Флюс для реактивно-флюсовой пайки алюминия и его сплавов

Сфез Советски кСфцналистннесинвРеснубпн ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иц 740451(Ъфударстввиимй комитетСССР ао делам изобретений и открытийИзобретение относится к паяльному производству, в частности к флюсам для реактивно-флюсовой пайки алюминий и его сплавов.При реактивно-флюсовой пайке припойобразуетса в результате химической ре 5 акции между паяемым металлом и компоиентамнвходящими в состав флюса. Основной реакцией, протекщощей при осуществлении этого способа, является воо-1 О становление металла из флюса. Процесс протекает по схемеИеМт 16 йеф Мее 1 етм псе,3 15где МевГя- галогенид металла во флюсе;)4 еф пааемый метацг,Кеевна- галогенид нааемого металлаЙе- металл, востановленный из флк-,са.20Металл, появившийся в свободном видев результате этой реакции, смачивает пааемые поверхности и служит припоем или,осаждаясь в виде покрытия на пааемых 2поверхностях, облегчает процесс пайки дополнительно вводимым припоем.Наиболее широко реактивно-фшосоваяпайка применяется при соединении поверхностей из алюминия или его сплавов, имеющих стойкие окнсные пленки, которые затрудняют использование обычных способовпайки, Основу флюсов при этом составляютхлориды легкоплавких металлов цинка, олова, кадмия, которые хорошо смачиваютокисную пленку алюминия. Кроме того,в их состав входят вещества, растворяющие окисную пленку на поверхности алюминия - это преимущественно хлориды и,фториды щелочных металлов,Известен например флюс . 1длареактивно-флюсовой пайки алюминия, содержаший, вес.%:Хлористый калий 47Хлористый литий 38Фтористый натрий 5Хлористый кадмий 10,Однако этот флюс имеет относительновысокую температуру активности (интервал3 7404активности 560-620 ОС), что затрудняетего использование при ручных процессахпайки конструкций из алюминии из-за опаоности оплавления паяемых кромок.Кроме того, активность этого флюса недостаточно высока при пайке алюминия иего сплавов.Наиболее близким по составу компонентов к предлагаемому флюсу является известный 21, содержащий, весЛ:10Хлористый калий 28Хлористый литий 42фтористый натрий 6Хлористый цинк 24,Недостаток известного флюса - паличие химической эрозии наяемого материала и снижение вследствие этого механичеоких свойств паяного соединения,Цель изобретения состоит в повышениикачества реактивно-флюсовой пайки алюминиа и его сплавов,Поставленная цель достигается тем, чтофлюс дополнительно содержит дихлорид меди при следующем соотношении компонентовфлюса, вес,Ъ25Хлорид цинка 20 40Дихлорид меди 60-80,Дихлорид меди является термически не стойким химическим соединением, Принагреве он довольно легко диссоциирует с 30выделением хлора.. Разложение идет цо реакцииСоСЮ - СоС 1 + 1/2 С 22При взаимодействии дихлорида меди салюминием выделяетса значительная тепловая энергия.В результате протекания этой реакциивосстанавливается медь, имеющая большуютемпературу плавления,чем алюминий.Выделяющийся при нагреве хлор, взаимо 40действуя с окисной пленкой на поверхностиалюминия, разрушает ее, создавая обнаженный контакт между алюминием и дихлоридом меди, Это подтверждается эксперимен 45тально,Проведенный термографический анализпоказал, что выделение хлора начинаетсяпри,температуре 320 С и сопровождается50эндотермическим эффектом. При температуре 430 С наблюдается начало болыпогоэкзотермического эффекта, вызванного реакцией восстановления меди, которая протекает с большой скоростью,55Таким образом, выделающийса в период нагрева хлор сначала подготавливаетповерхность, после чего на ней идет ирак"тически мгновенное восстановление меди,Из за большой теплоты реакции и сравнительно низкой температуры плавленияалюминия может произойти расплавлениепаяемых изделий, Следовательно, необхо-димы бграничениа на соотношение массы,припоя и паяемого материала. Это подтверждаетса как расчетным путем, так иэкспериментально.Так как алюминий имеет малый удельный вес, то при пайке тонкостенных изделий с большой поверхностью сная,напримеризделий из фольги, необходимо учитыватьопасность его расплавления в случае избытка дихлорида меди над расчетным количеством,Дихлорид меди, восстанавливаясь на поверхности алюминия до меди, создает барьерный слой, который препятствует развитию химической эрозии паяемого материала и ухудшению его пластичности за счетконтакта алюминия и цинка. В свою очередь, восстановленный цинк расплавляется,образуя при охлаждении паяное соединение.Для осуществления процесса пайки предмрительно готовят механическую смеськристаллогидратов дихлорида меди и цинка и дегидратируют ее на воздухе при температуре 150-160 С до полного удалениявлаги. Затем смесь помещают между спаимемыми поверхностями. К месту пайки,например, при пайке внахлестку подводятстальной стержень, нагретый до 500600 С, и прижимают его с усилием 510 кгс/см. Время выдержки под нагрузкой 5-20 сек. После охлаждения местопая промывают сначала содовым воднымраствором, затем водой и сушат на воздухе.П р и м е р 1. Берут две пластиныиз алюминиевой фольги толщиной 0,14 ммразмером 5 х 40 мм. Одну пластину,помещают на асбестовую прокладку и на ееконец на длине 4-5 мм насыпают 5060 мг флюса, содержащего 40 вес.% дихлорида меди.Нижний образец накрывают верхнимс нахлестом 4-5 мм. Берут предварительно нагретый до 500 оС, стальной стерженьдиаметром 12 мм и его торец прижимаютк месту нахлеста пластин с усилием5 кгс/см. Время выдержки 5-6 сек. После охлаждения образец промымют сначала водным содовым раствором, затем водой. При растяжении пластин до разрываместо сная не нарушается.П р и м е р 2. Берут одну пластину из алюминиевой фольги согласно примеру 1. Другую пластину размером 5 хЗаказ 3094/14 Тираж 1160 . Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и ожрытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5,;х 40 мм. изготавливают из алюминиевоголиста толщиной 1 мм. Нахлест 4-5 мм.Количество флюса около 100. мг. Составфлюса, вес,%:Хлорид цинка 30Дихлорид меди 70.Температура нагрева стержня 550 С,усилие прижима 7-8 кгс/смЯ, время выдержки около 10 сек. После охлаждениии промывки испытание на растяжение,по- фказала, что место сная не разрушаетсявплоть до разрыва образцов.П р и м е р 3. Берут две пластины размером 5 х 40 мм, изготовленные изалюминиевого листа толщиной 1 мм. Вели-,15чина нахлеста 4-5 мм. Количество флюса,йихлорид меди 90,Температура нагрева стержня 600 С, 20Усилие прижима .10 кгс/см. Время выдержки .20 сек. После охлаждения и промывки испытание на растяжение показало,что место сная не разрушается вплоть доразрыва образцов.25 Формула изобретения флюс для реактивно-флюсовой пайки алю"минин и его. сплавов, содержащий хлоридцинка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с пелью повышения качества пайки, флюс .дополнительно содержит дихлорид меди,при следующем соотношении компонентов,,вес.%:Хлорид цинка 20 40Дихлорид меди 60 80,Источники информации,принятые во внимайие при экспертизе 1. Справочник по пайке Иод ред.С. И. Лоцмакова, И. Е. ПетрушинаВ. П, Фролова), М;, Машиностроение1975, с. 107,табл. 2. 2, Справочник по пайке .(под ред., С. Н. Лоцманова, И. Е. Петрушина,В. П. Фролом). М.,Машиностроение, 1975, с, 107, табл 2,;