Что такое сплав вуда

Сплав Вуда

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 16 декабря 2016 · Обновлено 25 августа 2018

Истоки возникновения сплава

Своим появлением и названием этот легкоплавкий сплав тяжелых металлов обязан американскому стоматологу Барнабасу Вуду, открывшим его состав в 1860 году. Следует отметить, что сам факт получения легкоплавкого сплава не был чем-то уникальным, так как еще в 1701 году Ньютон получил аналогичный сплав, но без применения кадмия. Так у Ньютона сплав состоял на 50% из висмута (Bi), 31,2% из свинца (Pb) и 18,8% из олова (Sn).

У Вуда же мы имеем Bi около 50%, около 25 % Pb, и по 12,5% Sn и, внимание, кадмия (Cd). Правда, сплав Ньютона имеет температуру плавления 97 градусов Цельсия, а сплав Вуда – около 67. Вот были у Вуда проблемы со свинцом и оловом, а вот с кадмием видно, по какой-то причине, проблем не было, вот он и заменил последним свинец и олово. И вот был получен сплав, который при нормальной температуре находится в кристаллическом состоянии, но уже в горячей воде становится жидким

По-видимому, именно сравнительно низкая температура плавления и сделала этот сплав и его изобретателя таким известным. Ведь до этого были известные легкоплавкие сплавы Rose (1772) и D’Arcet (1775) имели температуру плавления 95 градусов Цельсия. Снижение же температуры плавления на 26% несомненно давало возможность для весьма существенной экономии энергии, со всеми вытекающими, особенно с учетом областей применения сплава Вуда.

Паять и лудить — сплавом «вудить»

В кругу радиолюбителей и электронщиков сплав Вуду нашел применение для выполнения пайки и лужения, и вот почему. Лужение, как известно, заключается в нанесении тонкого слоя олова на другой металл, защищая при этом металл от окисления и коррозии. А как мы узнали выше, сплав Вуда – это сплав, содержащий в своем составе олово. Кроме легкоплавкости сплав Вуда обладает хорошей текучестью, которая позволяет ему равномерно растекаться по поверхности и заполнять малейшие щели. Для того, чтобы выполнить лужение дорожек на печатной плате необходимы: вода, зерна или стержни самого сплав, лимонная (или паяльная) кислота. Лужение с помощью сплава Вуда происходит следующим образом (см. видео, правда в нем идет речь о сплаве Розе, но для сплава Вуда оно тоже подойдет с небольшим уточнением):

1. В емкость заливаем воду (или глицерин), нагревают ее, замеряя температуру, доводят до температуры точки плавления, т.е. около 68,5 градуса Цельсия.

2. В горячую (очень горячую, но не обязательно кипящую) воду чуть-чуть добавляется лимонная кислота.

3. Затем в емкость укладывают предварительно почищенную плату, которую необходимо лудить и на медные дорожки платы выкладывают несколько кусочков сплава Вуда. Воду нагревают, сплав нагревается и переходит в жидкое состояние.

4. Тампоном, а лучше деревянной или пластиковой лопаткой выполняют лужение дорожек путем растирания капель жидкого сплава по дорожкам платы.

5. После лужения покрывают плату канифолью (флюсом) и моют.

Описанный способ лужения относиться к горячим, с нанесением покрытия растиранием. Другим горячим методом нанесения является погружение. Но в этом случае, понятно используется ванна со сплавом, для которой требуемое количество сырья намного больше, чем для метода с растиранием.

При пайке, вернее выпаивании элементов из плат – процессоров и микросхем, разъемов и других деталей – сплав Вуда хорош тем, что его температура плавления намного меньше температуры плавления пластика корпусов деталей. Следовательно, не нужно опасаться, что при выпаивании (или запаивании) пластиковый корпус будет поврежден. Конечно, все операции пайки в любом случае нужно делать максимально осторожно и внимательно. Паять этим сплавом можно различные металлы и сплавы (медь, и никель, алюминий, бронзу и латунь), а также изделия из драгоценных металлов.

В целом сплав Вуда значительно облегчает процесс лужения, что очень важно для новичков в этом деле.

Краткие характеристики сплава

Выпускается сплав Вуда в виде серебристо-белого цвета круглых стержней или капелек-гранул. Предел прочности на разрыв составляет около 45 МПа, относительное удлинение 7%, твердость по Бринеллю 10,5 единиц, плотность 9720 кг/м3. Срок хранения слитков сплава – 3 года.

Металлографические исследования сплава показывают, что компоненты, из которых он состоит, не растворяются друг в друге и не образуют химических соединений. Структура сплава – эвтектическая, включающая в себя светлые дендриты твердого раствора, содержащие в себе висмут, и темную сложную эвтектику (содержащую в себе все четыре компонента).

Где еще применяется сплав Вуда

Существует большая сфера применения материала со свойствами сплава Вуда. Это в первую очередь его технологические свойства, заключающиеся в возможности удаления сплава горячей водой. Таким, например, применением, является способ изгибания труб с тонкими стенками, которые при изгибе без спецсредств будут деформированы, т.е. изомнутся, по меньшей мере, в неравномерный гофр. Чтобы не допустить такую деформацию, трубы внутри заполняют сплавом, который сдерживает гофрообразование. Затем, после сгибания трубы, сплав легко удаляется, вытекая наружу при нагреве. По этой же причине сплав применяется и в гальванопластике, где он заполняет полости в металлических изделиях.

Еще одно технологическое назначение сплава – прецизионное литье, т.е. такое литья при котором получаемые размеры требуется соблюсти очень точно, даже с учетом термоусадки сплава отливки. Сплав Вуда имеет очень малую усадку.

Также сплав находит применение в научных целях. Он используется для получения металлографических образцов, когда сам по себе исследуемый образец очень мал и неудобен для шлифовки и полировки. Тогда его заливают сплавом Вуда до такого размера, который позволяет выполнять обработку микрошлифов. Кроме этого известно применение сплава в химических лабораториях для создания низкотемпературной нагревательной бани.

Известно, что детали из сплава Вуда можно найти и датчиках, реагирующих на температуру, как правило, это датчики противопожарной сигнализации.

Известно, что сплав Вуда в 1976 году также побывал и в космосе на орбитальной станции «Салют-5», на которой в рамках технологического эксперимента с кодовым названием «Сфера» космонавты Б.Волынов и В.Жолобов выступили в роли металлургов, исследуя процесс затвердевания жидкого металла в условиях невесомости.

А где сплав Вуда купить?

Известность сплава Вуда можно оценить по тому, где и как его можно приобрести для своих целей. Сплав настолько востребован, что в нынешнее время продается даже через Интернет. Его можно найти на всех популярных площадках электронной торговли – eBay, Все инструменты.ру, Aliexpress, Alibaba. Производится он в основном заводами химической продукции (например «Уральским заводом химических реактивов»).

Особенности применения и отличие от аналогов

Как уже отмечалось, сплав Вуда не первый и не единственный аналогичный сплав с подобным составом. Наиболее известный аналог – это сплав Розе. Однако сплав Розе имеет более высокую температуру плавления, что не является в целом критичным для современной паяльной техники, однако требует использования глицерина для нагрева. Глицерин же при высоком нагреве интенсивно испаряется, дымит.

Единственным существенным преимуществом сплава Розе является то, что он не токсичен, так как в его составе отсутствует канцерогенный токсин кадмий.

Токсичность сплава Вуда – основной его недостаток, которые определяет необходимость в специальных мерах безопасности, заключающихся в контроле ПДК и организации проветривания при работе.

Источник

Сплав Вуда

Во время пайки периодически возникают сложные ситуации, когда нужно приблизиться к максимальному проявлению одного из параметров. При работе с тонкими деталями, к примеру, во время ремонта мобильных телефонов и других микросхем, не требуется высокая прочность, а нужна как можно более низкая температура плавления. Естественно, что прочность была бы не лишней, но подобные соединения создаются при помощи твердоплавких металлов и их сплавов, так что их затруднительно применять в такой сфере. Припой сплав Вуда создан как раз для таких целей, чтобы при низкой температуре плавления иметь высокую плотность. Это не единственная область, в которой применяется данный материал.

Внешний вид сплава Вуда

Его можно еще встретить в прецизионном литье и при ремонте труб из тонких листов металла. Из него изготавливаются стержни для последующего выплавления различных форм. С его помощью производятся различные тела методом гальванопластики. Помимо этого, он часто используется в лабораториях химической направленности. В технической сфере сплав Вуда применяется для лужения дорожек, которые служат для проведения тока в печатных платах.

Лужение микросхема сплавом Вуда

Для обыкновенной пайки, где нужна прочность, температурная стойкость и другие механические параметры, его лучше не применять, но для своей сферы он стал уникальным изделием, которое прочно занимает свою нишу. Сплав Вуда производится по ТУ 6 09 4064 87.

Поставляется Сплав Вуда в виде специальных гранул. Это может быть упаковка, в которой содержится 100 грамм, или другой вес, вещества. Такой вариант обусловлен удобством применения. Гранулы имеют серо-черный цвет. При прикосновении паяльника достаточно легко плавятся и прилипают к жалу. Они легки в хранении и не требуют особых условий транспортировки.

Преимущества сплава Вуда

Недостатки

Состав сплава Вуда

Уникальность данного материала состоит в его составе. Здесь нужно не только точное наличие тех или иных элементов, но и соотношение их содержания. Точный и наиболее эффективный состав сплава Вуда выглядит следующим образом:

Соотношение в составе, %

Технические характеристики сплава Вуда

Главным свойством материала является его легкоплавкость практически при любых условиях, а также достаточно хорошая пластичность. Он может взаимодействовать практически с любыми металлическими поверхностями. Наплавленный металл имеет достаточно высокую плотность, если сравнивать относительно других припоев с низкой температурой плавления. Точные характеристики материала выглядят следующим образом:

Особенности пайки

Температура плавления припоя является очень низкой, что ведет за собой много других особенностей.»

Сплав Вуда применяется в узкой технической области и при химических операциях. Но чаще всего используют в качестве припоя. Низкая температура предполагает, что нужно использовать слабые паяльники, чтобы не случилось никакого перегрева и состав сохранял вязкость в расплавленном состоянии, так как именно это состояние является лучшим для спаивания.

При работе с мелкими деталями следует использовать тонкое плоское жало инструмента, чтобы не применять слишком большое количество расходного материала. Используя много припоя не обязательно получится хорошее соединение, так как тут больше важна точность. В ином случае может оказаться, что место спайки расплылось, а лишние капли попали на те части схемы, где они не должны быть. Затем нужно будет искать способ как убрать припой с платы. Таким образом, лучше сразу брать минимальные порции.

Несмотря на низкую температуру плавления, сплав Вуда желательно использовать с флюсами, которые подходят для всех легкоплавких материалов. Это сделает качество соединения лучше и уберет даже минимальный риск возникновения проблем при спаивании. Но иногда и сам материал используется для лужения, когда проводится работа с высокотемпературными припоями. Благодаря ему, улучшается схватывание других материалов, а мощный паяльник быстро превратит сплав в жидкое состояние.

Движения должны быть максимально четкими и быстрыми, так как во время использования материал начинает быстро застывать. После нанесения на поверхность, не стоит подвергать жестким проверкам, так как имеется высокий риск повредить застывший припой, даже если соединение сделано качественно. Сплав Вуда оказывается достаточно хрупок, так что вполне достаточно проводить визуальный контроль качества и не подвергать наплавленный металл большим опасностям.

Производители

На рынке преобладают отечественные производители данного материала:

Источник

Характеристики и состав сплава Вуда

Сплав Вуда — материал, который используется при спайке радиодеталей, гальванопластике, работе с химикатами в лабораториях. Для людей, увлекающихся изучением однородных металлов и сплавов, будет не лишним изучить этот материал более подробно.

Сплав вуда

История открытия

Легкоплавкий сплав был впервые открыт американским стоматологом Барнобасом Вудом. Произошло это событие в 1860 году. Однако в 1701 году Ньютон открыл аналогичный материал, который отличается от Вуда отсутствием кадмия в составе. Температура плавления материала, открытого американцем, составляет 67 градусов. Смесь Ньютона плавится при 97 градусах.

Что такое сплав Вуда?

Это легкоплавкий материал, изготавливаемый из тяжёлых металлов. Он выпускается в виде стержней или гранул серебристого цвета, которые используются в различных сферах производства. Смесь не требует особых условий для хранения и транспортировки.

Состав

Технические характеристики и свойства материала зависят от его состава. Основные компоненты состава должны содержаться в определённом количестве:

Температура плавления изменяется в зависимости от содержания компонентов в составе. Изменения незначительные от 60 до 70 градусов.

По отдельности компоненты имеют высокую температуру плавления. Однако при изменении состава этот показатель снижается. Чтобы улучшить показатели пластичности, процентное содержание кадмия увеличивают до 20%.

Технические характеристики

Смесь уникальна своими характеристиками, которые зависят от компонентов, входящих в ее состав. Технические параметры:

Благодаря характеристикам и составу смесь взаимодействует с различными металлами. В сравнении с другими материалами, используемыми для пайки, эта смесь металлов обладает высоким показателем плотности.

Пайка низко температурным паяльником

Применение

Область применения сплава Вуда немногочисленна. Связано это с его характеристиками. Его используют в химической и технической промышленности.

Его используют при сгибании труб с тонкими стенками. Связано это с тем, что трубы при простой гибке могут деформироваться или сломаться. Сплавом Вуда заполняют полость трубы. Изделие сгибают до требуемого угла. Материал изнутри удаляется при нагреве стенок трубы.

Прецизионное литье — ещё одно направление, где используется смесь Вуда. Процесс подразумевает изготовление деталей высокой точности, которые не изменяют размеров при усадке.

Данный легкоплавкий материал часто используется в химических целях. В лабораториях из него создают низкотемпературные бани для разогревания реактивов. Его можно увидеть в датчиках пожарной безопасности.

Чаще используется в качестве припоя, для плавки которого необходимо использовать электрические паяльники малой мощности. Благодаря этому можно избежать перегрева припоя и сохранить показатель вязкости у расплавленного сплава. Если работать нужно с маленькими деталями, рекомендуется использовать нагревательный инструмент с тонким жалом. Таким образом можно сократить расход припоя и не портить детали. Если припоя слишком много, портится качество соединения.

При работе нужно делать точные и равномерные движения. Однако нельзя затягивать с процессом пайки, поскольку сплав быстро застывает. Готовое соединение обладает высоким показателем хрупкости.

Поскольку смесь при термической обработке становится токсичной, пайку проводят проветриваемом помещении. Дополнительно к этому используют защитные очки, которые уберегут слизистую оболочку глаз от испарений плавящегося металла. Также используют респиратор. Он защищает дыхательные пути от ядовитых веществ, которые выделяются при плавке. Чтобы не обжечь руки, нужно использовать защитные перчатки и пинцет.

Преимущества

У сплава есть ряд преимуществ:

Приобрести гранулы и стержни из смеси Вуда можно в любом строительном магазине.

Недостатки

Помимо преимуществ, материал имеет недостатками:

Сплав Вуда считается уникальным материалом, который используется в химической и технической промышленности. Благодаря компонентам состава смесь обладает определённым характеристиками, которые делают её уникальной. Важно понимать, что его нельзя использовать при высоких температурах, больших нагрузках.

Источник

Сплав Вуда: характеристики и состав

Америка. 1960 год. Дантист Барнабас Вуд работает над сплавом, который отличался бы низкой температурой плавления с одной стороны и высокой плотностью с другой. После серии экспериментов ему все-таки удалось достичь своей цели. Сплав Вуда, позднее получивший его имя, отвечал всем требованиям, которые к нему предъявлялись изначально. Далее он получил самое широкое применение, уходящее далеко за рамки стоматологии.

Общие сведения

Сплав Вуда представляет собой химическое соединение на основе висмута и обладает серо-черным цветом и металлическим блеском. Поставляется в виде гранул в специальных пакетах, общая масса которых не превышает 100 грамм.

Cостав Вуда регулируется отраслевым стандартом ТУ 6 09 4064-87. Согласно ТУ включает в себя следующие элементы:

Сразу стоит отметить, сто существует несколько разновидностей сплавов Вуда. Они включают в себя один и тот же тип элементов, но имеют их разное соотношение между собой.

Особенности и характеристики

Главной особенностью Вуда является его низкая температура плавления, которая составляет порядка 72 ºC. Данный параметр остается неизменным даже при смене условий окружающей среды, что особенно ценно в электротехнике.

Вторая особенность – это относительное высокое значение плотности. Оно равно 9720 кг\м3, что выше аналогичного показателя конструкционной стали примерно на 20%. Сплав Вуда имеет одну из самых высоких значения плотности по сравнению с другими видами припоев, температура плавления которых не превышает 100 ºC.

Вуда – материал, обладающий высоким значением пластичности. Относительное растяжение составляет 40%, а относительное сужение 60%.

Также отметим легкодоступность сплава для рядового потребителя. Купить Вуда сейчас не составляет труда. Большинство магазинов электротехники имеют его в наличии.

Но помимо плюсов, Вуда обладает рядом недостатков. Главным из них является невозможность выдерживать высокую температуру в течение продолжительного периода времени, что значительно сокращает область применения.

Второй минус – склонность к образованию трещин. Любое ударное воздействие на сплав способно привести к его разрушению. В связи с этим обращение с ним при эксплуатации должно быт крайне аккуратным.

Стоит также отметить повышенную токсичность материал в силу наличия кадмия в своем составе. По этой причине при работе с Вуда необходимо строгое соблюдение правил безопасности и наличие качественной вытяжной системы.

Применение

Сплав Вуда имеет множество вариантов использования в техническом производстве. Его можно встретить и в особо точном литье, и в гальванопластике. С помощью него проделывают лужение печатных плат и используют в качестве реактива в химической промышленности. Вуда служат материалом для выплавления всевозможных металлов в металлургии. Но среди всего этого разнообразия использования, до сих пор основным назначением сплава является его применение как припоя при пайке.

Особенность пайки сплавами Вуда заключается в использовании паяльников небольшой мощности. Так мы снижаем риск перегрева металла и не позволяем сплавам терять свои вязкостные свойства.

Для избежания перерасхода материала при пайке малогабаритных деталей следует применять паяльник с тонким и плоским жалом. Обильное количество припоя еще не гарантирует более высокого качества соединения. При пайке сплавом Вуда большее значение имеет точность движения при его нанесении.

Также при пайке необходимо применять флюс, хоть материал и обладает низкой температурой плавления. Это предотвратит попадание в сплав нежелательных элементов таких как кислород, водород и прочих газов, которые содержатся в атмосфере. Таким образом, наличие флюса способствует лучшему качеству и схватыванию припоя.

После проведения пайки необходимо дать время чтобы сплав закристаллизовался. Но даже после этого не рекомендуется подвергать микросхему механическим нагрузкам по причине высокой хрупкости сплава. Для контроля качества пайки достаточно проведение визуального контроля.

Источник

Сплав Вуда

Цена и сортамент

Гранулы

Изделие каплеобразной формы. Во всех плоскостях не превышающая 10мм.

Цена договорная*
*Цена формируется в зависимости от объема.
Чтобы узнать подробную информацию или купить гранулы сплава Вуда нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Химический состав

Сплав Вуда входит в группу особо легкоплавких сплавов, состав и свойства которых оговариваются техническими требованиями ТУ 6-09-4064-87. Состав представляет собой литейную эвтектическую смесь четырёх химических элементов: висмута (50%); свинца (25%); олова (12,5%); кадмия (12,5%).

У разных производителей соотношение вышеуказанных компонентов может изменяться в незначительных пределах. В качестве металлургических примесей в состав сплава входит также незначительное количество серы, меди и висмута, не изменяющее его основные потребительские показатели.

Присутствия кадмия делает сплав Вуда весьма токсичным, поэтому работы с расплавом необходимо производить только при эффективно действующей приточно-вытяжной вентиляции.

Технические характеристики

Большинство физико-механических свойств сплава Вуда весьма схожи с аналогичными показателями для сплав Розе, что объясняется наличием тех же химических элементов в составе. Так, температура плавления и предел временного сопротивления двух сплавов совпадают, а показатель относительного удлинения немного ниже. Обращает внимание высокая плотность материала, из-за чего в зоне пайки возможно повышение суммарного веса готового соединения.

Области применения

Рассматриваемый легкоплавкий сплав используется:

• При обустройстве нагревательных ванн, используемых для повышения температуры антифрикционных металлов или припоев;

• При работах по пайке и лужению в качестве припоя с низкой температурой плавления;

• В качестве огнеупорно-расплавляемого клапанного элемента в системах пожаротушения промышленных и общественных зданий;

• В гальванотехнических операциях для укрепления связи некоторых металлов с неметаллическими покрытиями;

• В медицине для взрывобезопасного уплотнения баллонов с газами:

Другие применения включают изготовление отверстий и блоков нестандартной формы (например, вырезы для электронного луча) при медицинской радиационной обработке, а также при изготовлении металлических вкладок из дерева.

Заказ и доставка

На нашем сайте вы можете заказать сплав Вуда с доставкой по всей России. Готовый продукт отгружается в офисе компании или отправляется транспортной компанией.

Источник