ГОСТ 21931-76 Припои оловянно-свинцовые в изделиях. Технические условия

1.МАРКИ

1.1 В зависимости от химического состава оловянно-свинцовые припои изготавливаются следующих марок:

бессурьмянистые – ПОС 90, ПОС 63, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 30, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОСК 2-18;

малосурьмянистые- ПОССу 61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6, ПОССу 4-4.

Примеры условных обозначений:

Припой в чушках марки ПОС 40:

Припой Ч ПОС 40 ГОСТ 21930-76

То же, марки ПОССу 18-0,5:

Припой Ч ПОССу 18-0,5 ГОСТ 21930-76

Маркировка ПОСК

Большую прочность шва при низкой температуре плавления (145°C) могут обеспечить припои с маркировкой ПОСК.

В составе такого сплава присутствует кадмий. Обычно ПОСК используют в работе с металлизированными и керамическими изделиями.

Именные припои

В числе оловянно-свинцовых припоев можно встретить композиции, названные в честь учёных, их разработавших. Так, эвтектический сплав Розе состоит из 50% висмута и равных частей олова и свинца и плавится при 94°C. Такой припой используют для пайки медных деталей и при изготовлении изделий с постоянной эксплуатационной температурой.

Припой Вуда имеет температуру плавления 68,5 градусов Цельсия. В его составе половину занимает висмут, четверть — свинец, остаток — в равных долях олово и кадмий. Используется припой Вуда в изготовлении прецизионных (высокоточных) инструментов и чувствительных датчиков.

Для паяния легкоплавких металлов используют сплав Д’Арсе, расплавляющийся при 79 градусах и содержащий всего 1 часть олова, остальные 9 состоят из равного количества свинца и висмута.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1 Припои оловянно-свинцовые в чушках изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции, утвержденной в установленном порядке.

Химический состав припоев должен соответствовать требованиям таблицы.

2.2 Форма чушек припоев всех марок приведена в приложении 3. Размеры чушек, указанные в приложении 3, приведены для конструирования и изготовления изложниц.

Допускаемы отклонения по размерам изложниц должны соответствовать 13 классу точности по ГОСТ 26645-85.

2.3 Поверхность чушек не должна иметь шлаковых и других инородных включений. Допускается наличие раковин и трещин.

2.4 Физико-механические свойства припоев приведены в справочном приложении 1.

2.5. Области преимущественного применения припоев приведены в рекомендуемом приложении

Разнообразие марок

Припойная продукция выпускается в различных формах, это могут быть литые чушки, проволока, порошок, паста, ленты из фольги или трубки с флюсом внутри. Все припои ПОС производятся в соответствии с ГОСТом и имеют различные характеристики в зависимости от процентного соотношения компонентов.

Цифры в маркировке припойных смесей говорят о количестве в их составе олова. Поскольку температура плавления и прочность припоя напрямую зависят именно от него. Так, например, ПОС-90 состоит из 9 частей олова и 1 части свинца.

Плавится состав при 220°C и используется для пайки металлических деталей перед гальванизацией золотом или серебром. А ПОС-40, где оловянная составляющая представлена 40%, плавится при температуре 222°C.

Чаще всего специалисты применяют припой с маркировкой 61. Его популярность обусловлена более низкой температурой плавления (около 190 градусов) и достаточной прочностью.

Сплавы с сурьмой

Маркировка «ПОСсу» говорит о том, что в оловянно-свинцовую композицию введено небольшое количество сурьмы. Чем больше её в сплаве, тем выше температура его плавления. Добавление сурьмы делает припой дешевле, но паять таким сплавом труднее, поэтому обычно с этим расходным материалом работают только профессионалы.

Сотые доли процента сурьмы имеют малосурьмянистые марки, они начинают плавиться при 189 градусах и используются при производстве холодильников, авиа- и автоприборов, посуды для приготовления еды.

Сурьмянистые припои для пайки содержат 1,5 — 6,0 % сурьмы. Их применяют в трубчатых радиаторах, электрических лампах, а так же для пайки белой жести.

ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1 Припои принимаются партиями. Каждая партия должна состоять из чушек одной марки и одной плавки. Масса партии не ограничивается.

Каждая партия чушек сопровождается документом о качестве, содержащим:

товарный знак или наименование и товарный знак предприятия изготовителя;

условное обозначение припоя;

результаты химического анализа или подтверждение о соответствии качества припоя

требованиям настоящего стандарта;

номер партии;

массу нетто в килограммах;

дату изготовления.

3.2 Внешнему осмотру подвергают каждую чушку партии.

3.3 Для контроля химического состава припоя от партии отбирают каждую пятидесятую чушку, но не менее пяти чушек в начале, середине и конце разлива плавки.

На предприятии изготовителе допускается проверку химического состава проводить на пробе, отобранной от расплавленного металла.

Контроль содержания примесей железа, серы, никеля, цинка и алюминия в припоях всех марок изготовитель проводит в процессе изготовления.

3.4 При получении неудовлетворительных результатов проверки химического состава проводят повторную проверку на удвоенной выборке, взятой от этой же партии.

Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

Свинцово-оловянные припои

Свинцово-оловянные припои разделяют на мягкие и твердые. Первые являются легкоплавкими и широко применяются в работе с радиоаппаратурой. Их температура плавления находится в интервале 300–450 градусов.

Составы свинцово-оловянных припоев.

Данный тип сплава характеризуется меньшей твердостью по сравнению с тугоплавкими вариантами, однако в монтаже микросхем именно они используются наиболее часто.

Состав мягких вариантов представляет собой сочетание двух элементов: свинца и олова. Также могут добавляться и легирующие элементы. Содержание подобных примесей незначительно. Их вводят для придания соединению определенных свойств, таких как пластичность, прочность и так далее.

Почему их делают на основе олова? Дело в том, что станум – лучший материал для пайки. Он обладает рядом преимуществ. К ним относится высокая проводимость и отличное смачивание. Тем не менее есть и недостатки, например, оно подвержено явлению оловянной чумы, формированию интерметаллических поверхностей и т.д.

Избежать появления подобных проблем можно путем добавления плюмбума, меди, серебра, золота. Если в составе первый элемент отсутствует, то сплав называют бессвинцовым. Он отличается большей безопасностью для мастера. На практике чаще всего используются припои, содержащие свинец и обозначающиеся буквами «ПОС».

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

4.1 Контроль поверхности чушек производят визуальным осмотром.

4.2. Отбор проб – по ГОСТ 24231-80. Стружку, отобранную от всех чушек, измельчают до крупности частиц не более 5 мм без контрольного просева, тщательно перемешивают и сокращают квартованием до лабораторной пробы массой 200 г.

Лабораторную пробу расплавляют в тигле и растирают на бельтинге до размеров частиц не более 2 мм, перемешивают и обрабатывают магнитом. Лабораторную пробу делят на две части: одну часть направляют на химический анализ, другую сохраняют на случай разногласий в оценке качестве партии.

Пробы от жидкого металла отбирают в виде сплесок и стержней диаметром 8 мм, длиной 75 мм.

4.3 Стружку припоев, содержащих свыше 2,5% сурьмы, просеивают через сетку № 08 по ГОСТ 6613-86 для определения мелкой фракции. За результат анализа принимают расчетные данные результатов анализа обеих фракций.

4.4 Химический состав припоев определяется по ГОСТ 1429.0-77 – ГОСТ 1429.15-77 или другими методами, обеспечивающими требуемую точность определения.

При разногласиях в оценке химического состава припоя определение его проводят по ГОСТ 1429.0-77 – ГОСТ 1429.11-77.

Состав

Как уже было отмечено выше, свинцовый припой обычно содержит Sn и Pb. Количество процентного содержания первого элемента обозначается цифрами, стоящими за буквами. Например, в ПОС-40 содержится сорок процентов станума, а в ПОС-60 – шестьдесят. Стоит отметить, что у ПОС-60 и 61 состав одинаковый, однако маркируются по-разному.

Многие зачастую не обращают должного внимания на состав сплава при занятии пайкой. Тем не менее данный момент очень важен, ведь он определяет характеристики монтажа и качество выполненной работы.

МАРКИРОВКА, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ

5.1 На каждой чушке припоя выбивают:

а) товарный знак предприятия изготовителя;

б) марку припоя;

в) номер плавки;

5.1а Чушки припоев транспортируют без упаковывания транспортными пакетами или в контейнерах по ГОСТ 18477-79. Пакеты чушек должны быть обвязаны стальной упаковочной лентой размерами не менее 0,8Х30 мм по ГОСТ 3560-73, скрепленной в замок. Допускается применение средств скрепления, обеспечивающих сохранность пакета по ГОСТ 21650-76. Масса пакета не более 1250 кг. Допускается увеличение пакета до 1500 кг при условии проведения погрузки и выгрузки на подъездных путях грузоотправителя и грузополучателя, при этом пол вагона по ходу погрузчика должен выстилаться металлическими листами толщиной 3-4 мм.

Схемы укладывания и скрепления чушек припоев в пакеты приведены в приложении 4. При транспортировании воздушным транспортом чушки упаковывают в плотные дощатые ящики типа II-1 по ГОСТ 2991-85, размерами по ГОСТ 21140-88, выстланные изнутри полиэтиленовой пленкой по ГОСТ 10354-82. Масса брутто ящиков – не более 60 кг.

5.1б Обозначение марки припоя наносится на лицевой поверхности чушки с левой стороны цифрами, соответствующими процентному содержанию основных компонентов без указания буквенного обозначения ПОС, ПОССу,ПОСу, ПОСК. Номер плавки выбивается с правой стороны лицевой поверхности чушки.

Примеры нанесения обозначения припоя:

Припой марки ПОС 90: 90.

Припой марки ПОС 61М: 61М.

5.2 Транспортная маркировка – по ГОСТ 14192-77.

5.3 Чушки припоев транспортируют транспортом всех видов в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки, действующими на транспорте данного вида и условиями погрузки и крепления, утвержденными Министерством путей сообщения СССР.

5.4 Припой должен храниться в закрытом помещении. При соблюдении указанных условий хранения потребительские свойства припоев оловянно-свинцовых при хранении не меняются.

Приложение 1

Справочное

Оловянно-свинцовые припои по включению в них дополнительного элемента — сурьмы:

• бессурьмянистые
• малосурьмянистые
• сурьмянистые

Оловянно свинцовые припои

ПОС – бессурьмянистые.

Малосурьмянистые и бессурьмянистые оловянно-свинцовые припои

имеют маркировку ПОССу.

Вся продукция на сайте ТинКом.РФ
• висмут
• олово
• свинец
• припои
• баббиты
• сплав Розе
• сплав Ньютона
• сплав Вуда
• сплав Гаутри
• сплав Пьютера
• Сплав Эвтектический

Свойства

Как уже было отмечено ранее существует деление припоев на две категории в зависимости от температуры плавления. Мягкие или легкоплавкие – это сплавы плавящиеся при менее 450 °С. Стоит отметить, что они не обязательно изготавливаются из олова. Тут может использоваться галлий, висмут, кадмий, индий.

Тем не менее зачастую используется не один, а смесь нескольких элементов. Это нужно, чтобы придать сплаву необходимые характеристики и параметры. Наиболее распространёнными являются ПОСы.

Важно знать: отличить одну марку сплава от другого можно и без знания его точного состава, благодаря тому, что от содержания определенных элементов может меняться цвет проволоки, блеск, пластичность, твердость и т.д.

Таблица припоев для пайки алюминия.

Таким образом, взяв в руки проволоку, попробовав погнуть ее и оценив вес, можно с определённой точность определить содержание в ней станума или плюмбума.

В зависимости от концентрации олова выделяют несколько десятков сплавов, производящихся в соответствии с государственным стандартом – ГОСТом.

Когда речь заходит про свойства, то они в основном определяются содержанием олова. Оно имеет две полиморфные модификации. Белое – с тетрагональной кристаллической решеткой, серое – с кубической. Переход от одной модификации к другой сопровождается выделением тепла, то есть реакция является экзотермической.

Данное превращение приводит также и к увеличению объема, сопровождающегося разрушением с образованием серого порошка. Такой процесс называется «оловянной чумой».

Скорость превращения белой модификации в серую – мала. Данный процесс ограничивает применение чистого станума в пайке. В связи с этим добавляются различные химические элементы, препятствующие указанному переходу.

Известно также об увеличении и таких характеристик олова, как прочность и твердость, с помощью добавления никеля, меди, магния, цинка. А вот наличие висмута и цинка повысит смачиваемость и понизит температуру плавления.

ПОСы не поддаются упрочнению посредством наклепа. В отличии от чистого станума, сплавы со свинцом после деформирования обладают меньшей твердостью и прочностью, чем литые.

В результате, комбинируя различные варианты концентрации примесей, можно добиться желанных параметров сплава, которые наилучшим образом подойдут в каждой конкретной задаче.