Припой для пайки цинка и его сплавов

 

Изобретение относится к сварочным материалам. Припой для пайки цинка и его сплавов содержит следующие компоненты, мас.%: цинк 8-30, индий 0,6-1,2, свинец 0,8-1,2, висмут 0,3-0,5, кремний 0,3-0,6, литий 0,1-0,3, олово остальное. Пайка таким припоем не приводит к охрупчиванию основного металла у границы с паяным швом и обеспечивает получение соединения паяного шва с основным металлом без непропаев и трещин. 1 табл.

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при изготовлении, ремонте или реставрации изделий или деталей из цинка и его сплавов, в том числе высокохудожественных.

Для изготовления художественных изделий, а также для многих других изделий (например: скульптуры, карбюраторы и др.), применялись и применяются цинк и его сплавы. В процессе реставрации, изготовления или ремонта таких изделий для соединения отдельных деталей или частей деталей между собой и для устранения в них дефектов часто применяют пайку.

Для выполнения пайки цинка и его сплавов применяют припои на основе олова, дополнительно содержащие в своем составе цинк, свинец, кадмий и другие элементы (В.Е.Хряпин, А.В.Лакедемонский. Справочник паяльщика. -М.: Машиностроение, 1974, с. 272).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является припой для пайки цинка, содержащий олово, свинец, висмут, кадмий и цинк при следующем соотношении компонентов, %: кадмий 10-30, свинец 5-30, висмут 0,1-1, цинк 1-20, олово - остальное (SU 462684 A (Институт химии и химической технологии АН Литовской ССР), 05.03.75, B 23 К 35/26).

Общим признаком заявленного изобретения и прототипа является то, что припой для пайки цинка и его сплавов содержит цинк, свинец, висмут и олово.

Отличие заявленного изобретения от прототипа состоит в том, что припой дополнительно содержит индий, кремний и литий при следующем соотношении компонентов, мас.%: цинк 8-30; индий 0,6- 1,2; свинец 0,8-1,2; висмут 0,3-0,5; кремний 0,3-0,6; литий 0,1- 0,3; олово-остальное. Недостатками припоя по заявке 462684 A являются: высокое содержание в нем кадмия и свинца и недостаточное содержание в нем цинка, что делает процесс пайки достаточно вредным, а паяный шов - недостаточно прочным (менее прочным, чем основной металл) и усиливает контактную коррозию между основным металлом и паяным швом из-за значительного различия в химических составах паяного шва и основного металла. Для исключения этих недостатков из припоя целесообразно исключить кадмий, уменьшить содержание свинца до 0,8-1,2%, увеличить содержание цинка до 8-30%. Однако припой, состоящий только из олова, цинка и незначительного количества свинца, не может применяться для пайки изделий из цинка и его сплавов по следующей причине.

Известно, что олово имеет две полиморфные модификации: белое олово и серое олово. Переход белого олова в серое происходит при температуре 13,2^oC, сопровождается большим изменением объема и приводит к нарушению сплошности олова и к образованию серого порошка. Превращение белого олова в серое ускоряется при наличии в нем цинка. Поэтому применение оловянно- цинкового припоя при изготовлении и ремонте художественных изделий нежелательно из-за возможности разрушения паяных швов. Результатом явилось создание припоя для пайки цинка и его сплавов, не приводящего к охрупчиванию основного металла у границы с паяным швом и обеспечивающего получение соединения паяного шва с основным металлом без непропаев и трещин.

Это было достигнуто тем, что в известном припое, содержащем олово и цинк, содержание цинка увеличено до 8-30%, и в припой дополнительно введены: индий, свинец, висмут, кремний, литий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цинк - 8-30,0 Индий - 0,6-1,2 Свинец - 0,8-1,2 Висмут - 0,3-0,5 Кремний - 0,3-0,6 Литий - 0,1-0,3 Олово - Остальное Такой состав припоя помимо исключения охрупчивания основного металла у границы с паяным швом позволяет приблизить состав паяного шва к составу основного металла за счет увеличения в припое содержания цинка, что повышает прочность и коррозионную стойкость паяного соединения, исключить превращение белого олова в серое за счет введения в состав припоя индия, свинца и висмута, повысить самофлюсование и прочность паяного шва за счет введения в состав припоя кремния, улучшить смечивание жидким припоем основного металла и повышения трещиностойкости паяного шва за счет введения в состав припоя лития и индия.

Пример. Были выплавлены прутки припоев диаметром 5 мм составов, приведенных в табл. 1.

Из цинка были изготовлены пластины толщиной 5-6 мм и спаяны между собой припоями всех трех составов припоев. Исследования микрошлифов и макрошлифов, полученных из паяных соединений, показали, что при пайке припоями составов N 1 и N 2 обеспечивается хороший припой по всему сеянию паяных швов, отсутствие в них трещин и других недопустимых дефектов. При пайке припоем N3 на стыке паяного шва обнаружена трещина.

Технический эффект, который может быть получен при использовании предлагаемого состава присадочных прутков для пайки, выразится в получении качественных без дефектов паяных соединений при изготовлении или ремонте художественных и других изделий из цинковых сплавов, что приводит к повышению их долговечности и хорошему внешнему виду.

Формула изобретения

Припой для пайки цинка и его сплавов, содержащий цинк, свинец, висмут и олово, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий, кремний и литий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цинк - 8-30
Индий - 0,6-1,2
Свинец - 0,8-1,2
Висмут - 0,3-0,5
Кремний - 0,3-0,6
Литий - 0,1-0,3
Олово - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1