19 лютого 2019 28 вересня 2018 5 коментарів до запису про припій ПОС

Вітаю дорогих серцю читачів! У цьому матеріалі я постарався зібрати всі дані про припій ПОС. Цей Припій Олов’яно-Свинцевий є найпопулярнішим припоєм для монтажу радіодеталей і частіше інших застосовується в радіотехніці. Постараюся пояснити чому це так і розповім про різновиди і технічні характеристики припоїв серії С. А ще відкрию страшну таємницю з приводу припоїв ПОС-60 і ПОС-62. Поїхали!

Зміст

  • Види припоїв ПОС
  • Про склад припою
    • Легування припою
  • Технічні характеристики припоїв ПОС і ПОССу
  • Технічні характеристики припою ПОС-10
  • Технічні характеристики припою ПОС-30
  • Технічні характеристики припою ПОС-40
  • Страшна таємниця припою ПОС-60
  • Технічні характеристики припою ПОС-61
    • Складу припою ПОС-61
  • Технічні характеристики припою ПОС-63
  • Технічні характеристики припою ПОССу-61-0,5
  • Технічні характеристики припою ПОС-90
  • Вінтажний припой

Види припоїв ПОС

Для початку пригадаємо, які бувають припої із сплавів олов’яно-свинцевим групи. Найпопулярніші — це бессурьмянистые припої ПОС-10, ПОС-40, ПОС-61 і ПОС-90. Припій ПОС з вмістом сурми називається ПОССУ. Сурма в складі припою додає йому кілька відсотків по міцності.

Коли ми говоримо про плавлення суміші олова і свинцю, потрібно пам’ятати про визначення солідуса і ліквідуса. При нагріванні будь-якої суміші двох і більше металів відбувається спочатку розплавлення (перетворення з твердої в рідку фазу) найбільш легкоплавных частинок. Ця температурна відмітка називається солидусом сплаву.

При подальшому зростанні температури починають плавитися більш тугоплавкі компоненти. Як тільки вони розплавляться, настає точка ліквідусу. Тепер припій ПОС повністю розплавлений. Детальніше цей процес пояснює картинка, выдранная з презентації на тему сплавів.

Між цими двома точками знаходиться стан підвищеної пластичності припою. У цьому стані припій можна тягнути і деформувати без втрати цілісності.

Існують евтектичні сплави — припої, у яких точка солідуса і ліквідуса збігається. Це дуже зручно при пайку і говорить про високу якість припою.

Про склад припою

Назва припою олов’яно-свинцевого групи говорить про вміст в ньому олова. Наприклад ПОС-40 містить 40 % олова, а ПОС-61 — майже 61 % олова. Інша частина складається з свинцю і додаткових домішок. За зовнішнім виглядом можна на око прикинути складу припою. Якщо припій ПОС більш матовий і темний, то він більше містить свинцю. Якщо більш світлий і блискучий більше олова. Це найкраще пізнається в порівнянні. Як виглядає лист олова і лист свинцю дивіться на фото.

Міцність припою залежить не тільки від легування сплаву, але і від паяемого металу. Наприклад, для пайки міді або цинку в припій ПОС додають кілька відсотків міді або цинку відповідно. Це знижує хімічну ерозію металу і збільшує поверхневу міцність з’єднання.

Легування припою

Для поліпшення експлуатаційних характеристик застосовують легування припою наступними речовинами:

  • Адгезію припою покращує добавка з міді, кадмію, сурми, алюмінію, срібла та цинку;
  • Пластичність припою і стійкість до термоциклювання поліпшується добавкою індія, срібла, марганцю, вісмуту, літію;
  • Міцність припоям додають нікель, кобальт, цинк, кремній, бор, залізо;
  • Корозійну стійкість припою збільшує нікель і мідь;
  • Підвищує жароміцність кремній, цирконій, вольфрам, ванадій, кобальт, ніобій, гафній.

Технічні характеристики припоїв ПОС і ПОССу

Щоб не розписувати всі технічні характеристики припоїв олов’яно-свинцевим групи, просто наведу таблицю параметрів. По ній можна визначити температуру плавлення, щільність, питомий електроопір, теплопровідність, тимчасовий опір розриву, відносне подовження, ударну в’язкість і твердість по Брінеллю припоїв.

Аналіз таблиці показує, що найбільш легкоплавким серед списку є кадмиевый припій ПОСК 50-18 з характеристикою по температурі плавлення 145 градусів Цельсія. Найміцнішим є припій ПОССу 4-6 з тимчасовим опором розриву 6,5 кгс/кв. мм

Технічні характеристики припою ПОС-10

Припій ПОС 10 має відмітний хімічний склад. Він містить 9-10 % олова, близько 89 % свинцю, 0,2 % вісмуту, 0,1 % сурми і інші домішки в незначних кількостях. Припій ПОС 10 застосовується для пайки і лудіння контактних поверхонь електроніки. Наприклад ним паяють реле і заливають контрольні пробки в корпусах радіоелектроніки.

Температура пайки ПОС-10 становить 299 градусів Цельсія. Точка солідуса дорівнює 268 градусів.

Переваги припою ПОС-10:

  • висока температура плавлення корисна при пайку корпусів апаратури.

Недоліки припою ПОС-10:

  • низька міцність і опір розриву близько 3,2 кгс/кв. мм;
  • високий питомий опір — 0,2 Ом х кв. мм/м;
  • високий вміст свинцю, небезпечного для здоров’я.

Технічні характеристики припою ПОС-30

Припій марки ПОС 30 є проміжною ланкою між ПОС 10 і ПОС 40. Складу припою ПОС 30 наступний: 30 % олова і 69,5 % свинцю. Решта — це домішки і легування. Припій ПОС-30 може бути легко замінений на ПОС 40, про який розказано нижче. Температура плавлення (ліквідус) дорівнює 238 градусів, а температура пластичності (солидус) дорівнює 183 градуси Цельсія. Згідно з технічними характеристиками, припій ПОС 30 частіше застосовується для пайки і лудіння листового цинку і радіаторів.

Переваги припою ПОС-30:

  • хороша адгезія;
  • висока міцність.

Недоліки припою марки ПОС 30:

  • високий вміст свинцю;
  • частіше випускається в прутках.

Технічні характеристики припою ПОС-40

За хімічним складом припій ПОС 40 складається на 39-41 % олова, на 59 % свинцю. Інші домішки в такому ж співвідношенні, як і у ПОС-10. Припій ПОС-40 часто застосовується для пайки і лудіння корпусів радіоапаратури з оцинкованого заліза з оцинкованими швами.

Температура паяння припоєм ПОС-40 дорівнює 238 градусів Цельсія, а солидус — 183 градуси.

Переваги припою ПОС-40:

  • гарне співвідношення пластичності і температури плавлення;
  • з-за цього краще переносить термоцикличность, ніж ПОС-61.

Недоліки припою ПОС-40:

  • високий вміст свинцю, що шкідливо для здоров’я;
  • завищена температура ліквідусу.

Страшна таємниця припою ПОС-60

Ось і настав час страшної таємниці припою ПОС-60. Згідно ГОСТ 21930-76 під назвою «Припої олов’яно-свинцеві у чушках. Технічні умови» і ГОСТ 21930-76 «Припої олов’яно-свинцеві у виробах. Технічні умови», такого припою, як ПОС-60 просто не існує. Сам ГОСТ 21930-76 можете завантажити і подивитися. Ось повна таблиця з цього Госту.

Так що «ПОС-60» — це жаргонізм або народне позначення «припою, яким все паяють». Мені здається, що це пов’язано з плутаниною в позначенні ПОС-61. Тому що при вмісті олова в припої за Гостом від 59 до 61 % логічніше називати його ПОС-60, а не ПОС-61.

Серед припоїв, вироблених за міжнародними стандартами існує припій Sn60Pb40. Це припой з вмістом олова 60 % і свинцю 40 %. Його можна було б назвати ПОС-60, якщо розробити хоча б ТУ під нього. Згідно з міжнародними даними, у яких описані характеристики, температура плавлення припою 60/40 дорівнює 191 градус Цельсія.

Та ж історія з припоєм типу ПОС-62. Такого свинцевого припою по ГОСТу поки не придумали. Так що, якщо у мене запитають «а яка температура плавлення припою ПОС-62», я знаю, що відповідь c цифрою 184 градуси Цельсія потрібно шукати з імпортному каталозі припоїв. Ось наприклад, можна скористатися каталогом припоїв компанії Kester.

Технічні характеристики припою ПОС-61

Позначення припій марки ПОС-61, як ми з’ясували, досить спірне, але проти Госту не попреш. ПОС-61 застосовують для пайки і лудіння електронних компонентів і плат точних приладів з высокогерметичными швами, для яких не допускається перегрів.

Складу припою ПОС-61

Хімічний склад припою ПОС-61 наступний:

  • Олово 59 — 61 %;
  • Сурма — не більше 0,1 %;
  • Мідь — не більше 0,05 %;
  • Вісмут — не більше 0,02 %;
  • Миш’як — не більше 0,02 %;
  • Залізо — не більше 0,02 %;
  • Нікель — не більше 0,02 %;
  • Сірка — не більше 0,02 %;
  • Цинк — не більше 0,002 %;
  • Алюміній — не більше 0,002 %;
  • Свинець — решта — близько 38,7 — 40,7 %.

Температура пайки припою ПОС-61 становить 220 градусів Цельсія. Солидус дорівнює 183 градуси. Я навіть зняв відеоролик про плавленні цього припою в сповільненій зйомці на свій Olympus Tough TG-860 з частотою 240 кадрів в секунду.

Припій ПОС-61 ГОСТ 21931-76 має наступні технічні характеристики:

  • Щільність визначає вагу припою ПОС-61 і дорівнює 8,5 г/куб. см;
  • Питомий електричний опір одно 0,139 Ом х кв. мм/м;
  • Теплопровідність дорівнює 0,12 ккал/см х з х град;
  • Тимчасовий опір розриву становить 4,3 кгс/кв. мм;
  • Відносне подовження одно 46 %.

Переваги припій марки ПОС-61:

  • найкраще співвідношення температури плавлення і міцності;
  • хороша адгезія до поверхні металів;
  • універсальний припій ПОС для більшості радіомонтажні робіт;
  • доступність і поширеність;
  • низька вартість;
  • часто випускається у вигляді дроту, наприклад припій ПОС 61 Т2А.

Недоліки припою типу ПОС-61:

  • універсальність знижує характеристики в окремих випадках, наприклад при пайку цинку;
  • температура плавлення підходить не для всіх пристроїв;
  • пари припою (свинцю в ньому) шкідливі для здоров’я.

Технічні характеристики припою ПОС-63

Припій ПОС 63 описаний в Гості і в галузевому стандарті OCT 4Г 0.033.200. Під припоєм ПОС-63 розуміють такий сплав, який складається на 63 % олова і на 37 % свинцю. Це якась модернізація припою ПОС-61, підігнана під міжнародний стандарт J-STD 006В. Більшість хороших китайських припоїв також мають маркування Sn63Pb37. Це евтектичні сплави з температурою плавлення 183 градуси Цельсія.

Застосовується ПОС-63 для паяння та лудіння виводів мікросхем і корпусированных радіокомпонентів, друкованих плат, проводів та кабелів. Загалом, з сучасних припоїв — це найпоширеніший. Технічні характеристики припою ПОС 63 зразкове такі ж, як у ПОС-61. Але точних значень я поки не знайшов.

Переваги припою ПОС-63:

  • найпоширеніший припій ПОС серії;
  • порівняно низька температура плавлення;
  • збіг точок солідуса і ліквідуса;
  • низька вартість;
  • поставляється у вигляді дроту з заповненням флюсом.

Недоліки припою ПОС-63:

  • часто підробляють, особливо китайці;
  • містить свинець, що збільшує вартість утилізації електронної техніки згідно сучасних норм безпеки.

Технічні характеристики припою ПОССу-61-0,5

Маркування припою ПОССу-61-0,5 позначає тип стибітного припою з вмістом олова 61 %, сурми до 0,5 % і свинцю близько 38 %. Такий застосовується припій для пайки і лудіння друкованих плат і оцинкованих радіодеталей при підвищених вимогах по температурі експлуатації. А ось його температура плавлення дорівнює 189 градусів.

Переваги припою ПОССу-61-0,5:

  • підвищена адгезія до поверхні металу за рахунок вмісту сурми;
  • технічні характеристики практично збігаються з ПОС-61.

Недоліки припою марки ПОССу-61-0,5:

  • важко знайти в продажу;
  • підвищена вартість.

Технічні характеристики припою ПОС-90

Припій марки ПОС-90 на 90 % складається з олова і на 10 % з свинцю. Ще в ньому близько 0,1 % сурми і 0,05 % міді. Застосовується він в основному для пайки і лудіння внутрішніх швів харчової посуду та медичної апаратури. Так, 10 % свинцю і вже можна пхати в харчові продукти — дивно, але все по ГОСТу 1976 року. Згідно технічним характеристикам температура плавлення припою типу ПОС-90 дорівнює 220 градусів.

Переваги припою ПОС-90:

  • низький вміст свинцю;
  • рідко підробляють;
  • низький опір;
  • висока міцність.

Недоліки припій марки ПОС-90:

  • висока вартість (вище, ніж пос-61);
  • низька пластичність.

Вінтажний припой

Що таке вінтажний припій добре знають любителі Hi-End електроніки. Найчастіше, це припій, зроблений у 30 — 50-х роках минулого століття. Такі припої мають високу чистоту компонентів, що позитивно позначається на звук найвищої якості. Щоб почути ефект від такого припою, потрібні не тільки високоякісний джерело звуку, випромінювач звуку, але і чудовий слух. Фахівці отслушивают припій і складають свої сплави для кращої звукопередачі.

Одним з найкрутіших для меломанів є американський припій фірми Kester бородатих років. Його продають по 10 баксів за метр. І з кожним роком її стає все менше. За хімічним складом близький до ПОС-90, але не зовсім. Припій марки Kester містить 85,9 % олова, 8,5 % свинцю, 3,28 % срібла, 0,34 % міді, 0,79 % натрію, 0,55 % магнію і 0,27 % ртуті. Ось вже гримуча суміш.

Ті, хто не може дістати вінтажний припій, викуповують стару електроніку післявоєнного періоду і сплавляють припій звідти. Так виходить дуже пристойний напівфабрикат.

Існують також сплав, в яких припій містить 50 % олова і 50 % свинцю. Він так і називається Sn50Pb50.

Сподіваюся, що тепер ти розумієш більше в теорії припоїв. Наприклад, чим відрізняється й у чому різниця між припоями ПОС 60 і ПОС 61. Зможеш розшифрувати складу припою ПОС-18 і оцінити його достоїнства і недоліки. Легко ранжируешь припої марки ПОС токсичності, знаючи їхні хімічні склади.

Хороший відеоролик з оглядом імпортних і вітчизняних припоїв, у тому числі ПОС 61.

Матеріал зібрав і підготував Майстер Пайки. А який твій улюблений припій з олов’яно-свинцевим групи?