Stopy ołowiu

Ołów jest metalem plastycznym, matowoszarym, ciężkim, o dużej gęstości (11,34 g/cm³) i niskotopliwym (temperatura topnienia 327,3°C). Krystalizuje w układzie regularnym.

Cechuje go mała wytrzymałość: R_m=ok.12 MPa przy wydłużeniu A₅=ok.30%. Ma bardzo dużą odporność na korozję, szczególnie H₂SO₄, wody morskiej i atmosfery powietrza.

Ołów znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle. Stosowany jest do produkcji:

• płyt akumulatorowych, baterii;

• kabli, rur;

• amunicji (rdzeni pocisków karabinowych);

• farb – białych i czerwonych;

• szkła ołowiowego "kryształowego";

• dodatku przeciwstukowego do benzyn (czteroetylku ołowiu);

• w przemyśle drukarskim do wyrobu stopu czcionek;

• do wykładania komór, wież i wanien przy produkcji kwasu siarkowego;

• stosuje się go jako ekrany zabezpieczające przed promieniowaniem rentgenowskim i promieniowaniem gamma;

• w starożytnym Rzymie był używany do produkcji rur wodociągowych.

Tabela 1 Gatunki techniczne i zastosowanie ołowiu

Cecha	PB minimum [%]	Przykłady zastosowania
Pb00	99,992	Do produkcji specjalnej, do akumulatorów o długiej żywotności i do wyrobu minii stosowanej w przemyśle akumulatorowym
Pb0	99,999
Pb1	99,98	Do akumulatorów, do wyrobu minii, glejty, specjalnych celów w budownictwie, aparatury chemicznej, do produkcji brązów cynowych i spoiw
Pb2	99,97	W przemyśle chemicznym na blachy i rury do aparatów kwasoodpornych, do produkcji spoiw i brązów
Pb3	99,95	W przemyśle kablowym, do wyrobu podkładek, uszczelek i rur kanalizacyjnych, do produkcji pocisków broni małokalibrowej, do produkcji stopów łożyskowych i brązów
Pb4	99,9	Do wyrobu spoiw, stopów łożyskowych, farb, stopów drukarskich
Pb5	99,5	Do wyrobu podkładek, uszczelek rur kanalizacyjnych, do ołowiowania na gorąco, do kąpieli hartowniczych

Ołów wskutek dużej plastyczności i małej twardości ulega łatwo odkształceniu i ścieraniu; przeciwdziała się temu, wprowadzając do niego antymon w ilości 0,15÷10,5%, co zwiększa twardość do 17HB. Stop taki nazywa się ołowiem twardym; ich zastosowanie jest podobne do czystego ołowiu.

Stopy ołowiu - stopy, w których ołów jest głównym składnikiem stopowym. Najczęściej stosowanymi są stopy ołowiu z cyną, miedzią i antymonem. Stopy ołowiu charakteryzują się dużą lejnością, niską temperaturą topnienia, znaczną odpornością na korozję.

Polska Norma PN-xx/H-87201 specyfikuje szereg stopów ołowiu:

1. Stopy ołowiu z domieszką antymonu:

   1. OK (PbCu), OTK (PbSb0.1), OT (PbSb0.2Sn) i OT1 (PbSn1) – stosowane na powłoki kabli, podkładki i uszczelki

   2. OT10 (PbSb10) i OT3S (PbSb3As) – stosowane do produkcji śrutu i akumulatorów

2. Stopy ołowiu z antymonem: OT3 (PbSn3), OT5 (PbSb5), OT7 (PbSb7), OT8 (PbSb8), OT9 (PbSb9) – stosowane na aparaturę chemiczną, anody do galwanizacji. Przy większych zawartościach antymonu (OT9) także na elementy pomp tłoczących kwasy.

3. Stopy ołowiu z antymonem z domieszką arsenu i berylu: OT4As (PbSb4As), OT6AsB (PbSb6AsB), OT8As (PbSb8As) – stosowane na elementy akumulatorów.

4. Stop ołowiu z antymonem z domieszką kadmu: OCK (PbSbCd) – stosowany na powłoki kabli.

5. Stopy ołowiu z antymonem i cyną: stosowane jako stopy drukarskie

Stopy Drukarskie są to stopy ołowiu z dodatkiem cyny i antymonu (Sb) stosowane w różnych proporcjach składników do odlewania czcionek i innych elementów składu zecerskiego.

• stop czcionkowy - do odlewania czcionek do składania ręcznego

• stop justunkowy - do odlewania wszystkich rodzajów justunku

• stop linomonotypowy, zwany stopem uniwersalnym - stosowany zarówno do odlewania składu wierszowego w składarkach wierszowych (linotypowych), jak i składu czcionkowego w odlewarkach monotypowych

• stop monotypowy - do odlewania składu czcionkowego, jak i dolewek, linii, ornamentów, tytułów oraz pism dużych stopni

Tabela 2 Stopy Drukarskie

Stop	Antymon (Sb) [%]	Cyna (Sn) [%]	Ołów (Pb) [%]	Dopuszczalne zanieczyszczenia ogółem(Cu, Ni, Al, Zn, Fe) [%]	Temperatura topnienia [^oC]	Twardość Brinella [HB]
czcionkowy	19,5-26,0	6,5-7,5	Reszta	0,45	300-340	27-32
justunkowy	12,0-18,0	1,8-2,8	Reszta	0,35-40	250-300	16-19
linomonotypowy	12,0-13,0	5,0-6,0	Reszta	0,35	245-255	21-22
monotypowy	14,5-15,5	5,5-6,5	Reszta	0,35	255-265	25-26

Kolejnym zastosowaniem stopów ołowiu są tzw. Stopy łożyskowe – stopy używane na panewki łożysk ślizgowych. Wymaga się od nich bardzo specyficznych właściwości:

• odpowiednie własności wytrzymałościowe, by były w stanie przenosić obciążenia wałów

• możliwości pracy w podwyższonych temperaturach

• odpowiednie własności powierzchniowe, w tym niewielki współczynnik tarcia, odporność na ścieranie, skłonność dostosowania się do powierzchni czopa oraz zdolność pochłaniania obcych cząsteczek

• odporność na korozję

Rozróżnia się kilka typów stopów łożyskowych – m.in. stopy cynowe, brązy cynowe, stopy aluminium oraz stopy cynowo – ołowiowe, które z racji omawianego tematu interesują nas bardziej.

Stopy cynowo-ołowiowe – zawierające orientacyjnie 5-20% cyny, 60-85% ołowiu, 5-17% antymonu i do 3% miedzi oraz domieszki niklu, arsenu i kadmu. Polska Norma specyfikuje L16 (PbSn16Sb16Cu2), L10As (PbSn10Sb14Cu3As) i L6 (PbSn6Sb6). Stopy te są tańsze od cynowych, lecz posiadają gorsze własności wytrzymałościowe i cieplne. Stosowane są na łożyska słabiej obciążone i mniej odpowiedzialne. Wyszczególnienie stopów łożyskowych przedstawia tabela:

Tabela 3 Stopy łożyskowe cynowo-ołowiowe

Cecha	Główne gatunki [%]	Dopuszczalne zanieczyszczenie [%]	Przykłady zastosowania
		Fe	As
Ł16	Sn 15-17 Sb 15-17 Cu 1,5-2 Pb-reszta	0,1	0,3
Ł10As	Sn 9-11 Sb 13-15 Cu 1-2 As 0,5-0,9 Pb-reszta	0,1	-
Ł6	Sn 5-7 Sb 5,5-7 Pb-reszta	0,1	0,15

Bibliografia:

1. Krzemień Eugeniusz: Materiałoznawstwo. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej 2001. ISBN 83-88000-01-2

2. Mały słownik chemiczny. Pod red. Jerzego Kuryłowicza. Warszawa: Wiedza Powszechna 1971.

3. Wikipedia: http://pl.wikipedia.org/wiki/Strona_g%C5%82%C3%B3wna