ТОКСИЧНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ ПРИПОЕВ К ПРИПОИ-ЗАМЕНИТЕЛИ

При выборе припоев следует учитывать возможную токсичность их компонентов. Прн повышенной токсичности компонентов припоев или их окислов необходимы затраты на приточно-вытяжиую венти­ляцию и другие мероприятия, обеспечивающие безопасность работы, или замена токсичных компонентов припоев менее токсичными или нетоксичными.

В настоящее время уже проведены специальные исследовании токсичности важнейших компонентов припоев и в ряде случаев ус­тановлены причины такого воздействия [72, 73].

Таблица 80. Припаи, фбссисчивакццие работу паяных соединений в агрессивных средах

мк

вест» Мп, %

Агрессивная среда

Примечание

Медь и ее сплавы

Pb-25 In

37,5 Sn—37,5 Pb—25 In

Щелочные растворы То же

Плавление припоя при 230 °С Плавление припоя при 135—180вС

Pb-(0,2-0,3) Sn-(0,01—2.) Ni— 0,8 Fe—0,4 Co—(2,5—10) Hg

Щелочь

-

Цинковые припои

Технический антифриз; вода, со­держащая ионы С, В, Са, Na (сотни часов при 74—93 °С)

Свинцовые припои менее стойки, чем цинковые

Медь

Керамика с металлами

Си—Р-врнпои ПСр45

(10-50) Pd; до 30 Си; (2-12) Сг;

10-30 Ni (5—30) Мо

Щелочь

В парах щелочных металлов

Коррозион-

иостойкие

стали

Паста из галлия и порошка меди (зазор 20—100 мкм)

Жидкий натрий

Плавление припоя при 135—180 “С

Хромони- келевые и хромистые стали

РЬ—(1—1,4) Sn— (1—i,4)—Ni— (0,51—0,55) Na—(0,61-0,65) Ca - (0,08-0,12) Al

Растворы серной кислоты

Плавление припоя при (380 ±5)®С

мк

Состав Мп, %

Керамика с металлом

68,4 Ag— 26,6 Си—5 Pd

Тугоплав­кие металлы

58,5 Ag—31,5 Си—10 Pd 20—60 Pd; 20—40V (или Nb) Fe—4Cr—1 В

Графит

43—68 Pd—30—45 Ni—2—12 Cr

Коррознои-

ностойкие

стали

А1

23,5 Pd—46,5 Au—6,5 Cr—23,4 Ni - О.10% Y

Ag—Си—Zn—Cd-прнпон c 50 Ag, 3Ni

40 Ag—Си—Zn—2 Ni

Al—(5—10) Cr—(3—12),

Si—(5—15) Zn—(1—10) Mg

Сталь 10

(ковар,

Н29К18)

Fe—3 Si—3B

Продолжение табл. 80

Агрессивная среда

Примечание

Пары щелочных металлов

Плавление припоя при 807—810 °С, пайка при 815 °С

То же » »

Статический раствор соды (700— 7000 ч); в термокавитационной ванне с жидким висмутом (700— 2000 ч)

Пайка в инертном газе илн вакууме

Расплав фторидов LiF—BeF— ZrF4—ThF4—VF4; жидкие Bi, Li, галогениды, растворы соды

700 °С, 1000 ч.

Морская вода, каустик

Пищевые продукты

Типа амила

Ртуть н пары ртути (до 800 °С)

• —

Таблица 81. Влияние состава припоя на сопротивление газовой коррозии соединений из коррозиоиностойкой стали мартенситного класса (12,5% Сг и 0,15% С) [69]

М„, %

Коррозия* при условиях испытания: f, “С/т, ч

.Окисление

305

427

538

649

1000

500; 1000

500; 1000

500

82 Au—18 №

А

А; А

А; А

А

Очень

слабое

18 Аи—45 Си—27 Ni

А

А А

А А

В

Слабое -

54 Ag—25 Pd—21 Си

А

Б Б

В Г

д

г

Полное

58,5 Си—31,5 Мп—10 Со

А

А А

В В

Сильное

83 Ni—7 Сг—4 Si—3 В—3 Fe

А

А А

А А

А

Очень

слабое

92,6 Ni—4,5 Si—2,9 В

А

А А

А А

А

Очень

слабое

* Глубина коррозии, мм; А<0,025; Б=0,027—0,054; В=0,054—0,135; Г> >0,135; Д —полное окисление. *• Сопротивление газовой коррозии.

Таблица 82. Пригодность средиеплавких припоев для пайки кон­струкционных материалов в изделиях, работающих в различных га­зах и воде [71]

Мп

Условия работы

мк

пригодны

непригодны

Воздух, 200— 250°С

Си

Ag—Си типа ПСр72

Си—Ag—Р

Воздух,

<200°С

»

Си—Ag—Р (до 6,5% Р)

Воздух,

>2(КГС

»

ПСр72

Пресная вода

»

Си (4,6—6,'5) % Р; Си—Ag—Р

Морская вода

»

Припои, не содер­жащие цинка

Припой, содер­жащий цинк

Горячие сер­нистые газы, >250°С

»

Припои на основе благородных ме­таллов (/„„СвбО’С)

Горячие сер­нистые газы, 2Б0°С

»

Ag—Си—Cd

Припои с фос­фором

Вакуум,

<200°С

»

Припои Си—Р или Си—Р—Ag

Вакуум,

»

Припои на основе

>200°С

благородных ме-

таллов с /ил<850°С

Условия работы

Ми

пригодны

■ непригодны

Воздух, 200—

Латуии,

Серебряные припои

Ириной с фое-

250°С

бронзы

без фосфора типа ПСр40, ПСр45

фором

Морская вода

Алюми­

ниевая

бронза

50 % Ag—Си—Zn— Cd—Ni

Вакуум,

>100°С

Латуии

Возможно испаре - пие цинка из ла­туни

<100°С

Припои Си—Р;

Си—Ag—Р или се­ребряный с 5 % Pd

Воздух,

Мягкая

Серебряные безфос-

С фосфором

<250°С

сталь

фора, медь Типа ПСр72 илн серебряные с 5 % Pd

Воздух, от 250 до 300°С

То же

Воздух,

>300°С

То же

Вода

»

Припои без цинка

С цинком

Морская вода

»

То же

Вакуум

Припои на основе благородных ме­таллов с 1Пл<850°С, никелевые

Воздух,

Нержа-

Серебряные припои

С фосфором

<250°С

веющая

сталь

без фосфора

Воздух, от 250°С до 300°С

То же

ПСр72 или припой с 5 % Pd; припои на основе Au, Pd, Со

Морская вода

Нержа-

Серебряные припои

Серебряные без

веющая

сталь

с никелем

никеля; соедине­ния склонны к щелевой коррозии

Вода

»

То же

То же

Вакуум*

»

Припои на основе благородных метал­лов илн никеля

Таблица 83. Влияние состава нрипоев на сопротивление газовой

коррозия1 соединений из ко класса (12,5 % Сг в 0,15 % С

эрозиоииостойкой стали мартенситного

Мп, %

Коррозия1 при условиях испытании: /, *С/т, ч

Окисле­

ние

305

427

638

649

а ооо

500; 1000

500; 100

500

82 Au—18 Ni

А

А; А

А; А

А

Очень

слабое

Ми, %

Коррозии[10] при условиях испытания: ч

Окисле-

305

427

•638

649

нне

1000

500; 1000

500; 100

600

18 Аи—25 Си—27 Ni

А

А; А

А; А

В

Слабое

54 Ag—25 Pd—21 Си

А

Б; Б

В; Г

г

Полное

58,5 Си—31,5 Мп—10 Со

А

А; А

В; В

г

Силь­

ное

• А — очень слабая, Б — слабая, В — сильная, Г — очень сильная.

Токсичность химических элементов определяется прежде всего способностью к накоплению их в органах, тканях и клетках орга­низма.

Токсические свойства различных металлов весьма разнообразны. Концентрации токсичных металлов, вызывающие острое отравление, достаточно велики и в производственных условиях ие встречаются. Чаще всего имеют место хронические отравления.

Некоторые металлы и их соединения могут способствовать воз­никновению аллергических заболеваний, особенно при их многократ­ном воздействии (бронхиальная астма, некоторые заболевания серд­ца, глаз, носа, кожи). Свойствами аллергена обладают ртуть, ко­бальт, и его окись, никель, его окись и сульфиды, хром, платина, бериллий, мышьяк, золото, цинк и ряд их соединений.

Наибольшую опасность в производственных помещениях пред­ставляют пары н аэрозоли токсичных металлов и их соединений. При этом необходимо учитывать, что испарение некоторых метал­лов начинается до их расплавления.

Наиболее токсичны свинец, бериллий, соли и оксиды кадмия, ртуть и все ее соединения, селен, сурьма; при длительном воздей­ствии весьма токсичны марганец, таллий, фтористый бор, германий,' соли золота, лнтий, медь; слаботоксичны алюминий, висмут, гал­лий, кобальт, никель и его окислы, соединения хрома, кремний, се­ребро, церий, цинк;, нетоксичны — олово, платина, палладий, ти­тан Г73].

Оценить опасность загрязнения воздуха парами металлов и их соединений и предельно допустимую концентр ацию в воздухе ра­бочей зоны (ПДК) можно, в частности, по данным, приведенным в СН 247—71.

Пайка оловянно-свинцовыми припоями, как н пайка свинцом, сопровождается выделением свинца в воздух производственных по­мещений. Теоретически при испарении жидкостей концентрация па­ров металлов q над их поверхностью определяется по формуле <7= 1600 РЛ1л/(273+/), где Af — молекулярная масса вещества; п — мольная доля вещества в растворе; t — температура раствора, °С; Р — давление насыщенного пара над поверхностью жидкого припоя.

Для ПОС40 при 500°С Р=0,116 мкПа и q=2,3-10~8 мг/м2, что не представляет - опасности. Однако этот расчет верен только для условий, когда газовая среда, куда испаряется металл, имеет ту же температуру, что и расплав (500°С).

При температуре окружающе­го воздуха 20—25° С пары свинца мгновенно превращаются в твер­дую аэрозоль, после рассеивания которой испарение свинца продол­жается. Поэтому удаление аэро­золя свинца непосредственно из конвективного потока совершенно необходимо, например, с помощью электропаяльника со всесторонним местным отсосом (рис. 33). По­добные меры необходимы и при работе со свинцовыми и оловян­но-свинцовыми припоями [74].

Подпись: Рнс. 33. Схема электропаяльника с местным отсосом паров флюсов: J — фильтр (АФА-В-18); 2 — коль цевой вакуумный насос типа РМК-4; 3 — трубка: 4 — паяльник В связи с высокой токсич­ностью окиси кадмия и повышен­ным содержанием ее в атмосфере при применении серебряных при­поев системы Ag—Си—Cd—Zn *, особенно в невентнлнруемых про­изводственных помещениях, в ряде стран (Англия, Швеция, Норве­гия, Дания), начиная с 1978 г. содержание кадмия в серебряных припоях снижают или заменяют кадмий оловом.

В табл. 84 приведены номинальные составы серебряных припо­ев, в которых кадмий заменен на олово нлн на олово и марганец. Полагают, что, несмотря на необходимость в этих случаях некото­рого повышения содержания серебра н температуры пайки, такая замена дешевле, чем создание специальных установок для удале­ния паров и окислов кадмия из зоны пайки и очистки воздуха.

В табл. 85 приведены данные по влиянию замены кадмия в серебряных припоях оловом или полного его устранения на раз­ницу в стоимости припоев и на изменение температуры их плав­ления.

Комментарии закрыты.