Лужение

Общие сведения

Олово находит широкое применение главным образом в производстве белой (консервной) жести, предназначенной для приготовления, транспорта и упаковки различных пищевых продуктов. Для этих целей используется 30—40% от общего производства олова. Следует, однако, иметь в виду, что мировые запасы олова весьма ограничены и цена его в несколько раз больше цены цинка. Следует также учесть различные электрохимические и коррозионные свойства олова и цинка. Стандартный потенциал олова —0,136 В, а цинка —0,762 В. Отсюда следует, что цинк, не склонный к пассивации в большинстве сред, в частности в атмосфере воздуха, электрохимически защищает железо от коррозии даже при наличии значительного количества пор в покрытии (до образования на железе больших оголенных участков). Что же касается системы железо—олово, то при наличии пор в покрытии последнее электрохимически не защищает железо от коррозии. Лишь в органических средах, в том числе и в пищевых, олово образует комплексные соединения, активность ионов олова уменьшается на много порядков, а потенциал олова настолько смещается в отрицательную сторону, что в неагрессивных консервах внутренняя сторона запаянной банки оказывается защищенной на относительно длительный срок даже при толщине оловянного покрытия, измеряемого долями микрон. Наружная же поверхность банки, без дополнительной защиты лаком, будет подвергаться коррозии.
Олово имеет низкую температуру плавления (~232° С) и образует с железом и медью интерметаллиды. Следовательно, налицо благоприятные условия для нанесения оловянных покрытий методом погружения в расплавленный металл. Такой способ в примитивном виде применялся уже в XIV—XV вв. Этот метод постепенно совершенствовался по линии ускорения процесса и сокращения количества олова на тонну белой жести. С начала XX в. до 1969 г. производство белой жести в капиталистических странах увеличилось в 13 раз. В последнее время белая жесть используется не только для изготовления консервной тары, но для удовлетворения потребности в таре кондитерских, парфюмерных, химических, лакокрасочных и других продуктов, а также для пива и безалкогольных напитков. Белая жесть применяется в последнее время в таких областях, как радиоэлектроника, приборостроение, автомобилестроение и др.
Что касается жестяной тары для пива, безалкогольных напитков и фруктовых соков, то помимо меньшего веса по сравнению со стеклянной тарой и, следовательно, большей транспортабельности преимущество ее заключается в предупреждении воздействия на затаренный продукт лучей света и лучшей сохранности их. Так, например, пиво в стеклянной бутылке сохраняет свои вкусовые и питательные качества в течение 3—6 дней, в то время как в банке из белой жести оно сохраняет свои качества в течение 7 месяцев.
В годы второй мировой войны и в послевоенные годы наблюдалось стремительное увеличение производства белой жести при неизменном и даже сниженном расходе олова, в особенности в США. С 1950 г. они начали снижать среднюю толщину белой жести, а в 1967 г. выпуск особо тонкой жести (0Д5—0,08 мм) составлял 35% от всего производства. Поверхность жести с 1950 г. до 1967 г. соответственно увеличилась с 2 до 4 млрд. м2, а расход олова за эти же годы снизился с 35,95 до 30,48 тыс. т. Это объясняется заменой горячего метода лужения жести электролитическим, позволяющим наносить тончайшие пленки олова и дифференцировать эту толщину. В результате снизился удельный расход олова на тонну жести в мировом производстве и в большей мере в США (рис. 68). В 1967 г. удельный вес электролитически луженой жести в США достиг 99,4%, а в мировом производстве 80%.
Согласно стандартам промышленно развитых стран, электролитически луженая жесть в зависимости от назначения выпускается с различными толщинами оловянного покрытия (мкм): 0,38; 0,77; 1,22; 1,54; 2,0. Большая часть жести выпускается с тонкими покрытиями, поверх которых нанесен пищевой лак. В США производство жести с толщиной оловянного покрытия 0,38 мкм составляет 80% от общего производства жести, с толщиной покрытия 0,77 мкм 4%; 1,15 мкм 2%; 1,54 мкм 4%.

Рис. 68. Расход олова на тонну белой жести в мировом производстве (1) и производстве США (2)


Защитные покрытия металлов