Припой для пайки металлов

(51 у 5 т ЕТЕНИЯ НИЕ ИЗ Изобретение о ности к составу и из нержавеющей некоторых других вов в области темпЦель изобрет стичности припоядинения. и имеет след ии состав,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ МЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к пайке, в частности к составам припоя для пайки иэделийиз нержавеющей стали, никеля, латуни инекоторых других некельсодержащих сплавов; Цель изобретения - повышение пластичности припоя и прочности паяногосоединения. Припой имеет следующий сотносится к паике, в частрипоя для пайки изделий стали, никеля, латуни и никельсодержащих сплаератур 450-6000 С, ения - повышение плаи прочности паяного соемас %СвинецМедьСурьмаТитан или цирконийЦинкЦинк был выбран в качесцелью разработки припоя дляникеля и медных сплавов с цилем, учитывая, что двойные дстояний с ним этих элементов 5,2-203,2-7 ,002-1 0,01-0,08 Остальноетве основы с пайки сталей, нком и никеаграммы соимеют общий став, мас%: свинец 5,2-20; медь 3,2 - 7; сурьма 0,002 - 1; титан или цирконий 0,01-0,8;цинк остальное, Пайка осуществляется при температуре 550 С с флюсом М 284 с нагревом на ТВЧ. Прочность паяного соединения равна 170 - 220 МПа, Припой может изготавливаться в виде прутков, лент, порошков, паст и в виде проволоки, получаемойметодом термоэкструзии, Проволока припоя 4 2 мм выдерживает от трех до шести гибов, при этом относительное удлинение равно 12- 25%. Прочность проволоки на разрыв о, имеет значение 190-310 МПа, Высота растекшейся капли навески припоя после выдержки Змия в печи при 550 С равна 0,2-0,6 мм, что говорит о хорошей растекаемости пр;- поя. 1 табл.Ф характер. Железо, никель и мвдь незначительно растворимы в цинке, но образуют широкую область твердых растворов на своей основе и ряд промежуточных интерметаллидных фаз. С одной стороны это обеспечивает взаимодействие цинковых сплавов с подложкой, а с другой создает предпосылки для формирования хрупкой интерметаллидной пограничной фазы, К недостаткам цинка следует отнести его крупнозернистость, низкие прочность и пластичность. Исследования микроструктур легированных цинковых сплавов показывают, что медь выделяется в сильно обогащенную ею дендритную фазу, представляющую собой твердый раствор переменного соста" ва, содержащий до 12% меди. Введение ее более 6% повышает температуру ликвидуса до 600 С и выше, счижая растекаемость и затекание припоя в зазор, Наличие в сплавемеди приводит к некоторому повышению прочностных и пластических свойств припоя, несмотря на небольшое измельчение зерна. Однако дополнительное легирование цинковых сплавов элементами, растворяющимися в меди или образующими с ней эвтектику, например сурьмой и титаном, позволяет увеличить ее содержание в сплаве до 7 без ухудшения растекания. Введение меди в состав цинковых припоев менее 3,5; не вызывает заметного улучшения пластических и прочностных характеристик,Присадка титана или циркония в количествах 0,01-0,08; позволяет радикально измельчить цинковь 1 й сплав формированием стержневидной эвтектики в цинковой фазе микроструктуры, состав которой колеблется в пределах 1,2-1,50/, титана или циркония.Поскольку медь с титаном и цирконием также образует эвтектику, то последние несколько измельчают и дендриты, обогащенные медью, В случае содержания в сплаве менее 0,01 О титана или циркония количество эвтектической составляющей очень мало, и она располагается по границам зерен редкими островками, не вызывая упрочнения или увеличения пластичности сплава. Наличие в сплаве более 0,8 титана или циркония приводит к его охрупчиванию.Свинец вводится в припой как пластификатор. Пластичная свинцовая фаза в процессе кристаллизации припоя выделяется по границам кристаллитов, а также в виде отдельных округлых формирований, принимая на себя механические нагрузки, Сплав со свинцом пластичен как в литом состоянии, так и после прокатки или изготовления в виде проволоки. При наличии в сплаве менее 5,2 О свинца пластические свойства припоя не высоки, проволока диаметром 2 мм может претерпеть лишь один загиб на 180 и при разгибании разрушается. В процессе термоэкструзии при изготовлении такой проволоки усилие прессования достигает 175 кг, Это связано с тем, что свинцовой фазы в сплаве формируется мало и ее не хватает на окантовку зерен. С увеличением количества свинца пластические свойства сплава улучшаются вплоть до содержания его 20%, а усилие прессования падает до 100-140 кг. Дальнейшее повышение содержания свинца в прйпое не приводит к росту технологических характеристик и даже начинает наблюдаться ухудшение растекания припоя, Возможно, что большое количество свинцовой фазы затрудняет вза 5 10 20 поя, а введение ее более 10, приводит к его . охрупчиванию. Это вызвано тем, что в литом 35 40 45 50 55 имодействие цинкового расплава с подложкой.Сурьма является эффективным депрессантом в медных сплавах, Она не только понижает температуру плавления медных сплавов, но и улучшает их растекание по стали. Таким образом удается понизить температуру ликвидуса припоя за счет введения сурьмы в фазу, богатую медью. Однако при выплавке сплава надо учесть, что сурьма хорошо растворима в свинце и образует с ним эвтектику легче, чем с медью. Поэтому вводить ее в цинковый припой необходимо в виде готовой лигатуры медь - сурьма. Затем в расплав вводится свинец, При этом часть сурьмы попадает в свинцовую фазу иупрочняет ее,Наличие в припое менее 0,002 оь сурьмыне влияет на технологические свойства присостоянии сплавы свинец - сурьма пластич- ны при содержании 5 О сурьмы, а медь -сурьма - при содержании до 10 О сурьмы. В остальных компонентах припоя сурьма растворяется слабо. Поэтому даже при перераспределении сурьмы в припое в процессе выплавки обе фазы остаются пластичными.Припой легко выплавляется, обладает хорошей формозаполняемостью, пластичен в литом состоянии. Он может изготавливаться в виде литых прутков, лент, порошков,паст и в виде проволоки, получаемой методами термоэкструзии. В виде паст припойможет применяться в смеси с порошковы- .ми наполнителями. Использование любогосортамента припоя гарантирует его хорошее затекание в капиллярные зазоры. Дляпайки нержавеющей стали, никеля, медныхи никелевых сплавов можно использоватьстандартный флюс М 284,С использованием ТВЧ-нагрева, а также в электрической печи были запаяны образцы размерами 120 х 15 х 1 мм с величинойнахлестки 1 - 1,5 мм. Для пайки были выбраны образцы из стали Х 18 Н 10 Т,Температура пайки составляла 470-490и 550 С.В таблице представлены примеры выполнения припоя и данные механическихиспытаний соединений. Приведены некоторые характеристики припойной проволокидиаметром 2 мм, полученной методом термоэкструзии с нагревом до 240 С.Формула изобретенияПрипой для пайки металлов, содержаший свинец, медь, титан или цирконий,цинк, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения пластичности припоя и прочности паяного соединения, он дополнительно1611663 Сурьма 0,002-1,0 Титан или цирконий 0,01-0,8 Цинк Остальное содержит сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.:Свинец 5.2-20,0Медь 3,2-7,0 технологические характеристики припойноя проволоки 2 мыПример Содержание компонентов, мас, % Прочность палного соединвнил на разрыв. кгlмм при твмпвратуре пайки, ф Срь Бь Т (Е г) Количество грибов о,кг/ й. мм 550 470-490 и ВЫСОтз раотЕКШЕйСЛ КаПЛИ НаВЕСКИ ПрИПОП ПОСЛЕ ВмдвржКИ 3 МИН В ПВЧИ ПрИ 550 фС. Ф Составитель Л. АбросимоваРедактор Л. Зайцева Техред ММоргентал Корректор Т. Палий Заказ 3799ВНИИПИ Гос а тТираж 647 .. Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 2 3 4 . 6 8 9 1 О 11 70,4986,49971,29128890,1783,9374.3982.49885,376.478.99 3 7. 3,5 4,8 6