přítomnosti 5 % nebo více cínu v olovu nedochází k delaminaci systému olovo-cín-zinek-stříbro. Problém zhoršuje skutečnost, že ve skutečných slitinách olova a cínu (pájkách) vyráběných např. v závodě Ryaztsvetmet nepřesahuje obsah stříbra 400 g/t, tzn. řádově méně než u černého olova. Prototypovou metodu nelze použít k extrakci stříbra ze slitin olova a cínu (pájky). Cílem tohoto vynálezu je přeměnit stříbro na rafinační suroviny během úpravy slitin olova a cínu zinkem. Tohoto úkolu je dosaženo tím, že při známém způsobu získávání stříbra ze slitin olova a cínu, včetně jejich úpravy zinkem, podle vynálezu, se slitiny po zavedení zinku upravují elementární sírou v množství 1. -5 % hmotnosti slitiny. Způsob se provádí následovně. Ve slitině olova a cínu, která má v rafinačním kotli teplotu 330-600 o C, interferuje kovový zinek nebo ligatura olova a zinku. Množství přiváděného zinku je 1 až 5 % hmotnosti slitiny. Tavenina při této operaci získává mikroheterogenitu způsobenou tvorbou zinko-stříbrných mikroskupin. Přítomnost cínu ve slitině však neumožňuje separaci zinkové fáze obsahující stříbro jako nezávislého produktu. Po rozpuštění zinku se slitina ošetří elementární sírou v množství 1-5%, tzn. dostatečné k navázání zinku na sulfid zinečnatý. V této fázi dochází nejen k sulfidaci zinku zavedeného do slitiny olova a cínu a s ním spojeného stříbra, ale také k separaci na nezávislou fázi nemísitelnou se slitinou - odstranění krystalického sulfidu zinku a stříbra. Odstranění stříbra se z povrchu slitiny olova a cínu odstraňuje mechanicky nebo odstředěním. V druhém případě slitina po zavedení síry prochází odstředivkou, ve které se krystalický materiál odděluje od kapalné slitiny olova a cínu. Určité množství olova a cínu přechází do odstraňování sulfidu zinku a stříbra. Obsah stříbra v úběru zinek-stříbro je 20-30x vyšší než v původní slitině. Stříbro ze zbytků lze extrahovat jedním ze známých způsobů, například redoxním tavením na stříbrné pájce. V procesu redoxního tavení se síra odstraňuje ve formě oxidu siřičitého, zinku a částečně olova a cínu. Díky tomu je pájka vzniklá při tavení obohacena o stříbro. Novinkou v navrhovaném technickém řešení je následná úprava slitiny elementární sírou po zavedení zinku, která zajistí tvorbu sulfidického zinku odstranění stříbra. Charakteristickým rysem navrhovaného řešení je sekvenční zpracování slitiny olova a cínu se zinkem a elementární sírou a separace odstraňování sulfidu zinečnatého obsahujícího stříbro. Techniky pro sekvenční úpravu slitin zinkem a sírou a odstranění odstranění sulfidu zinečnatého jsme nenašli v patentové a vědecké a technické literatuře. Navržená metoda byla testována a ověřena v laboratorních podmínkách. Příklad 1. V 500 g tažné slitiny olova a cínu obsahující 25,0 % cínu, 0,5 % mědi, 3 % antimonu, 0,1 % niklu, 0,6 % železa, 320 g/t stříbra, zbytek tvoří olovo, za míchání a za stálého míchání. při teplotě 350-400 °C se zavede 5 až 20 g (tj. 1 až 4 hmotn. %) kovového zinku. Doba rozpouštění zinku je 35-65 minut. Po rozpuštění zinku nedocházelo k delaminaci a tvorbě úběru obsahujícího stříbro - stříbřité pěny. Poté byla při stejné teplotě výsledná slitina obsahující zinek ošetřena 15-25 g (3-5 % hmotnosti slitiny) elementární síry, která byla vmíchávána do taveniny po dobu 20-40 minut. Po úpravě slitiny sírou se na povrchu slitiny vytvořil suchý úlomek sulfidu zinku a stříbra. Výstup úběru byl od 2 do 6 % hmotnostních původní surové slitiny olova a cínu. Obsah stříbra v úběrech je 0,32-0,60 %. Výtěžnost stříbra k odstranění závisela na spotřebě zinku a síry (tabulka 1) a při uvedených nákladech činila 53-70 %. Příklad 2. Ve slitině olova a cínu (500 g) (20-25 % cínu, 310-340 g/t stříbra), předem rafinované z mědi, železa a jiných nečistot, je 1-4 % hmotnosti slitiny zinku. zavedeny ve formě slitiny olova a zinku. Zavádění se provádí při teplotě 500 o C a za stálého míchání taveniny po dobu 24-40 minut. Stejně jako v příkladu 1, zavedení zinku neposkytlo vytvoření odstranění obsahujícího stříbro. Po zavedení ligatury olovo-zinek byla teplota taveniny snížena na 350 °C a upravena elementární sírou jejím vmícháním do taveniny olova a cínu obsahující stříbro po dobu 45-60 minut. Spotřeba elementární síry na zpracování slitiny je 3-5% hmotnosti původní slitiny. V důsledku této úpravy se na povrchu taveniny vytvořil suchý úběr, který obsahoval od 0,38 do 0,7 % stříbra. Výtěžek úběrů byl 2,6 až 5,0 % hmotnosti původní slitiny. Těžba stříbra závisela na množství přiváděného zinku a síry dodávané ke zpracování, a pokud je uvedeno v tabulce. 2 výdaje činily 57-63 %. Úběry získané v experimentech 1-12 (tabulka 2) byly podrobeny oxidačnímu vypalování při teplotě 750-950 o C na vzduchu. Výsledný kalcin byl smíchán s oxidem křemičitým (20 %), oxidem vápenatým (10 %), oxidem železa (7 %), koksem (5 % hmotnostních úlomků) a tavil se při teplotě 1250 °C po dobu 30 minut. Výsledkem této úpravy byla získána slitina olova a cínu, která obsahovala 1,25 % stříbra, 35 % cínu a zbytek olova. Podle obsahu stříbra a dalších kovů slitina splňovala GOST 19738-74 pro stříbrnou pájku PSR-1.0. Příklad 3. Slitina olova a cínu rafinovaná z nečistot obsahujících 315 g/t stříbra je legována kovovým zinkem, jehož spotřeba je 1 až 4 % hmotnosti slitiny. Teplota tavení 600 °C. Poté byla tavenina ošetřena 3-5 % hmotn. elementární síry. Zpracování bylo prováděno probubláváním směsí práškové síry a argonu. Spotřeba síry byla 1-5 % hmotnosti úlomků. V důsledku takových operací jsme obdrželi (Tab. 3) odstranění obsahující stříbro, ve kterém byla koncentrace stříbra od 0,4 do 0,8 %. Těžba stříbra v jídle - 53-62%. Úběry byly přímo redoxně nataveny na stříbrnou pájku. K tomu byly úlomky (100 g) smíchány se síranem sodným (15 %), pyrolusitem (10 %), křemenem (15 % hmotnostních úlomků) a zahřáty na teplotu 1150 °C. zatížen redukčním činidlem - koksem v množství 10 % úběrů hmoty a tavení pokračovalo po dobu 60 minut. V důsledku tavení byla získána pájka PSR-1,5 a struska, ve které byl obsah stříbra nižší než 5 g/t. Výtěžnost z odstranění stříbra do pájky PSR-1,5 byla tedy alespoň 99 %. Výsledky uvedené v příkladech 1-3 svědčí o vysoké účinnosti extrakce stříbra ze slitin olova a cínu a možnosti implementace metody na dobře známá a v průmyslu osvojená zařízení. Implementace navržené metody zajistí extrakci stříbra ze slitin olova a cínu a umožní bez zapojení dalšího množství drahých kovů organizovat například v závodě Ryaztsvetmet výrobu stříbrných pájek jakostí PSR- 1,0-1,5. Zdroje informací 1. Loskutov F.M. Metalurgie olova. - M.: Metalurgie, 1965. 2. Certifikát o autorských právech 431249. "Metoda rafinace olova, autoři A.M.Ustimov a N.N. Kubyshev, BI N 21 ze dne 05.06.74. 3. Abdeev M.A.S. Geukin a další Moderní způsoby zpracování olovo-zinkových rud a koncentrátů - M.: Metalurgie, 1964, s. 218-220.

Nárok

1. Způsob získávání stříbra ze slitin olova a cínu, včetně jejich úpravy zinkem, vyznačující se tím, že po zavedení zinku se slitiny olova a cínu upravují elementární sírou v množství 1 až 5 % hmotnosti slitiny.

Cín je měkký a tažný lesklý kov stříbřitě bílé barvy. Vyznačuje se dobrou korozní odolností v atmosférických podmínkách, rozpustný ve zředěných silných kyselinách a koncentrovaných alkáliích. Cín se používá k povlakování (cínování), získávání slitin a pájek pro pájení, jakož i legovacích přísad.

Slitiny cínu jsou systémy cín-antimon-měď a cín-antimon-olovo, které obsahují od 3 do 90 % cínu. Používají se jako antifrikční slitiny - babbity pro lití ložisek a jako pájky. Použití olova snižuje náklady na pájku a zavedení antimonu zvyšuje pevnost svaru.

Vést

Olovo je měkký kujný tvárný kov světle šedé barvy s namodralým nádechem. Mnohem měkčí než cín, krájený nožem a poškrábaný nehtem, snadno vyválený na tenké pláty. Olovo je odolné vůči korozi a řadě chemikálií, zejména kyselině sírové. Tavení olova bylo jedním z prvních metalurgických procesů. Je široce používán v chemickém průmyslu k ochraně zařízení před korozí. Plášte jsou vyrobeny z olova pro ochranu elektrických kabelů, broků, barev a olověných baterií.

slitiny olova

Slitiny olova mají vysokou hustotu a nízkou mechanickou pevnost. Jsou tavitelné a odolné vůči korozi. Slitiny s převahou olova jsou mnohem levnější než slitiny na bázi cínu. Používají se jako antifrikční slitiny - babbity, jako tiskařské slitiny a pájky. Olovo s přídavkem cínu a antimonu se stává mnohem tvrdším.

cín

skalnatá mělčina

Malý skalnatý ostrov bez vegetace

vodní kámen

Dlouhá kamenitá mělčina

G. lesklý povlak na polštář, tenká vrstva na čem, pochva, půlden, zalévání, smalt; matnost na oku, bělavé ztmavnutí průhledné skořápky oka. Hvězda. čelenka, pravděpodobně světlá, lesklá. Hvězda. svrchní oděv, plášť, plášť. Luda se nosí se zlatem. Perm. bahnitá, studená, šedá půda, modrá hlína; tvrdou půdu. Vologda. perm. ovesné vločky s mlékem, např. použitý během terénní práce. Ryaz. zavara, salamata. Keremet, bohyně Voťatska. Lud m. starý. blázen, blázen, blázen. Lud, Lud. oblouk. oslnivý lesk, bělost. Luda Šev. mara nebo potíže, odvrácení očí. Ludu nech, blázen, nech mlhu. Luda arch. dlažební kamenné dno řeky, přírodní podlaha; oblouk. podvodní nebo povrchové ploché kameny, mělčiny; žulové záplaty. Sleď a kořeny se chytají na ludah. Psk. * neopětovaná, otravná osoba. Ludoga petersburg síh, z Ptina Nose, na jezeře Ladoga. Ludik m. ludjak vyat. perm. šedá, bahnitá půda, tvrdnutí na slunci, luda. Ludík jí zem. Ludan m. hvězda. damašková tkanina nebo rod damašek. Psk. hedvábná věc, jako šátek, zástěra. Ludan, ludan penz. hedvábí. Luduška nebo ludka, ludushka. oblouk. olon. luda, ve významu mělké, kamenné a staré. niva, často průjmový ostrůvek. Něco pocínujte, zalijte polomlékem, roztaveným cínem; cínové měděné nádobí, železné plechy, přeměňující je na cín nebo bílé železo. Podvádět, podvádět. - Xia, zblázni se. Vylíhněte hrnec, znovu je všechny pocínujte. Puddle St ludka o. akce podle hodnoty vb. Dřít se, šťourat se s někým, žertem. bít, bít, bít. Ludilny, související s cínem. Mistr kutilství. Pocínovací dílna, kde se kutily. Tinker m. kdo cínuje nádobí. Ludila, bojovnice, tyran. -shchikov, patřící jemu.; - shchichiy, odkazující na něj obecně. Lude, slepý s leskem, bělostí, leskem, zrcadlem. Na slunci se nafukuje sníh. Stříbrné ludeet v kovárně

Stoneman. ostrov

Stoneman. mělký

skalnatý ostrov

kámen z vody

Kámen vyčnívající z vody; pobřežní mělčiny

Malý skalnatý a holý ostrov

Malý skalnatý ostrov

Slitina pro dráteníka

cínovací slitina

skalnatá mělčina

Kalafuna

Dlouhá kamenitá mělčina

Pobřežní skalnatá mělčina

A slitiny tohoto materiálu mají určité vlastnosti, které jsou dány jejich výchozím stavem.

Obecný popis cínu

Zde je důležité poznamenat, že se rozlišují dva druhy této suroviny. První typ se nazývá bílý cín a jedná se o β-modifikaci této látky. Druhým typem je modifikace α, která je známější jako cínová šedá. Při přechodu z jedné modifikace na druhou, konkrétně z bílé na šedou, dochází k silné změně objemu látky, protože dochází k procesu, jako je rozptyl kovu na prášek. Tato vlastnost se obvykle nazývá Zde je také důležité poznamenat, že jednou z nejvíce negativních vlastností cínu je jeho sklon k mrazu. Jinými slovy, při teplotách od -20 do +30 stupňů Celsia může začít samovolný přechod z jednoho stavu do druhého. Kromě toho bude přechod pokračovat, i když se teplota zvýší, ale po zahájení procesu. Suroviny se proto musí skladovat na místech s poměrně vysokou teplotou.

Vlastnosti cínu a olova

Stojí za zmínku, že cín, olovo a slitiny těchto materiálů mají poměrně málo společných vlastností. Například čím je cín čistší, tím vyšší je šance, že bude zasažen morem. Olovo zase neprožívá alotropní transformace vůbec.

Je však třeba také poznamenat, že ke zpomalení tohoto druhu přeměny cínu se používají další látky. Nejlépe se ukázaly materiály jako vizmut a antimon. Přídavek těchto látek v objemu 0,5 % sníží rychlost alotropní přeměny téměř na 0, což znamená, že bílý cín lze považovat za zcela stabilní. Zde lze také poznamenat, že v menší míře, ale přesto se ke stejnému účelu používá slitina cínu a olova.

Pokud mluvíme o vlastnostech olova, pak má vyšší bod tání - 327 stupňů Celsia než cín - 232 stupňů. Hustota olova při pokojové teplotě je 11,34 g/cm3.

Charakteristika cínu a olova

Stojí za to začít s tím, že k rekrystalizaci mechanicky zpevněného cínu, olova a slitin dochází při teplotě, která je považována za teplotu nižší než pokojová. Z tohoto důvodu je proces jejich zpracování horký.

Obecným ukazatelem byla odolnost vůči korozi za atmosférických podmínek. Drobný rozdíl však spočívá v odolnosti vůči korozi pod vlivem minoritních látek. Olovo se například nejlépe projevuje při interakci s koncentrovanými kompozicemi některých kyselin – sírové, fosforečné atd. Cín zase nejlépe odolává roztokům z potravinářských kyselin. Rozsah těchto látek samostatně je také odlišný. Cín je široce používán pro cínování cínu, zatímco olovo našlo své uplatnění pro obložení zařízení na výrobu kyseliny sírové.

Slitinové systémy

Zde je důležité začít tím, že slitina cínu a olova je ještě tavnějším materiálem než samostatně. Takové směsi se nejvíce používají jako pájky, pro výrobu typografických písem, pro odlévání zápalnic atd. Takový systém jako "cín - olovo" patří do skupiny eutektického typu. Důležitou vlastností všech materiálů patřících do této kategorie je, že jejich teplota tání se pohybuje v rozmezí 120 až 190 stupňů Celsia. Kromě toho existují skupiny ternárních eutektik. Příkladem je systém slitiny cín-olovo-zinek. Teplota tání takových materiálů klesá ještě níže a její hranice je 92-96 stupňů Celsia. Pokud do slitiny přidáte čtvrtou složku, pak teplota tání klesne na 70 stupňů. Pokud mluvíme o použití slitiny cínu s olovem jako pájky, pak se do jejich složení nejčastěji zavádí až 2% látky, jako je antimon. To se provádí za účelem zlepšení toku pájky. Zde stojí za zmínku, že teplotu tání lze řídit poměrem "cín/olovo". Nejtavitelnější suroviny se taví rychlostí 190 stupňů.

babbits

Již jsme přišli na název slitiny cínu a olova - jedná se o eutektikum. Tato skupina látek s takovým složením se nejvíce používá při výrobě ložiskových slitin, kterým se říká „babbits“. Tento materiál se používá jako výplň do ložiskových pánví. Zde je nejdůležitější zvolit správný materiál, aby mohl snadno zajíždět do hřídele. Na první pohled se zdá, že hmota slitin cínu a olova s ​​různými pájkami je vynikajícím východiskem. Ve skutečnosti to však není tak úplně pravda. Takové materiály se ukázaly být příliš měkké a koeficient tření mezi hřídelí a takovou vložkou byl vysoký. Jinými slovy, během provozu se příliš zahřívaly, kvůli tomu se na hřídel začaly „lepit“ kovy s nízkou teplotou tání. Aby se tomuto nedostatku zabránilo, začalo se přidávat malé množství více pevných látek. Tímto způsobem byl získán materiál, který je měkký i tvrdý zároveň.

Složení látky

Aby se dosáhlo takové látky, která má přímo opačné vlastnosti, byly použity následující látky. Nejdůležitější je, že leží bezprostředně ve dvoufázové oblasti α + β. Krystaly β-fáze jsou obohaceny pájkou jako je antimon. Působí jako pevné křehké látky. Krystaly α-fáze jsou zase měkkou a plastovou základnou. Aby se předešlo takovým nedostatkům, jako je tání pevných krystalů a jejich vzestup, přidává se do směsi další složka - měď. Z kousku slitiny olova a cínu s přídavkem některých dalších látek tak lze vytvořit ložiskový materiál babbit, který v sobě spojuje dvě protikladné kvality - tvrdost a měkkost. Babbit B83 se stal klasickým a nejrozšířenějším produktem této značky. Složení této slitiny je následující: 83 % Sn; 11 % Sb; 6 % Cu.

Alternativní

Za zmínku stojí, že z hlediska hospodárnosti jsou babbitky na bázi cínu velmi nevýhodné, protože tento materiál stojí poměrně hodně. Samotný cín je navíc považován za nedostatkovou látku. Z těchto dvou důvodů byla vyvinuta alternativní ložiska na bázi olova, antimonu a mědi. V tomto složení působí krystaly antimonu jako pevná báze. Měkká základna je přímá slitina olova a antimonu. Měď se zde používá stejně jako olovo v předchozím složení, to znamená, aby se zabránilo vyplavování pevných krystalů báze.

Zde však stojí za zmínku nedostatky. Eutektikum olovo/antimon není tak tvárné jako fáze cínu. Proto takto vyrobené díly trpí rychlým opotřebením. Na úroveň tento nedostatek, ještě musíte přidat trochu cínu. Použití ternárních eutektik není příliš běžné.