Способ пайки графита со сталью

(11) 501842 Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 05,02,7 Гасударственные комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий 3) УДК 621.791,371) Заявитель 54) СПОСОБ ПАЙКИ ГРАФИТА СО СТАЛЬЮ С целью повышения прочности паяного соединения при использовании припоев на медной, железной, свинцовой или оловянистой основах предложен способ, по которому в качестве покрытия наносится силикатная или боросиликатная пленка, а пайка проводится припоями, содержащими элементы, окислы которых образуют вместе с силикатной или боросиликатной пленкой шпинели типа МеО - 1 О ЯОз или МеО - ЯО - В 20 з Такие шпинелиобразуются, например, при добавлении в медь таких элементов, как фосфор, цинк, свинец.При этом для образования шпинелей на границе припой - графит содержание шпинелеоб разующего элемента должно быть не менее100/,. Нанесение силикатной или боросиликатной пленки осуществляется объемной или поверхностной пропиткой графитовой детали жидким кремнием или его сплавом с бором в 20 условиях вакуума с низким разрежением(2 10 -- 1 10 - 1 мм рт. ст.), когда в результате пропитки на поверхности изделий образуется силикатная или боросиликатная пленка толщиной 0,1 - 0,2 мм, прочно сцепленная 25 с графптовой основой. Пропитка гркремния с боррах 1850 в 240 мин. Изобретение относится к способам пайки, в частности к способу пайки графита со сталью.Известен способ пайки графита со сталью, при котором на паяемую поверхность графита наносят покрытие, содержащее титан или цирконий, размещают припой и нагревают.Наличие химически активных карбидообразующих добавок переходных металлов повышает температуру плавления припоя. Так, например, добавка 10 вес. /о титана повышает температуру плавления припоя ПСРс 850 до 1000 С, а добавка такого же количества титана в припой на основе олова или свинца увеличивает температуру плавления в 3 - 4 раза,Повышение температуры плавления припоев приводит к увеличению энергетических затрат и к вероятности растрескивания графита при остывании после пайки (особенности силипированного графита, содержащего большое количество карбида кремния).Кроме того, наличие химически активных добавок делает необходимым проведение процесса пайки в контролируемой атмосфере в вакууме или инертном газе, предохраняющей легирующие добавки от окисления. Неооходимость защитной атмосферы требует создания специальных установок с герметичными рабочими камерами и затрудняет проведение пайки в монтажных условиях. фита кремнием или сплавомпроводится при температу- С и выдержке в течение 15 -501842 Формула изобретения Составитель В. ПлахтийТехред Е. Подурушина Редактор М. Васильева Корректоры: Н. Аук и 3. ТарасоваЗаказ 753(4 Изд,238 Тираж 1178 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 3Пропитку графита рясплявями к 1)емния можно проводить и при более глубоком вакууме (10 -- 10 - ) мм рт. ст., только тогда для получения окисной пленки на поверхности графитового изделия его необходимо перед пайкой нагревать на воздухе при температурах 1600 в 18 С в течение 20 - 40 мин.Процесс смачивания твердого тела жидким расплавом происходит в том случае, когда имеет место понижение свободной энергии на границе жидкость - твердое тело, т. е. когда на межфазной границе происходит химическое взаимодействие жидкого расплава с поверхностью твердого тела.В предлагаемом способе в процессе пайки графита со сталью на воздухе на межфазной границе припой - графит с силикатной или боросиликатной пленкой образуются шпинели типа МеО КОз или МеО %02 В 20 Для этого в припой необходимо ввести не менее 10% шпинелеобразующего металла, например цинка, фосфора, свинца, кальция и др., а процесс пайки вести на воздухе, когда эти элементы активно окисляются.Понижение свободной энергии на границе графит в прип происходит в этом случае в процессе химического взаимодействия окислов элементов припоя с силикатной или боросиликатной пленкой на графите. Добавки в медь свинца, фосфора, кальция или цинка благоприятны потому, что, во-первых, температура плавления припоя понижается с 1090 для чистой меди соответственно до 990, 715, 850 в 9 С;5 во-вторых, окисление элементов припояпрактически не приводит к повышению вязкости жидкости и не повышает температуру плавления припоя, что делает возможным проведение процесса пайки на воздухе;10 в-третьих, пластические свойства меди неухудшаются с введением шпинелеобразующих элементов, что благоприятно сказывается на релаксацию напряжений, возникающих при охлаждении соединенных изделий после пайки. 1, Способ пайки графита со сталью, при ко 20 тором на паяемую поверхность графита наносят покрытие, размещают припой и нагревают, отличающийся тем, что, с цельюповышения прочности паяного соединения прииспользовании припоев на медной, железной,25 свинцовой или оловянистой основах, в качестве покрытия наносят силикатосодержащуюпленку.2. Способ пайки по п. 1, отлич ающийс тем, что в качестве покрытия наносят боросиликатную пленку,