ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Назначение флюса при горячем лужении жести из "Электрическое лужение из солевых расплавов " Рассмотрим явления, происходящие при взаимодействии стальной основы с флюсом при горячем лужении стального листа или полосы. [c.16] При лужении предварительно протравленных и промытых образцов жести на них четко выделяются три зоны. Первая (нижняя) относится к той части образца, которая через флюс была погружена в жидкое олово она покрыта блестящим слоем олова вторая (средняя) относится к части образца, которая оставалась во флюсе и подверглась только флюсовой обработке наконец, третья зона (верхняя) — выше зеркала жидкого флюса. [c.16] При коррозионных испытаниях полученных образцов (после их лужения, мойки и сушки) обнаружена следующая картина. [c.16] В то время как поверхность нижней зоны быстро темнела на воздухе и корродировала, поверхность средней зоны оставалась чистой и светлой и не подвергалась коррозии в течение длительного времени. Визуальные наблюдения не давали повода для объяснения этого явления. Исследования с применением химического, спектрального, микроскопического анализов и метода меченых атомов (Зп и 5п ) позволили открыть новые явления во флюсе, объясняющие стойкость жести против коррозии в средней зоне. [c.16] Оказалось, что при рабочем составе флюса уже в течение доли секунды из него на жесть высаживается олово, визуально не обнаруживаемое [2, 3, 16]. Только после 30 сек выдержки образца в ванне на жести в средней зоне замечается светло-серый осадок. [c.16] На рис. 3 (см. вклейку между стр. 24—25) показаны фотографии образцов, луженных при различных интервалах времени (х) и различном содержании олова во флюсе (С, %). При -г = 30 мин и концентрации олова во флюсе С = 2% (рис. 2 ,А) олово заметно высаживается из кипяшего водного раствора флюса = 220° С) на поверхность жести причем особенно плотный осадок образуется непосредственно над оловянным мениском а — а (уровень жидкого олова ванны). Этот осадок у краев образца заполняет поверхность выше опущенных краев мениска, образуя как бы треугольники а—а. [c.17] равном одному часу (рис. 3,Б), осадок олова непосредственно у самого мениска уже оплавлен. Он имеет металлический блеск и у краев образца поднимается кверху до уровня б—б. Над этим уровнем виден белый матовый осадок, своими краями доходящий до уровня б —б, что указывает на высаживание олова выше уровня кипящего флюса, вследствие натекания флюса вверх по влажной поверхности образца жести. [c.17] На рис. 3, Д и показаны фото образцов жести, обработанных при тот 1,0сек до мин во флюсе-расплаве с содержанием 8п 60%. При X = 1 сек визуально легко обнаруживается тонкий слой олова и его соединений с железом. При х = 30 сек высаженное из флюса на жесть олово оплавляется, собираясь в мелкие капли. При увеличении времени обработки высаженное из флюса олово представляет собой ровный, полностью оплавленный слой. С увеличением времени обработки олово под влиянием паров флюса высаживается на жесть даже выше уровня солевого расплава. [c.17] При рассмотрении фотографий рис. 3 следует прежде всего отметить значительную неравномерность осаждения олова из флюса на жесть по высоте между зеркалом жидкого олова ванны и зеркалом флюса. При непрерывном движении жести через флюс в ванну это явление не обнаруживается, так как любая точка на жести пересекает флюс по всей его толщине. При быстром же погружении жести через флюс в ванну и определенной выдержке ее одновременно в жидком олове и флюсе выявляется достаточно убедительная картина неравномерного осаждения олова из флюса на жесть. В то время как при длительной выдержке непосредственно у зеркала жидкого олова ванны, выше мениска а—а, на жести обнаруживаются заметные, относительно толстые, отложения серебристо-белого олова, вся остальная поверхность жести, находившаяся во флюсе, покрывается тончайшим слоем железо-оловянного соединения РеЗпз, а иногда и чистого олова (в зависимости от условий обработки). Если образец жести опустить через оловосодержащий флюс, но не до контакта с жидким оловом ванны, то при непродолжительной обработке на поверхности образца окажется только тонкий равномерный слой соединения РеЗпз, без относительно толстых и плотных осадков олова над мениском а—а. При более длительной обработке поверх слоя сплава возникает тонкий равномерный покров относительно чистого олова. [c.18] Таким образом, установлено, что при горячем лужении во флюсе, еще до погружения жести в ванну, на ее стальную поверхность высаживается тончайший слой олова, который образует с железом интерметаллическое соединение (РеЗпа). В этом заключается главное и основное назначение флюса, подготовляющего на поверхности основного металла промежуточный слой (РеЗПз с 81% 5п) из материала, близкого по своим физико-химическим свойствам к металлу покрытия, который легко растекается по поверхности образованной подложки. Поэтому, чтобы обеспечить надлежащее качество лужения, необходимо во флюсе иметь определенную концентрацию ионов олова. [c.18] При накоплении ионов олова во флюсе начинает действовать механизм электрохимического осаждения олова из флюса на жесть. [c.19] Сами по себе эти процессы осаждения олова на стальную поверхность изделия (жести) известны давно как самостоятельные процессы лужения методом погружения в солевые растворы, содержащие ионы олова [18]. [c.19] Первый процесс лужения, за счет протекания реакции вытеснения, не получил распространения, ибо качество покрытия и скорость процесса оказались недостаточно высокими. Кроме того, наряду с осаждением олова из раствора на поверхность железа, эквивалентное его количество переходит в раствор, что связано с изменением состава раствора, а следовательно, и его работоспособности. [c.19] При осуществлении контактного метода потенциал контакти-руемого металла должен быть более электроотрицательным, нежели потенциалы металлов основы и покрытия, что обеспечивает продолжение процесса осаждения даже тогда, когда основной металл уже покрыт тонким слоем металла покрытия. [c.20] Но может быть и такой случай, когда в результате работы гальванических элементов особого типа металл более электроотрицательный осаждается на металле менее электроотрицательном. [c.20] Такие процессы, по-видимому, возможны также при образовании на поверхности катода твердых растворов из основного металла и металла покрытия. Во всех подобных системах более электроотрицательный металл покрытия осаждается на более благородном металле основы. [c.20] К описанному выше типу гальванических элементов относится и цепь 5п флюс Ре, в которой контакт между основным металлом и металлом контактируемым (он же металл покрытия) осуществляется непосредственно в самом электролите (флюсе). Если флюс содержит только ионы железа без ионов олова, токообразующим химическим процессом этой цепи явится реакция образования ин-терметаллида на поверхности катода, т. е. металла основы. [c.20] Изменение свободной энергии системы вызывается возникновением новой кристаллической решетки соединения РеЗпз. [c.20] во время обработки жести во флюсе, при ее движении через границу флюс — жидкое олово ванны, протекают одновременно два процесса осаждения олова — по реакциям вытеснения и в связи с работой гальванической цепи 5п флюс Ре. Однако следует иметь в виду, что высадившиеся на жести по реакции (II—5) частицы олова сразу же образуют во флюсе с металлом основы (Ре) множество микроэлементов, что усиливает скорость и равномерность осаждения олова. [c.20] Интенсивность высаживания олова, по мере приближения поверхности жести к мениску а—а, объясняется усиливающимся действием короткозамкнутого элемента 5п флюс Ре на границе олово — флюс (рис. 4). [c.21] Вернуться к основной статье