Способ пайки разнородных материалов

(19) (1) 5114 В 23 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем сверхпластичности металлов АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР 9 622596, ;.л. В 23 К 1/00, 1977,Авторское свидетельство СССР Р 774868, кл. В 23 К 3/02, 1979. (54) СПОСОБ ПАЙКИ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к пайке и может быть использовано в различных областях техники для получения соединений разнородных материалов, работающих при термоциклировании. Цель изобретения - повышение работоспособности паяного соединения путем снижения термомеханических напряжений при сохранении высокой прочности и теплопроводности. На подлежащей пайке поверхности пластичного материала Формируют отдельные выступы различной высоты, увеличивая ее по мере удаления от центра паяного соединения, Между вершинами выступов и паяемой поверхностью металлопластичного материала размещают припой, Производят нагрев до температуры пайки и охлаждение. Приведена расчетная зависимость выбора высоты выступов. Выполнение выступов различной высоты обеспечивает эффективную компенсацию термомеханических напряжений за счет различной деформации изгиба выступов в разных точках соединения и позволяет получать соединения с большими площадями контакта беэ снижения прочности на сжатие и сдвиг и беэ значительного увеличения термического сопротивления.1 э,п. ф-лы.Изобретение относится к пайке. в частности к способам пайки разнородных материалов, иможет быть использовано в различных отраслях5 машиностроения, электроники и радиотехники при получении соединений, работающих при термоциклировании.Целью изобретения является ловышение работоспособности паяного соединения путем снижения термомеханических напряжений при сохранении высоких прочности и теплопроводности.Способ реализуется следукщим образом. 15НА подлежащей пайке поверхности пластичного материала формируют отдельные выступы различной высоты, увеличивая последнюю по мере удаления от центра паяного соединения, между вершинами выступов и нояемой поверхностью мапопластиного материала разиез(ают припой, производят нагрев до температуры пайки и охлажденке. 25Высоте каждого выступа может быть рассчитана по формуле гд минимально допустивысота выступа;и - коэффициент запаса; г - расстояние от центрапаяного соединения докрая выступа;- коэффициенты термического расширения (КТР)пластичного и малопластичного материалов соответственно;Т - температура солидуса припоя;Е - модуль упругости планого материала;1 - допускаемое напряжениена изгиб для пластичногоматериала;момент инерции и моментсопротивления поперечного сечения выступаотносительно оси, перпендикулярной линии, соединяющей выступ с центром паяного соединения, нение выступов различной бечпечивает эффективную комтермомеханических иапряжеоцессе охлаждения до темпеайки и посдедующего термомая стичВыпол высоты о пенсацаю ний в пр ратуры п 5 циклкрования, сохраняя при этоммаксимально возможную устойчивостьпаяного соединения на сжатие и сдвиги минимальное тепловое сопротивление., П р и м е р, Паяют детали иэ малопластичного компоэита, представляющего собой спеченный карбидотитановыйкаркас, инфильтрироваиный жаропрочным никелевым сплавом (ЖНС), и изпластичного ЖНС, Деталь иэ компоэитаимеет размеры 30 х 50 х 10 мм, деталь иэЖНС - 30 х 50 х 60 мм. Размеры паяногосоединения 30 х 50 мм, На поверхностидетали иэ ЖНС,.подлежащей пайке, выполняют выемки, образуя на этой поверхности 25 цилиндрических выступов, расположенных в шахматном порядке таким образом, что один выступразмещается в центре паяного соединения, а четыре выступа - по его углам.Диаметр выступов 5 мм. Высоты центрального выступа 6 мм, шести выступов, вписывающихся в окружность диаметром 24 мм с центром в серединепаяного соединения, 12 мм, десятивыступов, вписыващцихсн в окружностьдиаметром 42 мм, 15 мм, остальныхвосьми выступов 18 мм. Между паяемыми поверхностями размещают паступрипоя ВПр 11-40 Н слоем толщиной0,5 мм. Пайку производят в печи ввакууме 10 ф Па при температуре1160 С с выдержкой 15 мин.Полученные соединения не имеютвидимых дефектов в шве и соединяемыхдеталях и при термоциклировании навоздухе от 20 до 1000 С выдерживаютдо 30 циклов.Для сравнения такие же деталипаяют по известному способу. Дляэтого на поверхности ЖНС выполняютконусные штыри высотой 3 ьв. Соосноэтим штырям делают отверстия диаметром 1 мм , в которые засыпают порошок припоя ВПр 11-40 Н. Пайку производят на том же оборудовании и при техже условиях, что и по предлагаевюмуспособу. В паяном соединении наблюдаются трещины по припою и по телукомпозита. Соединение выдерживаетне более двух термоциклов от 20 до1000 С,Изобретение позволяет повыситькачество паяных сеединений разнородных материалов с большой разностьюКТР за счет более эффективной компенсации термомеханических напряженийпосредством деформации изгиба высту-,1449263 следнюю по мере удаления от центрапаяного соединения2, Способ по л.1, о т л и ч а ю -5щ и й с я тем что величину кажЭдого выступа рассчитывают по формуле1 Эттли,-,)ЕЕЬйин л11 ф пов, формируеьвх на поверхностипластичного материала и за счет оптимизации размеров этих выступов.Использование данного способа позволяет получать лаяные соединениябольшой площади в изделиях, применяемых в различных областях машиностроения и приборостроения, напримерв крупногабаритных штампах горячегодеформирования с паяной твердосплавной гравюрой или в металлокерамических узлах радиосхем. гд и о а из обре тени 20 а н дй о 5 Еи Составитель Л,Абросимова заренко Техред М.Ходанич Корректор Г.Релетнкт Заказ 6907/12 Тирам 922 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оизводственно-полиграфическое лредлрият ород, ул. Проектная,Способ пайки разнородных материалов, преимущественно пластичных с малопластичными, при котором на подлеаащей лайке поверхности пластич ного материала формируют отдельные выступы, помещают мезду вершинами выступов н паяемой поверхностью мал йпастичиого материала припой, нагревают до температуры пайки и охлаздают, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности паяного соединения путем сникения термомеханических напряжений лри сохранении высоких прочности и теплопроводности, выступы выполняют различной высоты, увеличивая по минимально допустимая высота выступа;коэффициент запаса; расстояние от центра паяного соединения до краявыступа;модуль упругости пластичного материала;допустимое напряжение на изгиб для пластичного материала;коэффициенты термического расширения пластичного и малопластичного материа- лов соответственно; температура солндуса припоя;соответственно моменты инерции ц сопртивления поперечного сечения выступа оси, перпендикулярной линии, соединяющей выступ с центром паяного соединения