Припой для пайки меди и медных сплавов

 

Использование: в энергетическом машиностроении , например для пайки труб с трубными досками. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мае. %: палладий 2-6; марганец 9-15; медь остальное (89-76). 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 23 К 35/30

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806491/08 (22) 28.02.90 (46) 07.07.92, Бюл, М 25 (71) Опытный завод энергетического машиностроения Научно-производственного обьединения "Энергомаш" . (72) Л.А. Маркович, Г.П."Доронин, А.В. Зеньков,А.Г. Шилкина и А,В. Ермаков (53) 621.791.3 (088,8) (56) Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Пайка металлов. Изд-е З-е.-M. Машиностроение, 1977, с. 128.

Патент США N - 2988446, кл. 75-134, 13.06.61.

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для высокотемпературной пайки конструкций, изготовленных из меди и медных сплавов, и может быть использовано в энергетическом машиностроении, например, для пайки трубок с трубными досками. Известен припой, содержащий 85% меди и 15% марганца, применяемый для пайки коррозионно-стойких сталей. Однако этот припой, как и другие медно-марганцевые сплавы, не может быть использован для выполнения ответственных паяных соединений, так как из-за ликвационных явлений в литом состоянии он нетехнологичен в изготовлении, образует рыхлый, пористый шов, имеет нйзкую пластичность, неудовлетворительно растекается, Известен припой, содержащий 24-88% меди, 2-50% марганца и 10 — 54% палладия.

Этот припой обладает повышенной работоспособностью при.температуре 550-900 С и хорошей обрабатываемостью. Недостаток известного припоя состоит в том, что вследствие высокой температуры пайки (1050—

„„ЯЦ „„1 745476 А1 (54) ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ МЕДИ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ (57) Использование; в энергетическом машиностроении. например для пайки труб с трубными досками. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: палладий 2 — 6; марганец 9-15; медь остальное (89 — 76). 1 табл, I

»

1150 С в зависИмости от конкретного соста- ва) он не может быть применен для пайки меди и низколегированных медных сплавов типа хромистой бронзы, у которых предель- С но допустимая температура нагрева составляет 10250С. Превышение этой температуры вызывает интенсивный рост зерна, пережог структуры меди и сплавов, а затем и расплав- д ление детали. Кроме того, палладий, входя- с щий в большом количестве в состав известного припоя, относится к драгоценным дорогостоящим, металлам, что существенно повышает стоимость припоя.

Цель изобретения — повышение качест- 4 ва паяного соединения при пайке меди и: Ch медных сплавов. . Поставленная цель достигается тем, что компоненты припоя взяты в следующем соотношении, мас.%:

Палладий 2 — 6

Марганец 9 — 14

Медь Остальное (80 — 89) .

Данный состав припоя выбран путем анализа математической модели, описывающей экспериментально полученную зави1745476

Йефекты вва

Темпера тура плавлеHHH HIIHIlOH (ликвидус), ес

Предел прочности wea, кгс/ннз

Герметичность ива

Принер

Содсрианис компонентов, нас.Б

1In Си

77,8

1035

1 10,2 (известный) Пе пригоден для пайки недм мз-за высокой тенпературы плавления

Отсутствие галтепей,цело«ка пор, рыклот

85,5

960

Точечная негернетичность

0,5

83 ° 0

79,0

73,0

З,о

5,0, 2,0

965 39

985 42

9I0 . 21

Гернетичен Без занечаний

Гернетичен Без занечаний

Кольцевая негернетичность

Цепочка пор,рыкH0F,îòñóòñòâHå галтелей

4,9

5,2

86,1

З7

4,5

1005

Без замечаний

Гернетичен

90,3!

035

IIe пригоден температуры для пайки меди нэ-за высокой плавления

Без заиечанмй

Герметичен

12 5 82.2

5,3

990

П р и и е ч а н и е. 0 качестве примесей все плавки содермали: «к0,32 0, к0,28 Si, к,.0,82 Fe симость температуры плавления и предела прочности паяного шва от соотношения компонентов в припое. Температура-ликвидус.припоя находится в интервале 9601005ОС, соответственно температура пайки

985 — 1020 С.

Нижний предел содержания палладия обусловлен тем, что эффект легирования медно-марганцевых сплавов обнаруживается„начиная с 2% палладия,. Содержание палладия в пределах 2-.6 предотвращает образование дефектов ликвационного происхождения в отливке .припоя и в паяном шве, улучшает качество припоя и резко повышает прочность, плотность, однородность паяного ц)ва медных конструкций.

Дальнейшее добавление палладия. (>6%) неэкономично, т.е. не приводит к адекватному улучшению свойств припоя и увеличивает температуру плавления выше допустимого . уровня.

Верхний предел содержания второго компонента — марганца, равный 14%. ограничен тем, что при большей его концентрации образуется рыхлый негерметичный паяный шов (характерный для марганцевых при поев), наесмотря на присутствие палладия, При уменьшении содержания марганца ниже 9% температура плавления припоя возрастает до значений, недопустимых для меди, Влияние соотношения компонентов на свойства припоя и паяного шва представлено в таблице.

Припои выплавляют в центробежной установке HVS -3 с разливом в цилиндрическую медную форму, шихта Пд 99,8, медь

М1, лигатура медь + 30% марганца..Слитки припоев переплавляют, разливают в плоскую форму, прокатывают с толщины 5 мм

5 .до 03 и 0,12 мм и отжигают, при 600 С 30 мин в вакууме. Температуру плавления определяют на установке ДТ-3000RH, Прочность паяного соединения определяют на крестообразных образцах, герметичность—

10. на телескопических образцах(пробой на керосин), наличие дефектов в шве — металлографическим исследбванием, Материал образцов — бронза хромистая + нержавеющая сталь, среда пайки — вакуум 1 ° 10 . мм, -4

15 рт.ст„аргон, В результате работы, проведенной на образцах и имитаторах, установлено, что припой предлагаемого состава. экономно . легированный палладием. обладает высо2О кой деформируемостью (>90%) при холодной йрокатке, хорошо растекается по меди и хромоникелевой стали в защитной атмосфере и в вакууме, затекает и заполняет капиллярный зазор 0,05-0,2 мм, Грормируя

25 вакуумно-плотный высокопрочный паяный шов с двухсторонними галтелями.

Формула изобретения

Припой для пайки меди и медных сплавов, содержащий палладий, марганец и

30 медь, отличающийся тем,что,сцелью повышения качества паяного соединения, он содержит компоненты в следующем со.отношении, мас,%;

Палладий 2-6

Марганец 9 — 14

Медь Остальное