Припой для пайки меди и ее сплавов

(19) 3 К 35/30 5 Ц И ГКНТ СС САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ мельхиора, никеля, молибдена, а также керамики и металлокерамики с использованием в качестве припоя гомогенных ленточных или порошковых припоев на медной основе, Цель изобретения - снижение усадочной пористости в паяном шве и упрочнение паяного соединения. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мас,: никель 8-15, олово 5 - 12, фосфор 5-10, индий 0,5 - 1,5, кремний 1,0-4,5, медь - остальное. При этом суммарное содержание индия и кремния составляет 1,5 - 5,5, Прочность паяного соединения по латуни Л 63 210-229 МПа. Температура плавления припоя 678"С.4 табл. исследовательов. А,Е. Силаев 25,05,86, МЕДИ И Е области машийке металличеее сплавов,Известны серебросодержащие припои типа ПСр 45. ПСр 72 известные по ГОСТ 19738-74 и имеющие в своем составе 39-72 мас. серебра. Припои используются для пайки деталей из меди и ее сплавов, в частности латунных деталей. Они обладают повышенной прочностью и коррозионной стойкостью в соединении, относительно низкой температурой пайки, хорошо смачивают металл и затекают в зазоры. Обеспечиваются следующие свойства, отраженные в табл, 1. Недостатком фицит и высокая гая технология также пористостьИзвестен при ки деталей из меПрипои имею женные в табл. 2 ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТГ)О иэОВРетениям и ОткРыти АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Центральный научноский институт материалов(54) ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКСПЛАВОВ(57) Изобретение относитсяностроения, в частности к пских деталей из меди Изобретение относится к машиностроению, в частности к пайке металлических иэделий иэ меди и ее сплавов, мельхиора. никеля, молибдена, а также керамики и металлокерамики, с использованием в качестве припоя гомогенных пластичных ленточных или порошковых припоев на медной основе,Эти припои должны обеспечивать прочность и коррозионную стойкость паяного соединения, более низкую температуру пайки и ее самофлюсуемость, Кроме того, одним из основных требований является отсутствие пористости в паяном шве, что необходимо для пайки некоторых ответственных изделий, например деталей, предназначенных для соединения радиоизмерительной аппаратуры. Наличие пористости приводит в паяных соединениях. к снижению выхода годной продукции. 1706816 А 1 этих припоев является дестоимость серебра, дороиэготовления припоев, а зоны паяного шва.пой ПМФС 6-0,15 для пайди и ее сплавов,т состав и свойства, отра 3 1706816610680730-780 Снижение усадочной пористости и упрочнение паяного соединения достигается за счет легирования припоя кремнием и индием в укаэанных пределах,Для припоя характерна сложная технология его приготовления и пайки. В соединении, полученном с указанным припоемтакже обнаруживается пористость, хотя еевеличина на 10 ниже, чем при использовании сере бр я н ых и ри поев. Кроме того, остатки флюса используемого при пайке,вызывают разъедание шва, снижая прочностные характеристики.Известны припои на медной основе,Припой имеет состав, приведенный втабл, 3.Припой наиболее употребительного состава содержит, мас. ь:Никель 9,91Олово 4,00Фосфор 7,84Медь 78,25Основные характеристики припоя следующие:Температура - солидус, СТемпература - ликвидус, СТемпература пайки, С -Сопротивлениерастяжению, МПа 208Пористость шва, ф, 10-15Припой имеет удовлетворительные температурные и прочностные характеристики,самофлюсующийся и может быть использован взамен серебросодержащих припоевдля пайки меди и ее сплавов.Недостаток этого припоя - пористостьпаяного шва из-за широкого интервалатвердо-жидкого затвердевания при образовании соединения, Особенно повышенаконцентрация пор в галтельных участкахшва, При этом уменьшается прочность соединения, герметичность, вакуумная плотность, что снижает область его применения,Цель изобретения - снижение усадочной пористости паяного шва и упрочнениепаяного соединения.Для достижения указанной цели в припой, содержащий медь, никель, олово, фосфор, дополнительно вводят кремний ииндий при следующем соотношении компонентов, мас. ;Никель 8,0 - 15,0Олово 5,0-12,0Фосфор 5,0 - 10,0Индий 0,5-1,5Кремний 1,0 - 4,5Медь Остальноепри этом суммарное содержание индия икремния составляет 1,5-5,5 мас. 7 ь, 40 45 50 55 10 1520253035 Пористость паяного шва изучалась на микрошлифах, концентрацию усадочных пор оценивали методом радиографического контроля в плоских и галтельных участках шва,Сплав припоя выплавляют в индукционной печи в атмосфере аргона, В тигель вводят составляющие, а именно медь, никель,олово, кремний и фосфористую медь. Тигель помещают в печь, нагревают до 1080- 1090 С до полного расплавления всех составляющих, постепенно снижают температуру расплава до 750-800 С и вводят индий, После полного растворения индия расплав охлаждают,Предлагаемый припой изготовляют в виде фольги или ленты и порошка. Ленту толщиной 0,02 -0,06 мм получают быстрым охлаждением расплава путем подачи его на охлажденный металлический диск, вращающийся со скоростью 20-40 м/с,Порошок получают центробежным распылением расплава на диске. Оба процессаобеспечивают наличие в структуре аморфной или микрокристаллической фазы.Параллельно изготовлен припой известного сплава. Припой получают в виде лентшириной 10-40 мм и толщиной 0,02-0,06мм.Для испытаний на растяжение приготовляют паяные образцы в соответствии сГОСТ 23047-78. В качестве основного материала используют листовую медь и латунь Л 63, ЛС 59 толщиной 1,5 мм, в качестве присадки-ленты. Образцы паяют внахлестку,при этом размер нахлестки составляет 3 мм. Перед пайкой образцы обезжиривают ацетоном и промывают спиртом, подвергают химическому травлению. В качестве флюса используют борную кислоту или флюс Ф 209. Припой укладывают так, чтобы он полностью покрывал всю площадь нахлестки. Затем образцы скрепляют и паяют горелкой с восстановительным пламенем, после чего охлаждают до комнатной температуры и удаляют остатки флюса механически,Характеристики соединений, паяных ленточными припоями известного и предлагаемого на нижнем, среднем и верхнем пределах компонентов, а также выходящих эа нижний и верхний пределы, приведены в таблице.Результаты испытаний соединений, паяных предлагаемым припоем, показали их преимущество по сравнению с известным припоем. Лучшие сочетания свойств припоев получены при добавке кремния в количестве 1,0-4,5, индия 0,5-1,5 мас., причем суммарное содержание кремния и индия в количестве 1,5-5,5 мас,7 ь. В этом случае1706816 8-15 5-12 5-10 0,5 - 1,5 1,0-4,5 Остальное НикельОловоФосфорИндийКремнийМедь Таблица 1 Таблица Таблица 0 - 18 6,5 - 48,2 4,8 - 7 Остальное снижается температура пайки, возрастаетпрочность соединения, и наблюдаетсяпрактически полное отсутствие усадочнойпористости иэ-эа снижения интервала твердо-жидкого состояния при затвердевании. 5Кроме того, припои не корродируют придлительном хранении.При введении в состав припоя кремнияи индия в количествах ниже нижнего предела интервал затвердевания увеличивается и 10становится возможным образование усадочной пористости, и ри введении укаэанных добавок выше суммарного верхнегопредела паяный шов охрупчивается,Преимуществом припоя является то, 15что он может применяться без сложныхфлюсов. Порошковый припой этого составане нуждаетс я в дл и тел ь ной подготов ке,Технико-экономические преимуществаигпольэования предлагаемого припоя эаключэются в возможности использованияпервого для получения надежного дешевогопаяного соединения.Стоимость соединения, паяного серебряным припоем, 15 руб, стоимость соедине ния, паяного предлагаемым припоем 3 руб. Экономический эффект на 1 тыс. деталейЭ=(15-3) 10=12000 руб.Технические преимущества использования припоя заключаются в том, что паяное соединение имеет большую прочность, а паяный шов не имеет пор, что расширяет область его применения в технике. Формула изобретения Припой для пайки меди и ее сплавов, содержащий никель, олово, фосфор, о т л ич а ю щ и Я с я тем, что, с целью снижения усадочной пористости паяного шва и упрочнения паяного соединения, припой дополнительно содержит кремний и индий при следующем соотношении компонентов, мас. :.0О щ о О Л О т д щ с 1 11111 1 1 1 1 1 1 1 1 Х 5 х О О с С 1 1 1 1 11 1 сГСЪГ-фОВГ 1а Ф О щ1 щОтаЯФщэщ"а с ТтО да 1 О т. ССр сГО гЧ - О ф ат 1 О ССа а- СЧ Сф- а - р Са 4 Са Са 4 Са С 4 С 4СЧ СЧ Са 4 СЧ СаСЧ СЧ СЧ СЧ Г 4 Ю С 4 Р 4 аа Са) О СаЭ Г- ф Г О Г О а - О сГ С 1 5 ф с О.аОФ С 11 -О) ОЪ Ю О) О а- Г Са) СОфф Иа- фО 2 (ОЮ(О(О Г (ОЮ Ю Г ГЪ ОЪ ф О Са ф - ф 10 Ю ГС 73 Г-(ОГ-Г Г Г -фГ Г ГаЮ Ю Ч:) О Ю (О Ю (О аО Ю аа.а аО Ю с 5 с (О О) Са) СЧ О СЧ а- аа.а О О О) СЧ О 1- Р О 1 СО О)О) О)ФСТ) СЧ О ОО аа.а О 1 Ю 1 Й О) Оа О) О) О аа.а О Ю ЮО а О СО О О 1 СС а и) О О СЧ сГ Г.- Г .ф ф О." - . Г- Г- СООфС Г ф аОЮДОО 1 Г- ф Г О) О О Оа Оа 1 О ОЙ Г Гт сГООСЧО ООООфООООООООГ ГФ 1: О С С,РОООООО .С;С,;С;С,;О) Й 1,0 ОЪфф а-а-аО Оа О Оа ФйО,фф