Оловянный порошок

Оловянный порошок — мелкодисперсный металлический материал, получаемый распылением расплавленного олова. Представляет собой частицы сероватого цвета сферической формы с содержанием основного металла не менее 98,1–99,1 % в зависимости от марки. Производство, контроль качества и приёмка регламентируются ГОСТ 9723-73 «Порошок оловянный. Технические условия». Порошок предназначен для выпуска электроугольных изделий и металлокерамических композиций в различных отраслях промышленности. Олово в порошкообразной форме поставляется наряду с другими формами проката: гранулами, чушками, проволокой и прутками.

Марки оловянного порошка и химический состав

Согласно ГОСТ 9723-73, в зависимости от химического и гранулометрического состава выпускаются пять марок порошка олова: ПОЭ, ПО1, ПО2, ПО3 и ПО4. Исходным сырьём служит первичное олово марок О1 и О2 по ГОСТ 860-75, при этом стандарт допускает использование других марок олова. Содержание олова в порошке определяется расчётным путём — по разности 100 % и суммы массовых долей всех нормируемых примесей.

Химический состав порошка олова марок ПОЭ, ПО1, ПО2 и ПО3 приведён в таблице ниже. Значения указаны в процентах; для олова — «не менее», для примесей — «не более».

Марка ПО1 отличается наиболее высоким содержанием олова (не менее 99,1 %) и минимальной долей свинца (не более 0,15 %). Марки ПОЭ, ПО2 и ПО3 близки по предельному составу примесей, однако различаются гранулометрическими характеристиками. Марка ПО4 допускает содержание олова от 98,1 % и существенно повышенное содержание примесей, в особенности свинца (до 1,0 %) и сурьмы (до 0,30 %).

Гранулометрический состав порошка олова

Размер и распределение частиц — ключевой параметр, определяющий пригодность порошка для конкретных технологических операций. Гранулометрический состав оловянного порошка нормируется ГОСТ 9723-73 через остаток на ситах и прохождение через сита с номерами сеток по ГОСТ 6613. Значения указаны в процентах.

Марки ПОЭ и ПО1 являются наиболее тонкодисперсными: основная масса частиц (85–95 %) проходит через сито с ячейкой 45 мкм. Для этих марок ГОСТ устанавливает дополнительное требование — однородность гранулометрического состава: разброс между различными упаковками одной партии при просеивании через сито 0045К не должен превышать 5 %. Марка ПО3 — наиболее мелкая: 100 % порошка проходит через сито 63 мкм, из них не менее 95 % — через 45 мкм. Марка ПО4 — крупнодисперсная, с заметным содержанием частиц фракции до 63 мкм.

Насыпная плотность оловянного порошка

Насыпная плотность характеризует поведение порошка при дозировании, прессовании и транспортировке. Согласно ГОСТ 9723-73, значения насыпной плотности для различных марок составляют:

Для марок ПОЭ и ПО1 действует дополнительное ограничение: между различными единичными упаковками одной партии насыпная плотность не должна отличаться более чем на 0,2 г/см³. Это требование обеспечивает стабильность технологических процессов при использовании порошка в электроугольном и металлокерамическом производстве.

Области применения порошка олова

ГОСТ 9723-73 определяет два основных направления использования оловянного порошка: производство электроугольных изделий и изготовление металлокерамических композиций. На практике спектр применения шире и включает:

Электроугольная продукция. Порошок олова вводят в состав электрощёток, контактных элементов и токосъёмных деталей для повышения электропроводности и улучшения антифрикционных свойств углеродных композиций.

Порошковая металлургия. Оловянный порошок используют как компонент шихты при прессовании и спекании деталей из металлокерамики — подшипников скольжения, фильтров, конструкционных элементов на основе медных и железных матриц.

Паяльные пасты. Мелкодисперсные фракции (марки ПОЭ, ПО1) служат основой для изготовления паяльных паст, используемых при монтаже электронных компонентов и пайке в промышленных условиях.

Защитные покрытия. Порошок олова применяют при газотермическом и плазменном напылении антикоррозионных покрытий на поверхности металлических деталей.

Химическая промышленность. Олово в порошкообразной форме используют как восстановитель и реагент в ряде химических процессов.

Требования безопасности при работе с порошком олова

Согласно ГОСТ 9723-73, оловянный порошок относится к нетоксичным веществам и в воздушной среде, а также в сточных водах токсичных соединений не образует. Однако стандарт содержит ряд существенных ограничений, которые необходимо учитывать при работе.

Пожаровзрывоопасность

Оловянный порошок является пожаровзрывоопасным материалом. Температура воспламенения аэровзвеси составляет около 440 °C, нижний концентрационный предел воспламенения — 120 г/м³. Это означает, что при достаточной концентрации пылевоздушной смеси и наличии источника зажигания возможен объёмный взрыв. При работе с порошком необходимо исключить открытые источники огня, не допускать пылеобразования и обеспечить надлежащую вентиляцию.

Воздействие на органы дыхания

Длительное (в течение 15–20 лет) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное действие на лёгкие и может вызвать пневмокониоз. Для защиты органов дыхания ГОСТ предписывает применять респираторы типа ШБ-1 или «Лепесток». Все работы с оловянным порошком выполняются в спецодежде.

Упаковка, маркировка и хранение оловянного порошка

Оловянный порошок упаковывают в герметичные полиэтиленовые пакеты по ГОСТ 10354, помещённые в металлические банки по ГОСТ 6128. Каждая партия сопровождается документом о качестве с указанием наименования и марки порошка, результатов химического анализа, гранулометрического состава, насыпной плотности и однородности, номера партии, массы нетто, даты изготовления и обозначения стандарта. Масса партии порошка марки ПОЭ не должна превышать 500 кг.

Хранить порошок олова следует в сухом проветриваемом помещении. Гарантийный срок хранения — шесть месяцев с даты изготовления. Транспортировка осуществляется всеми видами крытого транспорта. Погрузочно-разгрузочные работы выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.009.

Контроль качества и приёмка

Порошок принимают партиями. Партия состоит из порошка одной марки и оформляется единым документом о качестве. Для проверки соответствия требованиям стандарта отбирают 20 % банок от партии, но не менее пяти. Отбор точечных проб производят спиральным щупом, погружаемым на всю глубину банки. Из всех точечных проб составляют объединённую пробу массой не менее 1000 г.

Содержание примесей (свинца, меди, серы, висмута, железа, мышьяка, сурьмы) определяют по ГОСТ 15483.0–15483.7 и ГОСТ 15483.10. Содержание кислорода устанавливают методом сплавления навески порошка с канифолью. Наличие механических примесей и комков определяют визуально и просевом через сито 018К.

Формы поставки олова

Помимо порошка, олово поставляется в различных формах, пригодных для решения широкого круга производственных задач: в чушках, блоках, прутках, проволоке, фольге, гранулах и в виде анодов. Выбор формы поставки определяется конкретным технологическим процессом — от лужения и пайки до гальванического осаждения и порошковой металлургии.