24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Припой для пайки титана и его сплавов Советский патент 1991 года по МПК B23K35/32

Припой для пайки титана и его сплавов Советский патент 1991 года по МПК B23K35/32

cja rc fs wstitJ(St)5siP4-js|ir Ј в здетсякскдо

(Ь6) 15.«I. 31. Ьоя. h 18 (21) 1 ь12572/2/

(72) В.П.меоотничовj А.П.Сухачев,

8. Б„Мопокснов; ОоК,Ков еристый,

Ю„С Гусар, В,Й.Кямменцоза

Т „ И „ Михайлова, Т. В ,Тимошина,

ё.В„Литвинов и А.М.Звягин

(53) 621,781.3 (088.3)

(56) Зэп-зча Японии 59-116350,

от. С 22 С 1VOO, 198«.

(5) ПРИПОЙ для ПАЙКИ ТИТАНА и ЕГО

(57> Изобретение .ч к пайке, а именно к составу припоев.для пайки титана и его сплавовt и может быть использозако в приборостроении и производстве тонкостенных изделий сложной Формы. Цель изобретения — повышение склонности припоя к амор- физацин и механических свойств паяных соединений. Припой имеет следующий , мас.%: титан 16-18; медь Ц-16; никель 17-19; магний 0,05-0,2, цирконий — остальное. Температура плавления припоя ВЮеС. Припой изго- тазливают в виде ленты толщиной АО мкм и шириной 3 мм, он имеет аморфную структуру. Склонность припоя к змоофизэции оценивают по критик ческой скорости охлаждения Rc, она равна З Ю3, Температура самопроизвольного истечения через отверстие диаметром 0,8 мм равна 950-Ю50°С. Лента припоя вь держивает до 10 ги- бов с перегибами. Припой обеспечива ет следующие механические свойства паяного соединения: прочность на отрыв 00 МПа, сопротивление срезу 336 НПа и ударная вязкость 6 кгс-м/см25 2 табл.

аэтру

Как выполнить пайку в домашних условиях

С такими задачами, как соединение деталей из нержавейки при помощи пайки и пайка нержавейки с медью, нередко сталкиваются и в домашних условиях. Изделия, изготовленные из нержавеющей стали, активно используются в быту уже на протяжении многих лет, поэтому, когда они по каким-либо причинам приходят в негодность, у любого домашнего мастера возникает естественное желание отремонтировать их самостоятельно. Следует сразу сказать, что спаять детали из нержавейки не так уж и сложно, главное – строго придерживаться технологии, а также запастись соответствующими инструментами и расходными материалами.

Освойте технику пайки на простых соединениях, а затем пробуйте работать с более ответственными деталями

Перед тем как приступать к пайке нержавейки, очень желательно не только изучить теоретический материал по данному вопросу, но и более подробно познакомиться с правилами его выполнения при помощи обучающих видео.

Чтобы паять изделия из нержавейки, вам потребуются следующие инструменты и расходные материалы:

  • паяльник, работающий от электричества, мощность которого составляет не менее 100 Вт;
  • специальная паяльная кислота, которая будет использована в качестве флюса;
  • напильник или наждачная бумага;
  • припой, специально предназначенный для соединения стальных деталей, основу которого составляют олово и свинец;
  • трос, изготовленный из стали;
  • металлическая трубка.

Материалы и инструменты для пайки

Подбирая паяльник для работы с нержавейкой, следует остановить свой выбор именно на инструменте с мощностью 100 Вт. Использование более мощного устройства для выполнения таких работ просто нецелесообразно.

Сам процесс пайки деталей из нержавейки выполняется по следующему алгоритму.

  1. В первую очередь необходимо тщательно зачистить место будущего соединения, для чего используется наждачная бумага или напильник.
  2. После подготовки поверхностей соединяемых деталей на них необходимо нанести флюс, в качестве которого, как уже говорилось выше, используется паяльная кислота. Основная задача флюса состоит в том, чтобы обеспечить качественное лужение соединяемых деталей.
  3. После того как поверхности соединяемых деталей обработаны флюсом, необходимо выполнить их лужение, которое заключается в нанесении на них тонкого слоя припоя, состоящего из олова и свинца. Если выполнить лужение с первого раза не удалось, то необходимо повторить такую процедуру, предварительно разогрев соединяемые детали.
  4. Даже после нагрева изделий и их повторной обработки флюсом лужение может не увенчаться успехом – припой будет просто скатываться с поверхности деталей, а не ложиться на них тонкой пленкой. В таком случае необходимо воспользоваться кисточкой с металлическими жилами, которую несложно изготовить из трубки и стального троса. Перед использованием такой щетки на поверхность деталей также необходимо нанести флюс (паяльную кислоту) и только затем, нагревая место будущего соединения паяльником, зачищать его при помощи металлической кисточки. Такая несложная методика позволяет эффективно очистить поверхность нержавейки от окисной пленки, которая, как правило, и является основным препятствием для осуществления качественного лужения.
  5. После того как на соединяемые изделия удалось нанести тонкий слой олова, можно начинать их паять. Выполняется такая процедура при помощи паяльника и припоя, которым заполняют стык между деталями.

Классификация припоев

Вид припоевТемпература плавления Tпл., °CПредел прочности при растяжении, МПаСплавы
МягкиеДо 30016—100оловянно-свинцовые, оловянно-свинцово-кадмиевые, оловянно-цинковые, сурьмянистые, бессвинцовые (Sn+Cu+Ag+Bi+др.)
ТвёрдыеСвыше 300100—500медно-цинковые, медно-никелевые, медно-фосфористые, серебряные
Читать еще:  Утюг для пайки полипропилена

Припои принято делить на две группы:

  • мягкие;
  • твёрдые.

К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — свыше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500 МПа.

К мягким припоям относятся оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90 % (ПОС-90), остальное — свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9—15 % электропроводности чистой меди. Плавление этих припоев начинается при температуре 183 °C (температура плавления эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при следующих температурах плавления ликвидуса:

Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец.

Кроме этих составов в качестве мягких припоев используются также:

  • сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения,
  • оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике,
  • оловянно-цинковые (ОЦ) для пайки алюминия,
  • бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом медь, серебро, висмут и др. металлы.

Твёрдые припои

Наиболее распространёнными твёрдыми припоями являются медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) с различными добавками:

Припой маркаСоставТемпература плавления, °СПлотность, г/см 3
Медно-цинковый ПМЦ-3636 % Сu; 64 % Zn825—9507,7
Медно-цинковый ПМЦ-5454 % Cu; 46 % Zn860—9708,3
Серебряный ПСр-1515 % Ag; остальное Сu и Zn635—8108,3
Серебряный ПСр-4545 % Ag; остальное Сu и Zn665—7259,1
Медно-титановый ПМТ-4549—52 % Сu; 1—3 % Fе; 0,7—0,1 % Si; 45—49,3 % Ti9556,02

Температуры плавления припоев марок ПСр и ПМЦ:

ПСр-10 — 830 °С.
ПСр-12 — 785 °С.
ПСр-25 — 765 °С.
ПСр-45 — 720 °С.
ПСр-65 — 740 °С.
ПСр-70 — 780 °С.
ПМЦ-36 — 825 °С.
ПМЦ-42 — 833 °С.
ПМЦ-51 — 870 °С

Широко применяются медно-фосфористые припои. К медно-фосфористым припоям относятся сплавы меди, олова с добавками фосфора. Такие припои применяются при пайке меди, медных сплавов, серебра, чугуна, твердых сплавов.

Температуры плавления медно-фосфористых припоев:

П81 — 660 °С
П14 — 680 °С
МФ7 — 820 °С
П47 — 810 °С

Серебряные припои

Серебряные припои имеют температуру плавления от 183 до 1133 °С и представляют собой сплавы серебро-свинец-олово; серебро-свинец; серебро-медь; серебро-медь-цинк; серебро-медь-цинк-кадмий; и т. д.

Серебряные припои имеют достаточно широкую область применения:

  • лужение и пайка меди, медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз;
  • пайка железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали;
  • пайка стали с медью, никелем, медными и медно-никелевыми сплавами;
  • пайка меди с никелированным вольфрамом;
  • пайка титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью;
  • пайка меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями;
  • пайка меди и латуни с коваром, никелем, с нержавеющими сталями и жаропрочными сплавами, пайка свинцово-оловянистых бронз;
  • пайка и лужение меди, никеля, медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, пайка посеребренных деталей;
  • пайка меди и никеля со стеклоэмалью и керамикой;
  • пайка и лужение ювелирных изделий;
  • пайка меди с бронзой, меди с медью, бронзы с бронзой;
  • пайка меди, медных сплавов и сталей по свежеосаждённому медному гальваническому покрытию толщиной не менее 10 мкм;
  • пайка и лужение цветных металлов и сталей;
  • пайка и лужение серебряных деталей.

Марки мягких припоев для пайки паяльником

Мягкие припои применяются совместно с электрическим паяльником и флюсом. Входящее в состав олово является экологически чистым продуктом, может применяться к соединению элементов пищевой промышленности. Наиболее распространенным является изделие пайки третник, получивший свое название из-за содержания трети свинца составом. Мягкие припои подразделяются на разновидности в соответствии с назначением, температурой плавки.

Низкоплавкие припои используются для пайки чувствительных к перегреву деталей, таких как предохранители, транзисторы. В состав входят свинец, олово, висмут и кадмий, последний материал токсичен, применяется не во всех сферах деятельности. Плавление изделий Вуда начинается с самой низшей температуры – 69 °C.

Отечественные марки продуктов имеют маркировку ПОС, с добавлением некоторых веществ наименование изменяется. К примеру, ПОСВ – 33 имеет равные части свинца, олова и меди, применяется к латунным, медным деталям, требующим герметичного шва.

Основные технические характеристики мягких припоев для пайки
электрическим паяльником

Технические характеристики материалов, применяемых к пайке, разделяются на некоторые параметры:

  • проводимость или удельное электрическое сопротивление составляет 0,1 ом на метр. Припой оловянно – свинцового типа проводит электрический ток на порядок хуже, чем алюминий или медь;
  • прочность при растяжении измеряется кг/мм, низкотемпературные припои не включают в себя данный параметр, т.к. не рассчитаны на нагрузку. Параметр зависит от количества олова, чем его больше, тем выше число. К примеру, припой марки ПОС – 61 имеет прочность 4,3 кг на мм, а ПОС – 90 4,9 кг/мм.
  • температура плавления зависит от назначения, составных частей.
Читать еще:  Пайка латунью газовой горелкой

Изобретение относится к пайке, а именно к составу припоев для пайки титана и его сплавов, и может быть использовано в приборостроении при производстве тонкостенных изделий сложной формы.

Цель изобретения — поэышение механических свойств паяного соединения и склонности припоя к аморфиздции.

Припой имеет следующий состав, мас.%:

Припой в виде слитков выплавляют в дуг овом печи с нерасходуемым электродом в инертной Среде из металлов промышленной частоты. Затем в вакууме рт.ст. методом спинингования проводят закалку расплава припоя на быстровращающемся диске. Слиток при™ поя нагревают в кварцевом тигле индукционным методом с последующим самопроизвольным истечением через отверстие диаметром 0,8 мм на внешнюю поверхность вращающегося медного дис ка. При контакте расплава припоя с поверхностью диска происходит его затвердение в виде ленты толщиной 40 мкм и шириной .

п «&Примеры выполнения припоя и его свойства даны в табл. 1.

Пайку образцов из титана ВТ1-0 с зазором 0,08 мм осуществляют в вакуумной печи сопротивления при остаточном давлении рт.ст. по режиму: пайка при 920°С, выдержка 15 мин, гомогенизирующий отжиг при 875°С в течение 2 ч. Склонность припоя к аморфизации оценивают по критической скорости охлаждения Rc. Жидко- текучесть расплава оценивают по температуре перегрева,расплава, необходимой для самопроизвольного расплава через отверстие диаметром 0,8 мм. Оценку критической скорости охлаждения проводят по максимальной толщине аморфной ленты, реализуемой при закалке на медном диске.

Механические свойства паяного соединения даны в табл. 2.

текучести расплава (ДТ 80вС), однако механические свойства соединений ухудшаются. Введение магния способствует повышению жидкотекучести припоя (температура перегрева снижается с 300 до ЙО-217°С). Именно эти свойства дают возможность улучшить в 2 — 2,5 раза пластические свойства ленты припоя, обеспечить ее чистоту пи га-, зовым примесям за счет ведения процесса спинингования в вакууме при сохранении аморфной структуры. Снижение в припое содержания меди и ни-4 15 келя до 35% позволяет при более низкой температуре пайки и гомогенизирующего отжига формировать химически однородные паяные швы с плотной структурой, что способствует повышению уровня механических свойств соединений в 1,6-2 раза.

Применение данного припоя в приборном производстве позволяет перейти на более прогрессивную технологию изготовления тонкостенных изделий ной формы методом пайки штампованных листовых заготовок взамен существующей технологии их изготовления методом механической обработки плит и поковок. При этом трудоемкость процесса снижается в раза, а коэффициент использования металла возрастает с 0,15 до 0,85.

Припой для пайки титана и его сплавов, содержащий титан, медь, никель и цирконий, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств паяного соединения и склонности припоя к аморфизации он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, Mac.lt Титан16-18

Никель 17-19 Магний 0,05-0,2 Цирконий . Остальное.

Редактор Т.Куркова Техред М.Ходанич,

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35,-Раушская наб., д. +/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное

Как классифицируют?

Чаще всего припой используется на материнских платах, электросхемах. Наиболее часто используемыми сплавами являются те, что изготавливаются из:

  • свинца;
  • меди;
  • кадмия;
  • никеля;
  • олова;
  • серебра.

Для рассматриваемой технологической операции идеально подходит оловянно-свинцовый сплав, поскольку он легко плавится, но при этом обладает уникальными свойствами. В таблице можно встретить и неметаллические припои. От того, насколько верно мастер соблюдал технологию пайки, зависит и срок службы проведенной работы.

Температура плавления всегда указывается в градусах.

Температура плавления К

Низкотемпературные

Низкотемпературные (или мягкие) припои – те, что переходят в жидкое состояние при менее 290–300 С. К ним можно отнести:

  • оловянно-свинцовые;
  • оловянно-цинковые;
  • оловянно-свинцово-кадмиевые;
  • сурьмянистые;
  • бессвинцовые.

Отличаются от твердых они и пределом на прочность. Этот показатель у них составляет от 16 до 100 МПа на растяжение. Если говорить о другой характеристике, такой как электропроводность, то у мягких припоев она составляет от 9 до 15%.

Нужно понимать, что мягкий припой не должен подвергаться сильной механической нагрузке, поскольку он просто не выдержит ее. Такой вариант нашел активное применение в электротехнике.

Мягкие материалы для пайки подбирают в соответствии со стандартами DIN EN ISO 9453 (2014), DIN 1707-100 (2011).

В прошлом свинцовые сплавы часто использовались для работы на медных трубах. Этот металл улучшает характеристики соединения. В результате получается гладкая поверхность, при этом требуется умеренная температура. Однако свинец вреден для окружающей среды и давно признан канцерогеном. С 1 июля 2006 включение свинца в сплавы для пайки было запрещено директивой RoHS 2002/95 / ЕС Европейского парламента.

Читать еще:  Пайка силумина в домашних условиях

Использование некоторых опасных веществ в конструкции электронного оборудования недопустимо. В настоящее время существует небольшой перечень исключений, когда разрешается использовать указанный металл. Это такие сферы повседневной жизни, как медицина и аэрокосмические технологии. В электронной промышленности применяют бессвинцовые материалы на основе олова. Это замечательная альтернатива, однако существует риск образования трещин на поверхности.

Даже небольшой такой дефект в несколько миллиметров может вызвать короткое замыкание, а следовательно, и повреждение электроники. Как показывает практика, такие «усики» растут не очень быстро. Иногда требуется несколько лет, чтобы они появились на поверхности. Возможные причины появления – остаточное напряжение в слоях покрытия, обусловленное наличием органических веществ, то есть посторонних включений и загрязнений. Бессвинцовый вариант мягкого сплава – олово-медь, олово-серебро, а также олово-медь-серебро. Следует отметить, что чем больше процент содержания в составе серебра, тем дороже стоит материал.

Высокотемпературные

Твердые (или высокотемпературные) припои достигают точки разжижения при температуре, превышающей 300 С. Обычно это серебряные сплавы и медно-цинковые, содержащие множество добавок.

Общее разделение

Припои разделяются на две группы. Это мягкие и твердые.

Мягкие имеют температуру плавления до 300 °C. Такими припоями паяют радиодетали, и к ним можно отнести оловянно свинцовые и бессвинцовые материалы. Основной рабочий инструмент с такими материалами это паяльники до 50 Вт и паяльные фены.

Твердые плавятся свыше 300 °C. Это прочные материалы с высоким пределом прочности по сравнению с мягкими.

К ним относятся медно-цинковые и серебряные. С такими припоями можно работать только с мощными паяльниками, паяльными лампами или горелками.

В данной статье будут подробно описаны мягкие припои, которые используются для радиодеталей и ремонта техники.

Что такое припой?

Припой представляет собой смесь легкоплавких металлов, которые способны обеспечить хороший контакт между двумя поверхностями, получаемый в результате пайки. При нагревании припой переходит из твердого в жидкое состояние, которое обеспечивает растекание по периметру припаиваемой детали или в месте их контакта. При этом происходит фиксация на молекулярном уровне за счет высокой степени адгезии.

По составу припои могут включать самые различные компоненты, предоставляющие им необходимые эксплуатационные свойства. Однако преимущественное большинство состоит из смеси свинца и олова, первый из которых обеспечивает твердость и тугоплавкость, а второй легкость и снижает температуру плавления. Также в составе могут быть и другие компоненты: серебро, никель, цинк, медь, кобольд, висмут, сурьма и другие.

Из-за многокомпонентности состава процесс расплавления также проходит несколько этапов: сначала разрежаются наиболее легкоплавкие составляющие, тугоплавкие в этот момент остаются в виде кристаллов. Затем плавятся и они, смесь становится однородной и обеспечивает максимальное заполнение и контакт. Однако вместе с припоем используются флюсы, обеспечивающие лучшее заполнение и защиту от окисления.

Пайка медных труб с использованием буры

Для начала нужно запастись необходимыми инструментами и материалами:

  • паяльная лампа или газовая горелка;
  • специальный припой, выбранный с учетом природы металлов, которые нужно спаять;
  • бура с оптимальными свойствами согласно ГОСТу 8429-77;
  • металлические щетки для очистки деталей;
  • инструмент для резки металла;
  • кисти для покрытия деталей флюсовым слоем.

Отдельного предупреждения заслуживает выбор газовой горелки. Дело в том, что эти приспособления предлагаются на рынке в огромных количествах и в разных моделях.

Модным приспособлением в газовых горелках является система автоматического пьезорозжига.

[box type=”warning”]Наш совет: горелку с ним можно выбрать только при полной уверенности, что продукция произведена известным и солидным предприятием. Если такой уверенности нет, лучше купить классическую модель высокого качества.[/box]

А теперь основные этапы процесса пайки с использованием буры для соединения двух медных труб:

  1. Тщательная чистка поверхностей внутри труб специальными щетками с металлической щетиной.
  2. Теперь чистка наружных поверхностей труб с помощью шкурки.
  3. Нанесение технической буры с помощью кисти.
  4. Стыковка труб, которые покрыты флюсовым слоем, друг с другом.
  5. Разогрев деталей газовой горелкой. Действие пламени должно длиться не меньше 20-ти секунд.
  6. На рабочий участок вводится припой, который также расплавляется под действием горелки. Припой наносится максимально равномерным слоем.

Контроль качества соединения с использованием флюса из буры проводится разными методами: разрушающими и неразрушающими. Чаще всего вполне достаточно внешнего осмотра для определения возможных дефектов. Это делать можно даже с лупой.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector