Припой на основе серебра
Владельцы патента RU 2367553:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Припой может быть использован в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: серебро 39-41, медь 34-36, цинк 19-21, индий 4-6. Соединения индия практически безвредны для организма человека, что существенно снижает трудности при изготовлении и использовании данного припоя на производстве и расширяет технологические возможности применения данного припоя. 2 табл.
Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра и может быть использовано в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении.
Известны припои на основе серебра, меди и цинка, предназначенные для пайки в диапазоне температур 610-1000°С и широко используемые для получения неразъемных изделий (Лашко Н.Ф. Пайка металлов. / Н.Ф.Лашко, С.В.Лашко. - М.: «Машиностроение», 1967. - С.211).
Известен припой на основе серебра марки ПСр 45 (ГОСТ 19738-74), содержащий, мас.%:
| Серебро | 44,5-45,5 |
| Медь | 29,5-30,5 |
| Цинк | 23,5-26,0 |
Этот припой обладает повышенной температурой пайки 780°С, высокой прочностью σВ=363-500 МПа, но низкой пластичностью δ=10-15%, что ограничивает его применение.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является припой на основе серебра марки ПСр 40 (ГОСТ 19738-74), содержащий, мас.%:
| Серебро | 39,0-41,0 |
| Медь | 16,4-17,4 |
| Цинк | 16,6-17,8 |
| Кадмий | 26,0-26,5 |
Данный припой имеет пониженную температуру пайки 620°С, удовлетворительную прочность σВ=372-431 МПа и достаточно высокую пластичность δ=25-30%. Однако существенным недостатком данного припоя является содержание в нем кадмия. Соединения кадмия очень токсичны, оказывают вредные воздействия на организм человека и вызывают профессиональные заболевания, что создает определенные трудности при изготовлении и применении данного припоя на производстве, предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и, в конечном итоге, снижает технологические возможности использования данного припоя.
Основной задачей изобретения является расширение технологических возможностей использования припоя и повышение производственной безопасности.
Поставленная задача достигается тем, что припой на основе серебра, содержащий медь и цинк, дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Серебро | 39-41 |
| Медь | 34-36 |
| Цинк | 19-21 |
| Индий | 4-6 |
Заявляемый припой по сравнению с прототипом характеризуется отличительными признаками, которые позволяют расширить технологические возможности использования припоя и повысить производственную безопасность.
По отношению к прототипу у предлагаемого припоя имеются следующие отличительные признаки: припой на основе серебра, содержащий медь, цинк, дополнительно содержит индий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Серебро | 39-41 |
| Медь | 34-36 |
| Цинк | 19-21 |
| Индий | 4-6 |
Соединения индия практически безвредны для организма человека, что существенно снижает трудности при изготовлении и использовании данного припоя на производстве, не предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и этим самым расширяет технологические возможности применения данного припоя, в том числе для изготовления товаров народного потребления.
Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Замена кадмия индием в припое на основе серебра, содержащем медь и цинк, позволяет расширить технологические возможности использования припоя и повысить производственную безопасность.
Для получения предложенного припоя были приготовлены композиции, химический состав и свойства которых в сопоставлении с известным припоем приведены в табл.1 и 2.
| Таблица 1 | ||||||
| Припой | Состав | Содержание компонентов, мас.% | ||||
| № | Серебро | Медь | Цинк | Кадмий | Индий | |
| Предложенный | 1 | 39,0 | 34,0 | 21,0 | - | 6,0 |
| 2 | 40,0 | 35,0 | 20,0 | - | 5,0 | |
| 3 | 41,0 | 36,0 | 19,0 | - | 4,0 | |
| Известный | 4 | 40,0 | 16,9 | 16,9 | 26,2 | - |
С увеличением содержания индия снижается его растворимость в твердом растворе системы Ag-Cu-In и при увеличении содержания индия свыше 6,0% приводит к образованию интерметаллидов и падению пластичности. Это делает невозможным изготовления сварочной проволоки малого диаметра для пайки из данного материала. В свою очередь, снижение содержания индия ниже 4,0% повышает температуру пайки и затрудняет использование данного припоя при пайки деталей, применяемых в электронике, т.е уменьшает технологические возможности применения данного припоя.
Замена в припое на основе серебра, содержащем медь, цинк и кадмий, кадмия на индий практически не изменила свойства припоя, что обеспечит качественную пайку изделий, а отсутствие в припое кадмия расширит технологические возможности использования припоя и повысит производственную безопасность.
Таким образом, применение заявляемого припоя по сравнению с прототипом позволяет расширить технологические возможности использования припоя и повысить производственную безопасность.
Припой на основе серебра, содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Серебро | 39-41 |
| Медь | 34-36 |
| Цинк | 19-21 |
| Индий | 4-6 |
