Kositer in svinčena zlitina: lastnosti in ime

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Opis te teme je najbolje začeti s kositrom in svincem ločeno. Svinec, kositer in zlitine tega materiala imajo določene lastnosti, ki so posledica njihovega začetnega stanja.

Splošni opis pločevinke

Tukaj je pomembno omeniti, da ločimo dve vrsti te surovine. Prva vrsta se imenuje beli kositer in je β-modifikacija te snovi. Druga vrsta je modifikacija α, ki je bolj znana kot kositrno siva. Pri prehodu iz ene modifikacije v drugo, in sicer iz bele v sivo, pride do močne spremembe prostornine snovi, saj pride do procesa, kot je razpršitev kovine v prah. Ta lastnost se imenuje kositrna kuga. Tu je pomembno tudi omeniti, da je ena najbolj negativnih lastnosti kositra njegova nagnjenost k zmrzovanju. Z drugimi besedami, pri temperaturah od -20 do +30 stopinj Celzija se lahko začne spontan prehod iz enega stanja v drugo. Poleg tega se bo prehod nadaljeval, tudi če se temperatura poveča, vendar po začetku postopka. Zaradi tega je treba surovine skladiščiti na mestih z precej visokimi temperaturami.

Lastnosti kositra in svinca

Vredno je reči, da pločevina,svinec in zlitine teh materialov imajo zelo malo skupnih lastnosti. Čistejši ko je na primer kositer, večja je možnost, da ga bo prizadela kuga. Svinec pa sploh ni podvržen alotropnim transformacijam.

Vendar je treba omeniti tudi, da se za upočasnitev tovrstne preobrazbe v kositru uporabljajo dodatne snovi. Najboljše od vsega pa so se izkazali materiali, kot sta bizmut in antimon. Dodatek teh snovi v volumnu 0,5 % bo zmanjšal hitrost alotropne transformacije na skoraj 0, kar pomeni, da se lahko beli kositer šteje za popolnoma stabilnega. Tu lahko tudi opozorimo, da se v manjši meri, a vseeno, za isti namen uporablja zlitina kositra in svinca.

Če govorimo o lastnostih svinca, potem ima višjo tališče - 327 stopinj Celzija kot kositer - 232 stopinj. Gostota svinca pri sobni temperaturi je 11,34 g/cm3.

Lastnosti kositra in svinca

Vredno je začeti z dejstvom, da rekristalizacija delovno utrjenega kositra, svinca in zlitin poteka pri temperaturi, ki velja pod sobno temperaturo. Zaradi tega je njihova obdelava vroča.

Splošni kazalnik je bila odpornost proti koroziji v atmosferskih razmerah. Vendar pa je majhna razlika v odpornosti proti koroziji pod vplivom manjših snovi. Na primer, svinec se najbolje kaže pri interakciji s koncentriranimi sestavami določenih kislin - žveplove, fosforne itd. Kositer pa se najbolje upira raztopinam izprehranske kisline. Različen je tudi obseg teh snovi ločeno. Kositer se pogosto uporablja za kositer, svinec pa je našel pot v oblogo opreme za žveplovo kislino.

sistemi iz zlitin

Tukaj je pomembno začeti z dejstvom, da je zlitina kositra in svinca še bolj taljiv material kot ločeno. Takšne mešanice se najpogosteje uporabljajo kot spajke, za izdelavo tipografskih pisav, za vlivanje varovalk itd. Tak sistem, kot je "kositer - svinec", spada v skupino evtektičnega tipa. Pomembna lastnost vseh materialov, ki spadajo v to kategorijo, je, da je njihova temperatura taljenja v območju od 120 do 190 stopinj Celzija. Poleg tega obstajajo skupine ternarnih evtektikov. Primer je sistem zlitine kositer-svinček-cink. Temperatura taljenja takšnih materialov pade še nižje, njena meja pa je 92-96 stopinj Celzija. Če zlitini dodate četrto komponento, bo temperatura taljenja padla na 70 stopinj. Če govorimo o uporabi zlitine kositra s svincem kot spajko, se najpogosteje v njihovo sestavo vnese do 2% snovi, kot je antimon. To se naredi, da se izboljša pretok spajke. Pri tem velja omeniti, da je mogoče temperaturo taljenja nadzorovati z razmerjem "kositer/svinček". Najbolj topljiva surovina se topi pri 190 stopinjah.

Babbits

Z imenom zlitine kositra in svinca smo že ugotovili - to je evtektik. Ta skupina snovi s takšno sestavo se najpogosteje uporablja pri proizvodnji ležajnih zlitin, ki se imenujejo "babbits". Ta material se uporablja kot polnilo za ležajne školjke. Najpomembnejša stvar pri tem je, da izberete pravi material, da bo zlahka zašel v jašek. Na prvi pogled se zdi, da je masa kositra in svinčevih zlitin z različnimi spajkami odličen izhod. Vendar v resnici to ni povsem res. Takšni materiali so se izkazali za premehke, koeficient trenja med gredjo in takšnim vložkom pa je bil visok. Z drugimi besedami, med delovanjem so se preveč segreli, zaradi tega so se nizko talilne kovine začele "lepiti" na gred. Da bi se izognili tej pomanjkljivosti, so začeli dodajati majhno količino več trdnih snovi. Na ta način je bil pridobljen material, ki je hkrati mehak in trd.

Sestava snovi

Da bi dosegli snov, ki ima ravno nasprotne lastnosti, so bile uporabljene naslednje snovi. Najpomembneje je, da ležijo takoj v dvofaznem območju α + β. Kristali β-faze so obogateni s spajko, kot je antimon. Delujejo kot trdne krhke snovi. Kristali α-faze pa so mehka in plastična osnova. Da bi se izognili takšnim pomanjkljivostim, kot je taljenje trdnih kristalov in njihov dvig, se mešanici doda še ena komponenta - baker. TorejTako je iz kosa zlitine svinca in kositra z dodatkom nekaterih drugih snovi mogoče ustvariti babbit nosilni material, ki združuje dve nasprotni lastnosti - trdoto in mehkobo. Babbit B83 je postal klasičen in najpogostejši izdelek te blagovne znamke. Sestava te zlitine je naslednja: 83 % Sn; 11 % Sb; 6% Cu.

Alternativa

Treba je povedati, da so z vidika ekonomičnosti babbiti na osnovi kositra zelo neugodni, saj ta material stane precej. Poleg tega kositer sam po sebi velja za redko snov. Zaradi teh dveh razlogov so bili razviti alternativni ležaji na osnovi svinca, antimona in bakra. V tej sestavi antimonovi kristali delujejo kot trdna osnova. Mehka osnova je neposredna zlitina svinca in antimona. Baker se tukaj uporablja na enak način kot svinec v prejšnji sestavi, to je za preprečevanje plavanja trdnih osnovnih kristalov.

Vendar je tukaj vredno omeniti pomanjkljivosti. Svinec/antimonov evtektik ni tako duktilna kot kositrna faza. Zato se deli, izdelani na ta način, hitro obrabljajo. Da bi nadomestili to pomanjkljivost, morate še vedno dodati določeno količino kositra. Uporaba ternarnih evtektikov cink-kositer-svinček ni zelo pogosta.