Лужение - это эффективный и относительно недорогой способ защиты металлических изделий от коррозии. Путем нанесения тонкого слоя олова или оловянных сплавов на поверхность заготовок можно значительно продлить срок их службы. Кроме того, лужение часто используется как подготовительный этап перед пайкой - оловянное покрытие улучшает смачиваемость и сцепление припоя с металлом.
Что такое лужение и зачем оно нужно
Под лужением понимают технологию нанесения на поверхность металлических деталей тонкого слоя расплавленного припоя, чаще всего на основе олова. Толщина этого защитного барьерного покрытия обычно составляет от 3 до 30 микрон.
Основные цели лужения:
- Защита металла от воздействия внешней среды, в частности, от коррозии.
- Подготовка поверхности металлических деталей для пайки припоем (оловом, свинцом или их сплавами).
Благодаря этой технологии можно значительно продлить срок службы металлических конструкций и изделий, используемых в самых разных отраслях промышленности:
Лужение находит широкое применение в авиастроении и ракетостроении, судостроении, автомобилестроении, электротехнике, электронике, приборостроении, в производстве бытовой технике и многих других отраслях.
Преимущества лужения перед другими методами
По сравнению с другими способами защиты металлов, лужение имеет целый ряд важных преимуществ:
- Это достаточно дешевый и простой в исполнении метод.
- Для лужения не требуется сложных и дорогостоящего оборудования или оснастки.
- Все необходимые для работы материалы (олово, флюсы) широко доступны.
- Защитный эффект достигается очень быстро, сразу после нанесения оловянного покрытия.
Эти факторы обуславливают популярность технологии лужения металла для защиты изделий самых разных типов - от корпусов бытовой техники до высокоточных авиационных деталей.
Материалы и инструменты для лужения
Давайте теперь более подробно разберем, какие материалы и оборудование необходимы для качественного лужения металлических поверхностей.
Припои для лужения
В качестве рабочего материала при лужении чаще всего используется олово или сплавы на его основе со свинцом, висмутом, медью и другими металлами. Олово прекрасно подходит благодаря следующим свойствам:
- Высокая коррозионная стойкость в условиях окружающей среды.
- Хорошая адгезия к большинству металлов.
- Низкая температура плавления (232°C).
Добавление в олово небольшого количества (доли процента) сурьмы или висмута позволяет устранить такой недостаток чистого олова, как "оловянная чума" — спонтанное разрушение оловянного покрытия при низких температурах из-за аллотропического превращения.
Флюсы
Флюсы — это специальные составы на основе хлористых солей, канифоли, кислот, щелочей и других веществ, которые используются при лужении для:
- Удаления загрязнений и оксидов с поверхности металла.
- Предотвращения окисления металла в процессе нагрева.
- Улучшения смачиваемости и адгезии расплавленного припоя к заготовке.
Наиболее распространены флюсы на основе хлористого цинка, хлорного аммония, канифоли и уксусной кислоты.
Инструменты и оборудование
Для выполнения лужения обычно используется довольно простой набор инструментов и приспособлений:
- Паяльник или электропаяльник.
- Тигли или ванны для расплавления припоя.
- Емкости для флюса.
- Металлические щетки, напильники, наждачная бумага и другие материалы для подготовки поверхности.
- Ветошь, резиновые перчатки и другие средства индивидуальной защиты.
Таким образом, для лужения не требуется сложного оборудования или больших первоначальных затрат на оснащение рабочего места.
Основные методы лужения
Существует два основных метода нанесения оловянного покрытия на металлические поверхности: горячее лужение и гальваническое лужение.
Горячее лужение
При горячем лужении расплавленный припой наносится непосредственно на подготовленную поверхность заготовки с помощью паяльника, тигля или путем погружения в ванну.
Достоинства горячего лужения:
- Простота исполнения.
- Низкая стоимость.
- Доступность материалов и оборудования.
К недостаткам можно отнести:
- Неравномерность толщины покрытия.
- Трудность обработки изделий сложных форм.
- Высокие требования к чистоте используемых материалов.
Гальваническое лужение
При гальваническом лужении оловянное покрытие осаждается на поверхность заготовки из электролита (щелочного или кислого) под действием электрического тока.
Преимущества этого метода:
- Высокое качество и равномерность покрытия.
- Возможность обработки изделий сложной формы.
- Хорошая адгезия слоя.
Главные недостатки:
- Высокая стоимость оборудования.
- Большой расход электроэнергии.
- Необходимость в квалифицированном персонале.
Технология подготовки поверхности
Перед нанесением защитного покрытия необходимо правильно подготовить поверхность металлической заготовки:
- Очистка от ржавчины, окалины, краски, масел и других загрязнений с помощью щеток, напильников, пескоструйной обработки.
- Удаление оксидов при помощи обезжиривающих растворов или травления (например, серной кислотой).
- Финишная шлифовка наждачной бумагой или полировальными пастами для придания поверхности необходимой чистоты и шероховатости.
От качества подготовительных операций во многом зависит прочность сцепления и срок службы защитного оловянного покрытия.
