Паяльная смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХШУМИПЙЮЕСИИКРЕСПУБЛИК 9) (И) 04258 23 К 35/36 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВ н днородностиго соединени част силн дополнитель омарганец, а содержится в юл. У 45а и ордена Трудовони институт электро флюсинт в с различи валами акти тонаский, А. Генко, В.Дащенко и БольшеПирог.А.Белецм соотношении и Силикомарг Щелочнобор флюс с темп ным интерв тивности 9 нецтный о 1 с 969,ратуром ак - 1150 8 СССР 05.09.74 свидетельств В 23 К 35/3 Щелочноборатный флюс с температурным интервалом активности 850-1050 Щелочноборатный флюс с температурным интервалом активности 700-950 С ри этом паяльная см еталлическую и неме асти в следующем соМеталлическая час 10 мущес струм й час но для паи состоящаяающей ме ержащий 3 и бурильного ин из металлическо но-никелевый п мас.7. никеля,еметаллическойочно-боратный в ключ ипои,медь -Остально ос ное, и аст есталотть содержит лическую ошении,ма 68-74со ащ лич щ а я с я тем ения температур вности смеси,то,го цель терв металлическая часть 26-32 ала акт вьпп ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Ордена Лениго Красного Знамсварки им. Е.О.П(прототип). 4)(57) ПАЯЛЬНАЯ СМЕСЬ, п меси и качестванеметаллическая о содержит бор и щелочноборатный виде смеси трех щи температурными ости при следуюгредиентов, мас.7.0,8-3,6О, 1-1,5Изобретение относится к областипайки, в частности к составу паяльной смеси для пайки сталей и твердосплавного бурового инструмента.Известен припой, содержащий 4565% меди; до 4,0% олова; до 11% никеля; до 0,25% кремния и до 1% марганца; остальное цинк,Эти припой не ".:обеспечивают достаточно высокую прочность паяного 10соединения нри ударфых;нагрузках,Известно применение,паяльнойсмеси для пайки стали и меди намедноникелезой основе с содержаниемникеля 3-5%, который используют сфлюсом бура и флюсом У 200.Недостатки этой паяльной смеси -низкая ударная прочность наяногосоединения, большой разброс показателей прочности при испытаниях, Применяемые в сочетании с этим припоемфлюсы имеют недостаточно широкийтемпературный интервал активности. Целью изобретения является расширение температурного интервала активности, повышение однородности смеси и качества паяного соединения. 8-12 50 Цель достигается тем, что в сосЭО таве паяльной смеси, состоящей иэ металлической части, включающей медноникелевый припой, содержащий 3 - 5 мас.% никеля, медь - остальное, и неметаллической части, содержащей щелочно-боратный Флюс, неметалличес кая часть дополнительно содержит бор и силикомарганец, а щелочно-боратный флюс содержится в виде смеси трех флюсов с различными температурными интервалами активности при следующем 40 .соотношении ингредиентов, мас.%:Бор 0,8-3,6 Силикомарганец 0,1-1,5 Щелочно-боратныйФлюс с температур ным интервалом активности 900-1150 СЩелочно- боратныйфлюс с температурным интервалом активности 850-1050 С 10-20 Щелочно-боратныйфлюс с температурным интервалом активности 706-950 С Остальное 55 При этом металлическая и неметаллическая части паяльной смеси содержатся в следующем соотношении,мас.%;,Металлическая часть 68 - 74Неметаллическая часть 26-32Бор, вводимый в количестве 0,8- 3,6 мас.%работает как раскислитель,оначиная с 600 С. Образовывающийся окисел ВОз растворяется в щелочноборатном Флюсе, повышая склонность Флюса к растворению окислов. Переходя в припой, бор увеличивает его склонность к растворению основногометалла и способствует увеличению динамической прочности припоя. Оптимальное содержание бора в неметаллической паяльной смеси 2,4 мас.%. После пайки в металле шва содержится 0,4 мас.% бора. При меньшем, чем 0,8 мас.% содержании бора, он практически полностью окисляется в процессе плавления припоя и в металле шва его недостает. При содержании бора в неметаллической части смеси свыше 3,6 мас.% припой охрупчивается, что недопустимо.Силикомарганец, вводимый в не- металлическую часть смеси, также работает как флюс, раскислитель и как легирующая добавка. Применяют порошок силикомарганца марок СМн 20 и СМн 17 по ТУ 14-5-112-78. Как раскислитель силикомарганец работаето при температурах выше 850 С. Легирование паяного шва кремнием и марганцем через Флюс препятствует образованию диффузионной зоны и повышает ударную прочность.При темпераотурах выше 900 С силикомарганец работает как флюс, улучшая смачивание. Оптимальное содержание силикомарганца в неметаллической части 1,0%, При содержании менее 0,1% силикомарганец весь работает как раскисли- тель - его не хватает ни для легирования, ни для Флюсования. При содержании силикомарганца в неметаллическои части свыше 1,5% повышается температура плавления припоя.В качестве щелочно-боратных Флюсов с различными температурными интервалами активности применяются плавленные синтетические боратные шлаки, соответствующие ниже приведенным составам (по ТУ 21 УССР 57-77-АН-ШТ 2, АН-ШТ 1 и АН-Ш 200 соответственно).Примеры выполнения паяльнои сме си представлены в табл. 1. Характеристики плавленных флюсов,оставляющих неметаллическую часть1104758 1 О 15 паяльной смеси, представлены втабл. 2,Флюсы, поочередно плавящиеся, последовательно защищают припой и паяемое соединение от окисления плотной5кислородонепроницаемой пленкой. Вна"чале работает щелочно-боратный флюсАН-ШТ 2, затем последовательно - щелочно-боратные флюсы АН-ШТ 1 и АНШ 200, Их добавки в количестве 8 -12 мас. 7 и 10-20 мас .7 соответственно являются необходимыж (при повышении температур пайки выше 1000 С,щелочно-боратный флюс АН ШТ 2 быстронасыщается окислами и выходит изстроя) и достаточными, Большие количества этих Флюсов (свыше 20 ХАН-ШТ 1 и 127 АН-Ш 200) недопустимоповышают вязкость расплава, а взятые в меньших количествах (менее87 АН-ШТ 1 и 107 АН-Ш 20) флюсы незащищают паяный шов при высокихтемпературах,Кроме того, флюсы, взятые в указанных количествах, обеспечиваютравномерное растворение бора по всему объему паяльной смеси и исключаютсепарацию смеси при хранении, транспортировке и пайке. Отклонение от номинального содержания бора не превышает 10,17. 30Нами были изготовлены предлагаемыесоставы паяльной смеси и испытаны впроизводственных условиях. В табл. 1приведены эти составы (из них лучшиесоставы 2 и 3). 35 4Составы 2 и 3 отлично защищают металлическую часть смеси в широком температурном интервале 700-1150 С, обеспечивая при этом высокое качество паяного соединения и,высокие показатели ударной прочности (работа на отрыв при однократном ударе маятниковым копром составляет 16 кДж/см). Разрушение происходит преимущественно по основному металлу (испытывались образцы, имитирующие бурильный инструмент).Температура пайки паяльной смесью 1050-1080 С.Паяльная смесь может быть приготовлена в виде порошка или таблеток диаметром 8 и 11,5 мм, высотой 2,5 мм (вес таблеток соответственно 0,5 г и 1,0 г). Состав ПАНУ бып использован при пайке бурильного инструмен" та. При пайке вначале плавится наиболее легкоплавкий флюс, затем под егозащитой одновременно металлическаячасть припоя и два других флюса,Растекание отличное. Пайка не сопровождается вьщелением дымов и газов.Статистические испытания показаливысокую прочность паяного соединения.Промышленные испытания. бурильного инструмента подтвердили отличное качество пайки,Предложенная в работе смесь проста, надежна и не требует специальиогоборудования для ее изготовления.1104758 Таблица 1 Компоненты смеси Содержание компонентов смеси в опытных составах,мас.7 Металлическая часть 3,5 4,5 никель 96,5 96 95,5 95 медь 68 70 70 72 74 смеси Ееметаллическая часть 2 ь 4 3,0 0,8 1,8 0,1 0,4 3,6 бор 0,6 1,2 силикомарганец 1,5 10 12 12 10 10 15 15 20 81,1 79,8 68,8 72 62,9 30 32 30 28 26 10,05 +0,1 О 1 +О 05 Работа огрыва при однократном ударе, кДж/см 14 16 1614 14 ф - разрушение происходило по основному металлу. Содержание металлической части в составе паяльной Флюс с температурным интервалом активности 900 -1150 С флюс с температурным интервалом активности 850 -1050 С флюс с температурным интервалом активности 700 -950 С Содержание неметаллическойчасти в составе паяльнойсмеси Отклонения от номинальногосодержания бора, 7 2 ) 3 451104758 Таблица 2 Состав флюса, мас.Х Марка флюсапо ТУ 21 УССР57-77 СпособТемпературнаяактивТип флюса. 820 АН-ШТ 2+ + + 820 АН-ШТ 1 Щелочно-боратный флюсс температурным интервалом активности 900-1150 С 1080 АН-Ш 200 Составитель Ю,МаевскийРедактор П.Горькова Техред А.Бойко Корректор Е.Рошко Заказ 8126/1 Тираж 1085ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 Щелочно-боратный флюсс температурным интервалом активности 700-950 С Щелочно-боратный флюс с температурным интерва-, лом активности 850-1080 С ность действия флюса,фс