Состав для ограничения растекания припоя

(19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯДТОРСУ СИДТЛСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Сланский А., Воллман Я.Капиллярная пайка, М., Машгиз,1963, с.97-99,2. Авторское свидетельство СССРР 795830, кл. В 23 К 35/362,12.08.78 (прототип). 3(5 Р В ,2 3 К 35 /3 6 1 В 23- К. 35 24 .(54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ РАСТЕКАНИЯ ПРИПОЯ, преимущественно при пайке медными припоями, содержащий огнеупорную глину и жидкое стекло, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения проч. ности и плотности состава, ои дополнительно содержит динас и натрий кремнефтористый при следующем соотношении компонентов, мас.В:Огнеупорная глина 12,2-15,4 Динас 58,0-69,5 Кремнефтористыйнатрий 3,8-5,2 Жидкое стекло Остальное60 Изобретение относится к пайке, в частности к составу для ограничения растекания припоя, которое в качестве покрытия наносят на поверхность паяемого соединения и технологически контролируют в заданном направлении перемещение расплава флюса и припоя при высокотемпературной пайке и предназначено для работы в печах с защитно-восстановительной атмосферой и в пламени газовой горелки.Известно использование различных материалов, ограничивающих растекание прийоя, представляющих собой окислы магния, титана, хрома, наносимые в виде пасты 1 .Известен состав для ограничения растекания припоя 2, содержащий следующие компоненты, вес.%:Огнеупорная глина 18,0-22,0Графит 20,0-25,0Сахароэа 6,0-8,0Окись алюминия , 16,0-20,0Жидкое стекло Остальное Однако следует отметить ряд существенных недостатков известных материалов, препятствующих внедрению его в производство, где в качестве припоя используется медь и сплавы на медной основе. Так, например, сахароза С 11 НО 1 и графит С в ус" ловиях высокотемпературного взаимодействия с расплавом флюса и жидким припоем окисляются до окиси СО и двуокиси СО 1 углерода, которые по своей природе являются летучими продуктами. СО и СО 1 в виде пузырь" ков газа зарождаются в"интервале температур порядка 800-950 С.и располагаются по объему материала, уменьшают живое сечение покрытия. Накопление газов в порах, расположенных на межфазной границе системы основной материал - покрытие и в объеме материала создает давление, превосходящее атмосферное. В области высоких температур материал покрытия под воздействием давления пузырьков газов локально вздувается, что приводит к образованиюдефектов типа пор и трещин. Кроме того, механические напряжения, возникающие,в результате значительного различия коэффициентов линейного расширения покрытия и основного материала приводят к образованию в области температур ниже 1000 С большого количества мельочайших трещин и отслоений. При взаимодействии рабочей кромки материала с расплавом флюса и жидким припоем происходит объединение мелких пор и трещин в более крупные несплошности, которые от общей площади.покрытия составляют порядка 37-40Так, например, даже кратковременная выдержка при температуре пайки, которая составляет порядка 3-5 мин под воздействием реакции окисления медидо ее окислов приводит к значительному разрушению покрытия. Все этооказывает агрессивное влияние наогнеупорность материала покрытия,особенно под воздействием закиси меди, которая является весьма жидкотекучей по сравнению с другимиокисными фазами системы расплав 10 флюса - жидкий припойф, проникаетво все поры и трещины, просачивается между слоями покрытияИзучение химико-минералогического состава и структуры материала 15 покрытия до и после его применения вкачестве преграды растеканию припоя показывает, что преимущественно металлическая медь и ее кислородные соединения проникают в материал покрытия по трещинам и порамна глубину до 6-8 мм, медь и ее соединения проникают также в глубину,структурных элементов покрытия, рас 1клинивают их на макроагрегаты илиотдельные спои. Это приводит к раэрыхлению и ослаблению структуры,снижает способность покрытия про"тивостоять термическим ударам.и механическому давлению расплава припоя. Не вызывая существенного химического перзрождения материала покрытия медь и ее кислородные соединения.путем скалывания кромок и выламывания отдельных зерен разрушаютпокрытие.35 Технологически неконтролируемаярастекаемость является причиной соединения деталей сборочной единицыи деталей приспособления, увеличениядоли ручного труда на операциях зачистки сборочной единицы посла пайки и окончательного брака при разрушениях путем высокотемпературнойэрозии.Цель изобретения - повышение 45 прочности и плотности состава.Поставленная цель достигается тем,что состав, содержащий огнеупорнуюглину и жидкое стекло, дополнительно содержит динас и натрий кремнефтористый при следующем. соотноше нии компонентов, мас.%:Огнеупорная глина 12,2-15,4Динас 58,0-69,5Кремнефтористыйнатрий55 Жидкое стекло Динас тонкого помола совместно с огнеупорной глиной подавляет процесс зарождения пузырьков газа и образование пор,В качестве компонента для ускоре-. ния твердения жидкого стекла, кото" рый является основным связующим,вводится натрий кремнефтористый.1060376 Таблица 1 Химический состав, мас.Ъ Состав, 9 Глина Линас Кремнефтористыйнатрий жидкое стекло 10,4 3,0 30,4 56,2 58;0 12,2 3,8 26 13,8 63,8 17,9 4,5 9,9 15,4 69,5 5,2 16,8 72,2 6,4 4,6 При этом существенная роль отводится также хорошей механическойсовместимости участков огнеупорнойглины и динаса, пропитанных продуктами разложения жидкого стеклаНа 810-эНа 20 + 8102 и натрия кремне"фтористого Ба 81 Г 6.Высокая огнеупорность динаса, износостойкость, шлакоустойчивость,низкий коэффициент термическогорасширения и способность не смачиваться медным расплавом улучшают качество кромки, контактирующие срасплавом флюса .и жидким припоемКоличество поверхностных иобъемных пор в покрытии после пайкиостается примерно постоянным и составляет порядка 2,2-2,8. На границе контакта состава для ограничения растекания припоя и металлапаянного шва наблюдается равномерный износ кромки при незначительнойстепениразрушения.Исходной шихтой для приготовления указанного состава служат технически чистые материалы: огнеупорная глина, тонкого помола динас,жидкое стекло и натрий кремнефтористый, Линас измельчают в шаровоймельнице до состояния пудры,На сборочные единицы пасту наносят кистью или окунанием в 2-3 слояобщей толщиной 0,5-3,0 мм и шириной 10-12 мм,Сборочные единицы, покрытые слоемпасты сушат в печи при 50-80 С в течение 1,0-1,5 ч. После сушки сборочныеединицы паяют. Удаление остатковогнеупорного материала после пайкиосуществляют химическим путем.Составы для ограничений растекания припоя представлены в табл.1.Опробование составов, приведенных в табл,1 в лабораторных условиях 10 показывает, что они являются огнеупорным материалом при температурепорядка 950-1200 С и надежно контролируют растекание расплава флюсаи жидкого припоя в заданном направленииРезультаты пайки приведены втабл.2.Согласно табл.2 свойства состава для ограничения растекания припоя ухудшаются, если содержаниекомпонентов состава выходит эа пределы. Составы 1 и 5.содержат компоненты выходящие эа пределы укаэанного состава, при этом наблюдается наличие трещин и пор на поверх"ности покрытия после сушки и послепайки до 12,5. Предлагаемый состав предотвращает растекание припоя эа счет повы- ЗО щения плотности и прочности покрытия при высокотемпературной пайкеиэделий медными припоями.1060376 Таблица 2ав щ ш Технологические свойства Состав,ю 12,5 8,4 ЗВ Механическим путем 5,2 2,5 То же 2,11,4 То же 3,2 1,7 2,6 4,6 2,2Заказ 9923/13 Тираж 1106 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д; 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Наличиепор и трещинна поверхности покрытия после сушки,Ъ Наличиепор и трещин на поверхностипокрытияпосле пайки, % Наличиеразрушений покрытияна рабочей кром"ке,Ъ Удаление остатков покрытия после пайки