Металлы – это вещества с большой химической активностью. При контакте с влажным воздухом они покрываются слоем оксидов. Убирать продукты порчи металлов можно разными составами. Часто для этих целей используется паяльная кислота, разновидностью которой является ортофосфорная.
Существует целая группа соединений под названием «фосфорные кислоты». Они образованы из оксида фосфора и нескольких молекул воды. Приставка «орто» в названии – показатель того, что к оксиду присоединены три молекулы воды.
Формула такого соединения Н3РО4. Рекомендуется ортофосфорная кислота для пайки изделий из меди, черных металлов, нержавеющих стальных сплавов.
Применение
Ортофосфорная кислота – вещество относительно безвредное, доступное, обладающее многими полезными свойствами. Химические особенности обуславливают ее большую востребованность.
Ортофосфорная кислота, которую часто называют просто фосфорной, применяется во многих сферах деятельности:
- металлургии;
- сельском хозяйстве;
- производстве строительных материалов;
- пищевой и легкой промышленности;
- нефтеперерабатывающей отрасли.
При работе с металлами ее применяют как флюс для пайки, средства очистки от ржавчины и для нанесения защитных фосфатированных покрытий.
В химической промышленности она выступает в качестве катализатора в реакциях органического синтеза. Фосфатный компонент необходим для производства моющих средств, сорбционных материалов из активированного угля.
В текстильном производственном процессе посредством ортофосфорной кислоты обрабатывают ткани для огнезащиты.
При производстве пищевых продуктов ее применяют как подкисляющий реагент. При выращивании сельхозпродукции широко применяются фосфорные удобрения. В нефтеперерабатывающей отрасли из нее делают буровые растворы.
При производстве строительных материалов свободный ортофосфат применяется для изготовления огнезащитной продукции: красок, древесных плит, пенопластов, керамики.
Степень очистки
Производство кислоты имеет многотонные объемы, регламентируется государственными нормативами. Для обеспечения ожидаемого результата любого процесса, например пайки, важно качество используемых материалов.
ГОСТами предусмотрены разные марки ортофосфорной продукции, которые отличаются содержанием основного вещества, примесей, физико-химическими свойствами. Главное отличие заключается в степени очистки. Она обуславливает цены и направления применений.
Чем выше степень очистки вещества, тем выше его стоимость. Применяются такие продукты только в особенно важных ситуациях. Глубокой очистке подвергаются все реагенты для проведения ответственных химических реакций, пищевые добавки и вещества для проведения лабораторных анализов.
В ГОСТе, регулирующем показатели категории «реактивы», как самая лучшая указана «химически чистая» кислота. Содержание основного вещества в такой ортофосфорной продукции равно 87 %.
Следующие группы составляют «чистые для анализа» и просто «чистые» реактивы. Ортофосфорная кислота этих групп имеет 85 % основного вещества. Применять для пайки такую кислоту экономически нецелесообразно.
Отдельный ГОСТ регламентирует характеристики технической (термической) кислоты. В технике допускаются несколько более лояльные требования:
- Ортофосфорная кислота категории А – это бесцветная, прозрачная жидкость.
- В категории Б продукция 1 сорта может быть слегка окрашена в желтоватый цвет.
- Кислота 2 сорта – заметно окрашенная жидкость со слабо-желтым или коричневым цветом.
Содержание основного вещества во всех сортах технической ортофосфорной кислоты составляет 73 %. Именно такую продукцию рекомендуют применять для пайки.
Сортность не существенно меняет свойства при использовании в качестве флюса. Выбор покупатель делает самостоятельно, руководствуясь требованиями к конкретной пайке и финансовыми возможностями.
Использование в качестве флюса
Главная функция флюсовых материалов – удаление грязи, оксидов с поверхности деталей, подлежащих пайке. Необходимо также обеспечить максимальную смачиваемость припоя. Иначе адгезия будет слабой, пайка безрезультатной.
Свободный ортофосфат не только удаляет окисленные продукты, но и образует пленку фосфатов, которые хорошо смачиваются припоями. Пайка после такой обработки проходит успешно.
Однако действовать нужно разумно и осторожно. Избыток кислотного флюса может спровоцировать последующее разрушение металлов в месте пайки. Все излишки нужно тщательно убрать. Очистку рабочей зоны можно проводить обычным промыванием водой.
Популярные марки
Помимо ортофосфорной кислоты при пайке применяются ее смеси с другими веществами. Важным моментом является правильно выбранное соотношение компонентов во флюсах. Существует несколько видов готовых расходных материалов фосфатной группы.
Популярный флюс ФИМ оказывает комплексное воздействие на многие легкоплавкие сплавы. Флюс содержит 16 % ортофосфорной кислоты, 3,7 % этилового спирта. Компоненты разбавлены в фиксированном объеме воды.
Материал Ф-38Н ПЭТ включает помимо свободного ортофосфата, гликоли и галогенорганические соединения. На современном отечественном рынке флюс является самым активным.
Он предназначен для пайки сложных металлических сплавов. Если нужно слегка уменьшить активность флюсовой смеси, производитель рекомендует разбавить его этанолом или изопропанолом.
Активная флюсовый материал ФИМ ПЭТ также содержит свободную ортофосфорную кислоту. Она предназначена для пайки многих видов сталей, медных сплавов, бериллиевых и медных бронз.
Флюс с высокой активностью Ф-38Н иногда присутствует в продаже под маркировкой ФДФс. Содержит ортофосфорную кислоту, глицерин и этиленгликоль – как два представителя многоатомных спиртов, хлорид диметиламмония. Смесь рекомендуется для пайки нихрома, константа, бериллиевых и медных сплавов, коррозионностойкой стали.
Как проверить правильность выбора флюса
Знатоки пайки предлагают метод проверки пригодности флюса с ортофосфорной кислотой или любого другого. Для этого нужно взять чистую пластинку металла, с которым предстоит работать.
На верхнюю поверхность следует поместить флюс, снизу его нужно подогреть горелкой. Сначала при нагревании улетучивается растворитель. Затем растекается белое пятнышко флюса.
Если расплав распределяется по пластинке равномерно, с ним можно проводить пайку. В случае образования мелких шариков из флюсовой массы, он для работы не годится.
Затем пластинку нужно хорошо промыть. Чистая поверхность металла, которая откроется под флюсовым пятном – хороший признак. Значит, материал имеет подходящую для пайки активность, обладает хорошим защитным действием.
Несмотря на безвредность ортофосфорной кислоты для человека, при пайке нужно соблюдать правила индивидуальной защиты.
Хранить расходный материал нужно в обязательно закрытом флаконе, не допуская нагревания и попадания солнечных лучей. Пайку следует проводить в проветриваемом помещении.
Лучше, если рабочее место обеспечено принудительной вентиляцией. Глаза и органы дыхания нужно защитить. Для этого в продаже имеются специальные очки, маски, респираторы.
Если флюс все-таки попал в глаза, следует сразу их тщательно промыть. Руки после проведения пайки нужно тщательно отмыть с моющими средствами.
