8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Можно ли паять сплавом розе: Сказ о сплаве Розе и отвалившейся КРЕНке / Хабр

Содержание

Легкоплавкие сплавы: сплав Розе, Вуда и другие

Всем привет! С вами магазин Electronoff.ua.

В одном из прошлых выпусков мы спросили, будет ли интересным видео о различных типах припоев, которые не так часто используются в электротехнике и других областях. Получив достаточное количество отзывов об этом (чему мы очень рады!), было принято решение снять об этом видео.

Итак, это видео мы уделим низкотемпературным сплавам. Расскажем о них, их применении, а потом скажем об одном очень важном нюансе в работе с низкотемпературными сплавами, так что досмотрите до конца.

Самая удивительная вещь в этих сплавах — то, что сами по себе металлы в их составе имеют температуру плавления значительно выше, чем в итоговом сплаве. Но их соединение вместе образует новый материал, разительно отличающийся по свойствам от его составляющих.

Сплав Розе

Наиболее распространенный сплав — это сплав Розе. Его температура плавления — 94 °C. а состоит он из привычного нам оловяно-свинцового припоя в немного других соотношениях, но с добавлением необычного металла — висмута. Самое популярное соотношение — это 25% олова, 25% свинца и 50% висмута. Добавление такого элемента позволило два раза уменьшить температуру плавления припоя в сравнении с обычным ПОС60.

Кстати, интересно, что похожий по составу сплав Сплав Ньютона, собственно, сам Ньютон получил еще в 1701 году. У него сплав состоял на 50% из висмута (Bi), 31,2% из свинца (Pb) и 18,8% из олова (Sn). А температура плавления была 97 градусов.

Сфера применения сплава Розе не ограничивается радиотехникой. Да, в основном его применяют для лужения дорожек на плате (поскольку при такой температуре отсутствует риск их перегреть, чтобы они не отвалились), а еще для безопасного выпаивания компонентов — поскольку даже при смешивании сплава Розе и обычного припоя прямо на плате температура плавления последнего существенно уменьшается. Также он широко используется в плавких электрических предохранителях. Но, кроме этого, многие используют сплав в литье различных статуэток, других предметов исскуства и даже технологических изделий.

Сплавом Розе не рекомендуется паять платы по понятной причине — для большинства радиодеталей 95 градусов — высокая, но вполне допустимая рабочая температура. Расплавление припоя при такой температуре ни к чему особо хорошему не приведет. При нагреве наши детали будут, скажем так, самостоятельно вываливаться с платы для охлаждения.

Сплав Розе похож на сплав Вуда (о нем мы скажем далее), но отличается от него меньшей токсичностью, так как не содержит кадмий.

Сплав Вуда

Сплав Вуда практически так же широко популярен, как и сплав Розе. Он имеет еще меньшую температуру плавления (около 68°С), так что мог бы быть еще более популярным, если бы не один важнейший недостаток — кадмий в его составе является канцерогеном, он очень вреден и опасен для здоровья, особенно пары его оксида, которые как раз и выделяются при пайке.

Тем не менее, в радиолюбительской практике он также используется для лужения плат (это можно делать даже просто в горячей воде с раствором лимонной кислоты, растирая шарики сплава по плате). А еще его используют в художественном литье — поскольку усадка материала хоть и косвенно, но зависит от температуры, до которой он был нагрет, то минимальный перепад этих температур позволяет не принимать во внимание эффект усадки, настолько он мал. С помощью сплава Вуда можно отлить очень точные копии деталей. Широко используют его свойство, заключающееся в удалении сплава горячей водой. Например, таким способом изгибают трубы с тонкими стенками, которые при изгибе без спецсредств будут деформированы, т.е. изомнутся, по меньшей мере, в неравномерный гофр. Чтобы не допустить такую деформацию, трубы внутри заполняют сплавом, который сдерживает гофрообразование. Затем, после сгибания трубы, сплав легко удаляется, вытекая наружу при нагреве. По этой же причине сплав применяется и в гальванопластике, где он заполняет полости в металлических изделиях.

Детали из сплава Вуда можно найти и датчиках, реагирующих на температуру, как правило, это датчики противопожарной сигнализации.
Практически идентичным по составу, но обладающим еще меньшей температурой плавления есть сплав Липовица. Он плавится уже при 60°С. В его составе 50% висмута, 26,7% свинца, 13,3% олова и 10% кадмия.

Сплав Филдса

Интересен еще сплав Филдса — он представляет собой легкоплавкий сплав, который становится жидким при температуре около 70 °C. Назван в честь его изобретателя Саймона Келлена Филдса. Это эвтектический сплав висмута, индия и олова со следующими процентами по массе: 58% висмута, 17% индия, 25% олова. Имея практически такую же температуру плавления, он значительно безопаснее — вместо кадмия в составе используется индий. Правда, стоит он значительно дороже. Дорого, зато безопасно. Но у нас приобрести достаточно проблематично как сам индий, так и сплав Филдса.

Кстати, индий применяется для приготовления легкоплавких сплавов, используемых в плавких предохранителях (термоограничителях), терморегуляторах, спринклерах и других системах пожарной сигнализации. Сплав Вуда с добавкой индия применяется для соединения стекла со стеклом и металла со стеклом.

Оловянно-висмутовый сплав

Популярным в Японии есть специальный оловянно-висмутовый припой. В его составе нет свинца, а висмут намного менее опасный для окружающей среды и человека. При этом температура плавления такого припоя меньше, чем у ПОС, около 139°С — это значит, что и для пайки деталей он более безопасный. По сути, это бессвинцовый припой, только с ним обращаться не сложнее, как с привычным нам оловяным, а наоборот, легче. Почему такой припой не стал популярным везде? Висмут — достаточно редкий и дорогой материал, так что такой припой обходится значительно дороже обычного. Японцы — педантичный и перфекционистичный народ, они могут пожертвовать ценой ради качества, чего не скажешь об остальном мире.

Почему не стоит паять легкоплавкими припоями

А теперь тот самый важный нюанс, о котором мы хотели сказать. И оловянно-висмутовый припой, и все другие легкоплавкие сплавы не любят смешивания с обычным оловяно-свинцовым (и наоборот). И при пайке ими возникают весьма неприятные последствия для работоспособности платы и радиодеталей. Дело в том, что если, например, к контакту детали на плате при запайке или выпайке добавить даже небольшую часть низкотемпературного сплава, его температура плавления резко упадет практически до предела плавления сплава. Естественно, это спровоцирует потерю прочности и разжижение контакта при нагреве.

Особенно плохая ситуация получается при лужении плат легкоплавным сплавом, поскольку он ложится на дорожки тонким слоем, который потом не полностью перемешивается с обычным припоем на контактных площадках выводных и SMD-деталей. При нагреве этот тонкий слой плавится и деталь может попросту отвалится.

Очень подробно этот эффект и то, почему не рекомендуется паять сплавами Розе, Вуда и другими (или паять, но придерживаясь определенных правил), описан в статье на информационном ресурсе Хабр, которую мы прикладываем в описании. В ней доходчиво объясняются все нюансы, которые мы не сможем вместить в видео.

На этом, в общем-то, все. Мы рассмотрели популярные сплавы с низкой температурой плавления и зачем они нужны. С вами был интернет-магазин Electronoff, до следующих видео!

2021-08-3016:18

Сплав Розе — состав, температура плавления, применение

Сплав Розе — состав, температура плавления, применение
  • Сплавы
  • Обновлено 10 октября 2020 г.

История открытия сплава Розе тесно связана с Исааком Ньютоном. Именно он в 1701 году заложил основной ряд элементов данного легкоплавкого соединения. Сплав, предложенный Ньютоном, имел несколько недостатков. В частности, он обладал повышенной склонностью к образованию трещин. Оспаривать данную комбинацию элементов никто не посмел по причине большого авторитета ученого. Лишь спустя 45 лет после смерти Ньютона немецкий химик Валентин Розе доработал сплав, изменив соотношение его исходных компонентов. 

Состав

Сплав Розе представляет собой химическое соединение висмута (50%), олова (25%) и свинца (25%). Внешне сплав похож на серебро. Температура плавления чуть ниже точки кипения воды и составляет 94 градуса.

Сам по себе висмут, являющийся базовым компонентом в данном сплаве, не выделяется высокими пластичными свойствами. По этой причине его редко используют в чистом виде при пайке разного рода металлов. Однако сплав Розе, полученный на его основе, отлично подходит для изготовления легкоплавкого припоя ПОСВ-50.

 

 

Для данного припоя свойственно увеличиваться в объеме при переходе жидкой фазы в твердую. Также, аналогичный процесс протекает в сплавах при охлаждении после кристаллизации.

Припой ПОСВ-50 из сплава Розе плохо смачивает такие материалы как конструкционная сталь и другие соединения на основе железа, обладает довольно низкими механическими характеристиками и пониженной электропроводностью. Чтобы увеличить эффективность пайки, стальные сплавы предварительно подвергаются лужению оловянно-свинцовыми припоями и оцинкованию. В результате таких действий смачиваемость поверхности улучшается и, соответственно, сцепление сплавов друг с другом.

Улучшению смачиваемости сплава Розе с медью способствует легирование его состава такими металлами как палладий, платина, кобальт, никель и иридий. Количество данных элементов колеблется от 0,5 до 2%.

Эффект увеличения объёма от перехода между фазами значительно усиливается после введения в сплав германия, кремния и галлия. Повышение содержания германия в сплаве, помимо всего прочего, положительно влияет на его прочностные характеристики.

Предел прочности на разрыв медного соединения, спаянного припоем ПОСВ-50, составляет 14,5 МПа. Это довольно низкое значение, учитывая, что аналогичный показатель для большинства припоев находится на уровне 20-22 МПа. По этой причине паяные соединения сплавом Розе не рекомендуется использовать в условиях ударных нагрузок, т.к. велика вероятность образования трещин.

Применение

С точки зрения внешнего вида и качественных показателей сплав Розе сильно похож на сплав Вуда. Отличие их состоит в том, что сплав Розе не имеет в своем составе частиц кадмия и это делает его менее токсичным. Данный параметр помогает найти сплаву более обширное применение среди радиолюбителей, работающих в домашних условиях: процесс пайки не требует наличия специального вытяжного оборудования для удаления ядовитого газа из помещения.

Припои ПОСВ-50 на основе материала Розе используются при пайке контактных элементов, обладающих повышенной склонностью к перегреву. Также он все больше и больше применяется как припой для различных сплавов алюминия и меди.

 

 

Сплав Розе служит припоем для полупроводников. Из него производят плавкие алюминиевые предохранители. Помимо вышесказанного сплав используют как припой никелевых контактов и ювелирных изделий.

Также Розе применяется и в лужении. Наибольшего распространения сплав достиг при лужении именно медных поверхностей микроплат. Данный процесс представляет собой следующее:

  • Кипятят емкость с водой. Стоит отметить, что наиболее подходящими являются емкости, изготовленные из чугуна и алюминия, или же эмалированные. Оцинкованная и медная посуда при лужении будет растворяться, что ведет к ухудшению качества припоя и, соответственно, невозможности его повторного использования. Также, в дальнейшем данную емкость нельзя использовать для приготовления пищи, т.к. в ходе лужения на поверхности посуды оседает тонкий слой свинца.
  • Добавляют несколько грамм сплава Розе, лимонной кислоты и глицерина. Глицерин необходим для получения необходимой температуры плавления и снижения выделения вредных газов сплавом. Наличие лимонной кислоты превращает водоглицериновый раствор во флюс, что предотвращает его загрязнение такими газами как кислород, водород и прочие.
  • Помещают плату медной стороной вниз. Заметьте, плата должна быть преждевременно очищена. Делается это с целью сохранения припоя от загрязнений и увеличения его срока эксплуатации.
  • Спустя 15-20 минут плату извлекают и очищают от остатков меди.

Лужение сплавом Розе достигло более широкого применения по сравнению с пайкой. Простота процесса и доступность необходимых компонентов играют здесь не последнюю роль.

Оцените статью:

Рейтинг: 5/5 — 1 голосов

Ещё статьи по теме:

Состав розового металла, свойства, плавкий сплав, применение

  • Что такое розовый металл?
  • Открытие розового металла
  • Розовый металл как легкоплавкий сплав
  • Использование розового металла
  • Свойства розового металла

Что такое розовый металл?

Розовый металл, также известный как Металл Розы, представляет собой легкоплавкий сплав. Он состоит из висмута, свинца и олова. Этот металл имеет очень низкую температуру плавления и используется в качестве легкоплавкого сплава.

Открытие из розового металла

Валентин Розе Старший, немецкий фармацевт и химик, был первым, кто открыл этот легкоплавкий сплав. Затем металл был назван «розовым металлом» в честь его первооткрывателя. Валентин Роуз Старший был также дедом Генриха Роуза, заново открывшего химический элемент ниобий (Nb).

Розовый металл как легкоплавкий сплав

Розовый металл можно очень удобно использовать в качестве легкоплавкого металла. Легкоплавкие сплавы – это сплавы металлов с низкой температурой плавления. Металлические детали соединяются между собой припоем. Сплавы с низкой температурой плавления используются в процессе пайки, чтобы они могли соединяться с используемыми заготовками путем плавления. Поскольку они плавятся при очень низкой температуре, детали остаются нетронутыми. Металлы с температурой плавления от 9В качестве припоя обычно используется температура от 0°C до 450°C.

Пайка в основном используется в электронике и сантехнике. Сплав розового металла имеет очень низкую температуру плавления. Сплав плавится при 100°C или 212°F. Вот почему он очень полезен в качестве легкоплавкого сплава и используется в качестве припоя.

Композиция из розового металла

Металл Роуза или сплав Роуза состоит из

  • Висмут (Bi) – 50%
  • Свинец (Pb) – 27,1%
  • Олово (Sn) – 22,9%

Висмут расширяется на 3% при температуре замерзания и сжимается при плавлении. Сплав розового металла довольно нейтрален, так как состоит на 50% из Bi, а его усадка уравновешивается Pb и Sn.


Изображение 1 – Розовый металл Изображение
Источник – YouTube

Использование розового металла

Некоторые виды использования розового металла:

  • Розовый металл в основном используется в качестве продажи э.
  • Розовый металл используется в качестве наполнителя при гибке трубы. В этом процессе трубка, которую нужно согнуть, сначала заполняется расплавленным розовым металлом. Далее металл необходимо затвердеть. Затем на третьем этапе завершается изгибание трубы. Затвердевший розовый металл внутри трубки предотвращает ее разрушение. Когда трубка приобретает желаемую форму, розовый металл переплавляют и выливают из трубки.
  • В ванне с постоянной температурой сплав розового металла используется в качестве теплоносителя. Он обычно не используется для процесса при более низких температурах. Применяется только в горячей ванне с температурой выше 220°С.
  • Розовый металл также может использоваться в качестве металла для низкотемпературного литья.
  • Этот металл также используется в качестве элемента клапана в автоматических спринклерах пожаротушения. Клапан, имеющий низкую температуру плавления, плавится в огне и подает воду, чтобы остановить распространение огня.
  • Он также использовался для крепления железных перил и балясин на каменных ступенях и каменных основаниях.

Свойства розового металла

Розовый металл обладает следующими свойствами:

  • Розовый металл имеет очень низкую температуру плавления 212°F.
  • Несмотря на то, что легкоплавкие сплавы обычно являются эвтектическими (свойство затвердевать при более низкой температуре, чем другие составы), металлический сплав Розе таковым не является.
  • Розовый металл слегка сжимается при охлаждении с 80°C до 55°C. Затем снова расширяется между 55° и 35°C.

Помимо того, что розовый металл является высокоэффективным плавким припоем, он может использоваться в различных целях. С момента своего открытия этот сплав использовался для изготовления полезных предметов, таких как спринклеры для пожаротушения. Сплав также используется на заводах и в промышленности для таких работ, как гибка труб и ванны с постоянной температурой.

    Каталожные номера
  1. http://www.rosemetals.net/
  2. http://www. answers.com/topic/rose-metal
  3. http://brassgoggles.co.uk/forum/index.php?topic=672.0;wap2
  4. http://www.csudh.edu/oliver/chemdata/alloys.htm

ROSE Metal, 203-239 F, 95-119 C Легкоплавкий сплав

ROSE Metal, 203-239 F, 95-119 C Легкоплавкий сплав — Belmont Metals
  • Обзор
  • Номинальный состав
  • Техническая информация