Seguimiento de la Aleación de Soldadura de Bismuto

Miércoles, 18 de Mayo de 2011 por Dr. Ron Lasky [ver biografía]

Amigos,

Algunas personas realizaron preguntas acerca de mí último mensaje sobre soldaduras de bismuto. Aquí están:

1. El punto bajo de derretimiento es alentador. ¿Cuáles son las condiciones realistas de uso de campo?

Las soldaduras de bismuto tienden a ser frágiles, entonces los ambientes drop shock como ser teléfonos celulares no serían recomendados. Sin embargo, el rendimiento del ciclo térmico de 0 a 100C es bueno, así el equipamiento inmóvil de oficina, los televisores, computadoras de escritorio, etc., podrían ser buenos candidatos.

2. Estoy trabajando con sus colegas en una aplicación automotor y tengo curiosidad por saber si usted tiene alguna idea acerca de ¿cómo esta aleación rendirá entre -40 y 0ºC? No hemos estado revisando las aleaciones que contienen bismuto debido a su resistencia más baja a la cizalla, sin embargo podríamos necesitar revisarlas en el futuro.

No podemos encontrar información acerca del rendimiento del ciclo térmico en estas bajas temperaturas.

3. Escuché que el bismuto es más raro que la plata, si comenzamos a utilizar el bismuto en las soldaduras ¿no lo haría eso más caro?

Una vieja edición de Prismark pone el uso mundial de la soldadura en aproximadamente 50,000 toneladas métricas (MT) por año. Asumiendo que las soldaduras de bismuto ocuparon un 5% del mercado (creo que esto sería lo más alto) eso representa 2,500 MT de soldadura de bismuto (Bi57Sn42Ag1) o 1,425 MT de bismuto.

Si bien la incidencia del bismuto en la corteza terrestre es 0.009 ppm (la de la plata es 0.075 y del oro 0.004 ppm), aproximadamente 22,000 MT son producidas cada año. En comparación, casi 2,000 MT de oro, 20,000 MT de plata, 400 MT de indio y 5 MT de rodio son producidas cada año. En comparación con los metales más comunes, la producción total de plomo es 8,000,000 MT/año y de estaño un poco menos de 700,000 MT.

De manera realista, a mí me parece poco probable que el uso del bismuto en la soldadura, en 1,425MT/año de 22,000 MTs, afecte mucho el precio, especialmente si el índice de adaptación es más cercano a 1-3%, en lugar de 5%. 

Para aquellos interesados en cómo se produce el bismuto, esta Cita de Wikipedia  podría ser interesante:

"Según con la Encuesta Geológica de los Estados Unidos y, la producción minera mundial de bismuto en el año 2009 fue 7,300 toneladas, con las principales contribuciones de China (4,500 toneladas), México (1,200 toneladas) y Perú (960 toneladas).^[11] La producción mundial de refinerías de bismuto en el año 2008 fue 15,000 toneladas, de las cuales China produjo un 78%, México 8% y Bélgica un 5%.^[9]

La diferencia entre la producción minera mundial de bismuto y la producción de refinería refleja el estado del bismuto como un subproducto de metal. El bismuto viaja en lingotes crudos de plomo (que puede contener hasta un 10% de bismuto) a través de varias etapas de refinamiento hasta que es eliminada por el proceso Kroll-Betterton o el proceso Betts. El proceso Kroll-Betterton utiliza una separación pirometalúrgica a partir del plomo derretido de la escoria de calcio-magnesio-bismuto que contiene metales asociados (plata, oro, cinc, algo de plomo, cobre, telurio, y arsénico), que son eliminados por varios fundentes y tratamientos para proporcionar un metal de bismuto de alta pureza (más del 99% Bi). El proceso Betts toma los ánodos fundidos del lingote de plomo y los electroliza en un electrolito de ácido de fluoro silicato hidrofluorosilícico para producir un cátodo puro de plomo y un limo de ánodo que contiene bismuto. El bismuto se comportará de manera similar con otros de sus principales metales, el cobre. De esta manera la producción mundial de bismuto desde las refinerías es una estadística más completa y confiable.”

Entonces no creo que la provisión y el precio del bismuto se vean afectados por su utilización en las soldaduras.

Saludos,

Dr. Ron

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