Припой на основе олова для низкотемпературной пайки

Припой может быть использован для низкотемпературной пайки деталей из цветных и черных металлов, в частности, при производстве электро- и радиооборудования. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: сурьма 0,6-1,2; медь 0,2-1,1; никель 0,1-0,5; церий 0,01-0,1; висмут 1,0-5,0; свинец 0,15-1,8; олово остальное. Техническим результатом изобретения является повышение прочности паяных соединений. Применение предлагаемого припоя при пайке деталей позволит уменьшить брак при пайке, существенно повысить ресурс и надежность паяных соединений. 3 табл.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к припоям на основе олова для низкотемпературной пайки деталей из цветных и черных металлов, используемых, например, для производства электро- и радиооборудования.

Известен припой на основе олова ПСрМ05, имеющий следующий химический состав, мас.%:

Серебро	4,5-5,5
Сурьма	0,5-1,5
Медь	1,5 -2,5
Олово	остальное

(«Справочник по пайке» Машиностроение, 2003 г., стр.88)

Недостатками этого припоя являются содержание в его составе драгоценного металла - серебра - и невысокая коррозионная стойкость соединений.

Известен также припой на основе олова ПСр0Су8 следующего химического состава, мас.%:

Серебро	7,5-8,5
Сурьма	7,0-8,0
Олово	остальное

(«Справочник по пайке», Машиностроение, 2003 г., стр.88)

Недостатком этого припоя является содержание драгоценного металла - серебра.

Известен припой на основе олова следующего химического состава, мас.%:

Медь	5,3-7,0
Никель	0,1-0,5
Олово	остальное

(ЕР 1275467)

Известный припой имеет низкую смачиваемость поверхности основного материала.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является припой для низкотемпературной пайки на основе олова, следующего химического состава, мас.%:

Сурьма	0,3-0,7
Медь	0,05-0,15
Никель	0,05-0,15
Теллур	0,005-0,01
Олово	остальное

(а.с. СССР № 323223)

Недостатками припоя-прототипа являются невысокие значения прочности паяных соединений.

Технической задачей изобретения является повышение прочности паяных соединений.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен припой на основе олова для низкотемпературной пайки, содержащий сурьму, медь, никель, который дополнительно содержит церий, висмут, свинец, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сурьма	0,6-1,2
Медь	0,2-1,1
Никель	0,1-0,5
Церий	0,01-0,1
Висмут	1,0-5,0
Свинец	0,15-1,8
Олово	остальное

Введение дополнительных компонентов в припой церия, висмута и свинца при заявленном содержании и соотношении других компонентов обеспечивает повышенные значения прочности паяных соединений.

Примеры осуществления

Предлагаемый припой и припой-прототип выплавлялись в шамотографитовом тигле при нагреве до 400-450°С под слоем активированного угля. В табл.1 представлены составы предлагаемого припоя и припоя-прототипа.

Оценка прочности нахлесточных паяных соединений проводилась, например, на медных (M1) образцах, изготовленных из листов толщиной 2 мм. Величина нахлестки составляла 6,0-6,5 мм, ширина рабочей части образцов 10 мм (табл.2).

Нахлесточные соедиенения из листов стали, например, Ст 3 толщиной 2,2 мм имели величину нахлестки 6,0-7,0. Ширина рабочей части образцов также составляла 10 мм (табл.3).

Таблица 1
№ п/п	Sв	Cu	Ni	Те	Се	Bi	Pb	Sn
1	1,2	0,2	0,5	-	0,01	3,5	1,8	Ост
2	0,6	0,6	0,3	-	0,15	1,0	0,15	-"-
3	0,9	1,1	0,1	-	0,1	5,0	1,0	-"-
прототип	0,5	0,1	0,1	0,01	-	-	-	-"-
Таблица 2
№ п/п	Температура испытания, °С	Предел прочности на срез τ, кгс/мм2
1	20	7,2-7,5
	200	3,7-4,0
2	20	7,0-7,4
	200	3,6-4,0
3	20	6,9-7,5
	200	3,4 -3,7
прототип	20	4,1-4,5
	200	1,7-2,3

Таблица 3
№ п/п	Температура испытания, °С	Предел прочности на срез τ, кгс/мм2
1	20	7,0-7,5
	200	4,2-4,3
2	20	6,8-7,4
	200	3,6-4,4
3	20	7,8-7,9
	200	3,4-3,7
прототип	20	3,5-4,5
	200	1,3-1,8

По данным табл.2 и 3 видно, что предлагаемый припой имеет прочность соединений в 2-2,5 раза выше, чем у соединений, выполненных припоем-прототипом как при комнатной температуре, так и при максимальной рабочей температуре для припоев на основе олова.

Применение предлагаемого припоя при пайке деталей позволит уменьшить брак при пайке, существенно повысить ресурс и надежность паяных соединений.

Припой на основе олова для низкотемпературной пайки, содержащий сурьму, медь, никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит церий, висмут и свинец при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сурьма	0,6-1,2
Медь	0,2-1,1
Никель	0,1-0,5
Церий	0,01-0,1
Висмут	1,0-5,0
Свинец	0,15-1,8
Олово	Остальное