Флюс для пайки меди и ее сплавов

 

Использование: пайка меди и ее сплавов . Сущность изобретения: флюс содеожит следующие компоненты, мае. % : хлористый аммоний 12 - 14; натрий тетрафторборат 29,2 - 33,5; калий тетрафторборат 10,2 - 11,7; натрий тетраборат 8,8-9,4; хлористый цинк остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 35/363

ЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769885/08 (22) 13.12.89 (46) 15.12,92. Бюл. М 46 (71) Таганрогский научно-исследовательский институт связи (72) В. P. Бойко и 3. Я. Псавко (56) ОСТ 4Г0.033.200. Припои и флюсы для пайки.

Лашко С. В., Лашко Н. Ф. Пайка металлов. - Машгиз, 1988, с, 154 — 162.

Изобретение относится к пайке, в частности к составу флюса для конструкционной пайки меди и ее сплавов припоями на основе свинца.

Для ниэкотемпературной пайки меди и ее сплавов применяется большое число органических флюсов, например, ФДФс, ФКСп, ЛТИ-120 и другие, но максимальная температура их активности ограничена обугливанием органических веществ или взаимодействием кислот с металлом и переходом в соли при температурах свыше 270350 С, Флюсы резко теряют активность.

Пайка припоями (при температуре плавления 300 — 350 С) затруднена, а иногда и невозможна.

Из флюсов, имеющих промышленное применение, наиболее приемлем флюс

ФДФс.

Флюс ФДФс относится к коррозионным высокоактивным и рекомендуется для пайки в температурном интервале 200—

350 С. Недостатком флюса ФДФс состава, мас. :

„„5Q„„1780969 А1 (54) ФЛЮС ДЛЯ ПАЙКИ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ (57) Использование: пайка меди и ее сплавов. Сущность изобретения: флю содеожит следующие компоненты, мас. : хлористый аммоний 12 — 14; натрий тетрафторборат 29,2 — 33,5; калий тетрафторборат 10,2—

11,7; натрий тетраборат 8,8 — 9,4; хлористый цинк остальное. 2 табл.

Ортофосфорная кислота (плотность 1,7) 20 — 25

Солянокислый диэтиламин 20 — 25

Этиленгликоль Остальное, а является то, что при температурах 270 — ь, 300"С начинается спад активности. Падение активности флюса происходит за счет: а} превращения при температуре свыше

200 С ортофосфорной кислоты в мета- и полифосфорные кислоты, менее активные в С процессах пайки, взаимодействия их с пая- 49 емым металлом с образованием фосфатов и загустевание с переходом в ангидрид; б) разложения зтияенгликоля (Ткнп. +

+200 С) и его связывания с лолифосфорны- в ми кислотами и усиление процесса загустевания в интервале 250 — 300 С: в) взаимодействия диэтиламина солянокислого с основным (паяемым) металлом свыше 220 С, ортофосфорной кислоты и ее. продуктами взаимодействия с паяемыми металлом и припоем.

Все вышеуказанные взаимодействия составных частей флюса а процессе пайки

1780969

12,4 — 14,0

29,2 — 33,5

10,2 — 11,7 приводят к тому, что при температуре свыше 300 С ухудшается затекание припоя в зазор при сохранении достаточно светлой поверхности припоя за счет обугливания органической составляющей флюса и раскисления припоя углеродом, Наиболее близким по технической сущности к заявляемому флюсу является флюс состава, мас. :

KF 20-25

ВгОз 10 — 18

CdCI2 5 — 13

Na CI 4 — 10

Эвтектика

Na2BqQy+ KBF4 45 — 60 предназначенный для высокотемпературной пайки медных и никелевых сплавов.

OH является высокоактивным, водорастворимым, коррозионным с температурным интервалом активности 430 — 650 С и предназначен для пайки припоями с температурами плавления 450 — 650 С. Но этот флюс не приемлем для. пайки свинцовыми припоями с температурой плавления 280—

3500 С.

Целью настоящего изобретения является создание флюса с температурным интервалом активности 330 — 450 С и повышенной термостойкостью в процессе пайки.

Указанная цель достигается тем, что во флюсе (прототип) вместо борного ангидрида, фтористого калия и хлористого кадмия введен тетрафторборат натрия в виде тройной эвтектической смеси NaBF< — KBF<—

-Na2BO7. В качестве хлорсодержащих компонентов применена эвтектическая смесь

ZflCI2 — NHaCI при следующих соотношениях компонентов, мас. :

Хлористый аммоний

Борфтористый натрий

Борфтористый калий

Тетраборнокислий натрий 8,2 — 9,4

Хлористый цинк Остальное

Флюс имеет температурный интервал активности 330 — 450 С и обеспечивает качественную пайку свинцовыми припоями марок ПСр1,5, ПСр2,5 и др, меди и ее сплавов; может быть применен при пайке в печах и газовыми горелками.

Введение во флюс тетрафторбората натрия, образующего с тетрафторборатом калия и тетраборатом натрия легкоплавкую эвтектику при соотношении компонентов, мас. : 61,3 NaBF<; 21,5 KBF4; 17,2 Na28402 и температурой плавления 270" С позволяет снизить температурный интервал активности флюса (прото1ипа) при сохранении жидкотекучести.

При содержании эвтектики менее 47,6

$ (NaBF4 — 29,2 ; КВР— 10,2 ; НагВ4078,2 ) снижается активность флюса, при содержании эвтектики более 54,6 (NBF4—

5 33,57; КВЕ4 — 11,7, ИагВ407 — 9,4ß,) флюс расслаивается при расплавлении, усиливается коррозия паяемой поверхности при высокой активности, нарушается плавная линия течения припоя, 10 Хлористый цинк в количестве ЗЗ вЂ” 36,5 мас, $ способствует лучшему смачиванию поверхности меди и медных сплавов расплавленными припоями при сохранении однородности распла ален ного фл юса. П ри l5 более высоком содержании хлористого цин. ка флюс дымит, При содержании ниже 33 течение припоя по металлу становится неравномерным.

При содержании хлористого аммония

20 ниже 12,4 флюс теряет однородность в расплавленном состоянии, выше 14,3 — сильно дымит (разлагается). Нарушение эвтектического соотношения с хлористым цинком (27,3 мас.g NH4CI, 72,7% ЕпС!г)

25 приводит к ухудшению свойства флюса; при содержании NH4CI меньше эвтектического — поверхность припоя теряет блеск, что указывает на плохое растекание. При содержании NH4CI больше эвтектического — флюс

30 дымит, терял однородность при расплавлении.

Для проверки свойств флюса было испытано 5 составов, отличающихся друг от друга содержанием веществ. Составы исс35 ледованных флюсов приведены в табл. 1.

Химический состав вариантов флюса Ф400 представлен в табл, 1, критерием оценки активности данного флюса является коэффициент растекаемо40 сти припоев (ПСр1,5, ПСр2,5, ПСКВи86) по паяемой поверхности и жизнеспособность.

Результаты измерения представлены в табл, 2. Коэффициент растекаемости пропоев на меди и латуни при 400 С дан в табл. 2.

45 Использование предлагаемого флюса обеспечивает качественное выполнение конструкционной пайки в интервале температур 330 — 450ОC с использованием свинцовых припоев, плавящихся при 270- 350 С

50 на изделиях из меди, латуни и других медных сплавов, расширяет возможность ступенчатой пайки при изготовлении сложных деталей, улучшение смачиваемости паяемых по55 верхностей обеспечивает высокое качество пайки, более высокие прочностные характеристики паяного соединения. Так, например, медные стыковые соединения, паяные припоем ПСр1,5 с флюсом ФДФс при 330—

350 С, показали прочность на разрыв 51,78

1780969

Таблица 1

МПа на меди и 55,11 МПа на латуни. Образцы, паяные тем же припоем с предлагаемым флюсом, показали прочность 63,35 МПа на меди и 67,95 МПа на латуни, После коррозионных испытаний прочность паяных соединений соответственно с флюсом ФДФс 45,79 МПа и 35,3 МПа с предлагаемым флюсом 63,15 МПа и 65,12

МПа. Газопламенная пайка припоем ПСр2,5 с применение флюса ФДФс невозможна, а с предлагаемым обеспечивает прочность на меди 52,27 МПа, а на латуни — 56,88 МПа.

Пайка в печи обеспечивает получение менее пористых, более прочных паяных соединений.

Хорошая. растворимость компонентов флюса обеспечивает легкость удаления остатков флюса после облуживания и пайки.

Металлографические исследования показали, что меньшая пористость, лучшее затекание в зазор и больший коэффициент растекаемости обеспечивается при применении флюсов составов 2, 3, 4. Припои имеют сильный металлический блеск, что говорит о хорошем раскислении их поверхности.

Для флюсов составов 2, 3, 4 интервал активности составляет 330 — 450 С. При температурах нагрева выше 450 С флюсы дымят загустевают, а паяемая поверхность меди и припоя окисляется, Разработанный флюс относится к водорастворимым, коррозионным. Остатки флюса легко удаляются после пайки промывкой в горячей и холодной воде.

Предлагаемый флюс обеспечивает качественную пайку меди и ее сплавов свинцо5 во-серебрянными припоями в интервале температур 330 -- 450 С в течение 10 — 15 мин.

Технико-экономический эффект при применении изобретения выражается а

10 получении качественных паяных соедине ний при использовании припоев марок

ПСр1,5, ПСр2,0, ПСр2,5, иСр3 и повышении срока службы изделий при эксплуатации в интервале температур 200-270 С, повыше15 нии коррозионной стойкости паяных соединений, Формула изобретения

Флюс для пайки меди и ее сплавов, со20 держащий эвтектическую смесь хлоридов цинка иаммония,отличающийся тем, что, с целью обеспечения достижения температурного интервала активности 330—

450 С и повышения термостойкости флюса

25 в процессе пайки, он дополнительно содержит эвтектическую смесь тетрафторборатов калия, натрия и тетрабората натрия при следующем соотношении компонентов, мас.,,ь:

Хлористый аммоний 12,4 — 14,0

30 Натрий тетрафторборат 29;2 — 33,5

Калий тетрафторборат 10,2 — 11,7

Натрий тетраборат 8,8 — 9,4

Хлористый цинк Остальное

1780969

Таблица 2

Составитель B. Бойко

Редактор С. Кулакова ТехредМ.Моргентал Корректор С. Патрушева

Заказ 4239 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101