Способ получения легированного припоя

Авторы патента:

B23K35/40 - изготовление проволоки или прутков для пайки или сварки (способы изготовления с однооперационной технической обработкой, см. соответствующие подклассы, например B05D,B21C)

Владельцы патента RU 2445197:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский Государственный Технологический Университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") (RU)

Изобретение может быть использовано при получении легированных оловянно-свинцовых припоев, предназначенных, например, для изготовления печатных плат. Обрабатываемый припой, например, ПОС-61, и его шламы, подаются через загрузочное окно 2 устройства для раскисления и плавления во флюс-лигатуре 5. В зоне 3 комплексного легирования припой перемешивается для выравнивания состава лигатуры при помощи лопастного вентилятора с электромотором 1 со скоростью 15-30 об/мин. В процессе легирования в зону 3 непрерывно подают флюс-лигатуру из дозатора 4 с целью поддержания постоянного ее уровня и проведения процесса легирования. Температура в зоне 3 поддерживают с помощью нагревательного элемента 6 в пределах 195-205°С. Контроль за поддержанием необходимой температуры осуществляют посредством термопары 8. Процесс комплексного легирования защитным составом проводят в течение 1-1,5 минут. Далее припой удаляется из устройства посредством сливного отверстия 7 с последующим его охлаждением соответствующими средствами до температуры его кристаллизации. Способ обеспечивает комплексное восстановление и легирование оловянно-свинцового припоя во всем обрабатываемом его объеме. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам получения легированных оловянно-свинцовых припоев, которые в дальнейшем могут быть использованы при изготовлении печатных плат.

Наиболее близким к заявленному изобретению является известный из уровня техники способ увеличения эксплуатационных свойств изделий авионики, технологический цикл которого предусматривает проведение процессов пайки, лужения и раскисления и комплексного легирования путем введения в ванну на поверхность жидкого припоя ПОС-61 лигатуры, при этом в качестве лигатуры используют флюс, взаимодействующий с оксидами олова и свинца при постоянном перемешивании согласно реакции

Пайку и лужение осуществляют в рабочей ванне, а раскисление и комплексное легирование осуществляют в ванне регенерации, при этом активированный самофлюсующий оловянно-свинцовый припой из ванны регенерации самопроизвольно перетекает в рабочую ванну пайки и лужения для его использования, где он окисляется, откуда его отбирают посредством насоса и направляют для последующего раскисления и комплексного легирования в ванну регенерации, при этом высоту лужения выводов радиоэлементов и степень активности припоя определяют углом α аэратора (Патент РФ №2116172, B23K 1/08, 1998 г.).

К недостаткам известного из уровня техники способа следует отнести следующие факторы:

- Известный способ не является экологически чистым.

- Известный способ требует значительно больших затрат энергии.

- В известном способе процесс легирования осуществляется на поверхностном слое, что в конечном итоге влияет на низкое качество припоя в целом.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении комплексного легирования оловянно-свинцового припоя по всему объему массы.

Данный технический результат достигается посредством того, что в способе получения легированного припоя, включающего подачу обрабатываемого ГОСТированного припоя через флюс-лигатуру в предварительно нагретую зону его легирования с последующим механическим перемешиванием в упомянутой зоне, посредством лопастного вентилятора, и удалением обработанного припоя, согласно изобретению подачу ГОСТированного припоя осуществляют через флюс-лигатуру следующего состава:

- гидроокись натрия -	4,14-4,16
- гидроокись калия -	1,15-1,17
- фосфорноватистокислый кальций -	0,16-0,18
- канифоль сосновая -	0,87-0,89
- вода	до 100,

зону легирования нагревают до температуры 195-205°, а перемешивание проводят в течение 1-1,5 минуты при вращении лопастей 15-30 оборотов в минуту с обеспечением следующей химической реакции в зоне легирования

при этом удаление обработанного припоя осуществляют после его предварительного охлаждения до температуры его кристаллизации.

Способ получения легированного припоя поясняется чертежом, где схематично изображено устройство для получения легированного припоя, которое содержит лопастной привод с электромотором 1, загрузочное окно 2 для подачи оловянно-свинцового припоя для его дальнейшего легирования в зоне 3 комплексного легирования. Устройство также содержит дозатор 4 подачи флюс-лигатуры, выходная горловина которого расположена ниже уровня флюс-лигатуры 5. По периметру устройства расположен нагревательный элемент 6. Устройство также снабжено средством удаления припоя (сливным отверстием), для удаления полученного легированного припоя и термопарой 8 для контроля температуры, расположенной в зоне 3 комплексного легирования.

Способ осуществляется следующим образом.

Обрабатываемый припой ПОС-61 и его шламы подаются через загрузочное окно 2 для их дальнейшего раскисления и плавления во флюсе-лигатуре 5. Процесс раскисления является началом технического процесса комплексного легирования и ингибирования, который будет идти в зоне 3 комплексного легирования по следующей формуле:

В зоне 3 комплексного легирования припой перемешивается для выравнивания состава лигатуры при помощи лопастного вентилятора с электромотором 1 со скоростью 15-30 об/мин. В процессе легирования в зону 3 непрерывно подается флюс-лигатура из дозатора 4 с целью поддержания постоянного уровня флюса-лигатуры и проведения процесса легирования. Температура в зоне 3 постоянна и поддерживается с помощью нагревательного элемента 6 и находится в пределах 195-205°С. Контроль за поддержанием необходимой температуры осуществляется посредством термопары 8. Процесс комплексного легирования флюсом-лигатурой проводят в течение 1-1,5 минут. Далее припой удаляется из устройства посредством сливного отверстия 7 с последующим его охлаждением соответствующими средствами (не показаны) до температуры его кристаллизации.

Экспериментально установлено, что заявленные в формуле изобретения интервалы необходимы и достаточны для решения поставленной технической задачи, что подтверждено сведениями в таблице.

Состав флюс-лигатуры, мас.%:	Нагрев зоны комплексного легирования (°С)	Время перемешивания (мин)	Скорость вращении лопастей (об/мин)	Поставленная задача
- гидроокись натрия - 4,14-4,16 -	190	0,8	35	В зоне комплексного легирования расплавленный припой не соответствует требованиям и нормам по углу смачивания
- гидроокись калия - 1,15-1,17
- фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18
- канифоль сосновая - 0,87-0,89
- вода до 100
- гидроокись натрия - 4,14-4,16				Процесс комплексного легирования оловянно свинцового припоя проходит по всему объему массы
- гидроокись калия - 1,15-1,17
- фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18	195	1	30

			- канифоль сосновая - 0,87-0,89
- вода до 100
- гидроокись натрия - 4,14-4,16				Процесс комплексного легирования оловянно свинцового припоя проходит по всему объему массы
- гидроокись калия - 1,15-1,17
- фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18	200	1.25	23

			- канифоль сосновая - 0,87-0,89
- вода до 100
- гидроокись натрия - 4,14-4,16				Процесс комплексного легирования оловянно свинцового припоя проходит по всему объему массы
- гидроокись калия - 1,15-1,17
- фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18	205	1.5	15

			- канифоль сосновая - 0,87-0,89
- вода до 100
- гидроокись натрия - 4,14-4,16				Не достигается максимальная эффективность легирования
- гидроокись калия - 1,15-1,17
- фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18	210	1.9	12

			- канифоль сосновая - 0,87-0,89
- вода до 100

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности, неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для изготовления припоев;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Способ получения легированного оловянно-свинцового припоя, включающий подачу обрабатываемого припоя через флюс-лигатуру в предварительно нагретую зону его легирования с последующим механическим перемешиванием его в упомянутой зоне посредством лопастного вентилятора и удаление обработанного припоя из зоны легирования, отличающийся тем, что подачу припоя осуществляют через флюс-лигатуру следующего состава:

гидроокись натрия	4,14-4,16
гидроокись калия	1,15-1,17
фосфорноватистокислый кальций	0,16-0,18
канифоль сосновая	0,87-0,89
вода	до 100,

при этом зону легирования нагревают до температуры 195-205°С, а перемешивание проводят в течение 1-1,5 мин при вращении лопастей вентилятора 15-30 об/мин, а после удаления обработанного припоя из зоны легирования осуществляют его охлаждение до температуры кристаллизации.

Способ изготовления электродной проволоки для сварки алюминиевых сплавов // 2429958

Биметаллическая электродная проволока, способ изготовления биметаллической электродной проволоки и устройство для изготовления биметаллической электродной проволоки // 2412792

Способ изготовления электродов для контактной сварки // 2412035

Изобретение относится к области сварки, в частности к электродам для контактной сварки, которые могут быть использованы в машиностроительной, металлургической, станкоинструментальной и других отраслях промышленности для изготовления сварных конструкций.

Способ управления качеством покрытых электродов для ручной дуговой сварки // 2401186

Изобретение относится к ручной дуговой сварке и наплавке покрытыми электродами, в частности к контролю и управлению качеством электродов на всех операциях их изготовления, приемо-сдаточного контроля и использования при сварке конструкций и деталей в производственных условиях.

Бессвинцовый припой, способ его производства и способ пайки с использованием этого припоя // 2356975

Способ получения композиционного припоя // 2351448

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам получения композиционного припоя, и может быть использовано в буровой технике для напайки на рабочую поверхность режущего инструмента абразивного покрытия.

Способ изготовления прутка из твердосплавного композиционного материала для напайки на поверхность режущего инструмента // 2347000

Изобретение относится к получению прутка для напайки на режущие инструменты, выполненного из твердосплавного композиционного материала. .

Способ изготовления микрокристаллического алюминиевого припоя // 2343059

Изобретение относится к пайке и используется при изготовлении припоев, предназначенных для пайки черных и цветных металлов и их сплавов, в частности при производстве посуды с многослойным дном.

Способ изготовления паяльной пасты для пайки в восстановительной атмосфере // 2340436

Изобретение относится к пайке металлов, в частности к пайке деталей различной конфигурации из углеродистых и легированных сталей с использованием пастообразных составов и может быть использовано при изготовлении паяных конструкций в машиностроении при пайке деталей в печах с восстановительной газовой средой.

Способ получения обмазочной массы для покрытия электродов // 2445198

Шихта для получения сварочного плавленного флюса // 2448824

Изобретение относится к сварочной отрасли, а именно к составам шихты для получения сварочного плавленого флюса, и может быть использовано при механизированной сварке и наплавке углеродистых сталей общего назначения низколегированной сварочной проволокой

Способ приготовления флюса для пайки алюминия и его сплавов // 2455140

Изобретение относится к пайке, а именно к способам изготовления флюсов для пайки алюминия и его сплавов

Способ изготовления штучного электрода // 2458772

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии изготовления электродов и может быть применено при отработке состава покрытия электрода

Конструкция проволочного припоя и способ ее изготовления, герметичный соединитель и способ его изготовления // 2487788

Способ получения порошковой проволоки с повышенной плотностью порошкового наполнителя // 2488473

Изобретение относится к металлургическому машиностроению, а именно к способу получения порошковой проволоки с повышенной плотностью порошкового наполнителя

Способ гранулирования флюса // 2494847

Изобретение может быть использовано при получении гранулированных флюсов для сварки сталей и сплавов широкого диапазона составов, в частности для сварки углеродистых, легированных сталей и сплавов. На поверхность пластины наносят слой порошка шихты флюса, содержащей оксиды и карбиды, с размером фракций не более 0,5 мм. Осуществляют расплавление шихты и формирование капель расплава путем воздействия на слой шихты флюса электрической дугой короткого замыкания длительностью не более 1 с при токе 50-200 A, в зависимости от насыпной массы шихты, зажигаемой между пластиной, выполненной из токопроводящего материала, и электродом. Проводят охлаждение на воздухе сформированных капель с образованием гранул. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности изготовления прочных гранул сварочного флюса, обладающих высокой легирующей способностью. 2 ил., 3 табл., 1 пр.

Электродная проволока с перовскитным покрытием // 2499656

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электродной проволоке, применяемой в электродуговой сварке. Для стабилизации дуги и увеличения срока службы контактного конца электродная проволока для использования в электродуговой сварке содержит металлическую основу электродной проволоки и твердый проводник на поверхностях данной металлической основы электродной проволоки. Данный твердый проводник содержит электропроводящее измельченное твердое вещество, состоящее из оксида металла, который сохраняется твердым и не реакционноспособным на воздухе при 1200°C. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 5 табл., 3 пр.

Способ изготовления наплавочных стержней // 2536839

Изобретение может быть использовано при изготовлении стержней для наплавки поверхностей бурового инструмента, контактирующих со стенками скважины, например режущих и калибрующих поверхностей лопастных долот. Измельчают твердый сплав до необходимого размера твердосплавной крошки и очищают его от пыли и мелких осколков. Осуществляют нарезку латунной проволоки на отрезки и смешивание ингредиентов порошкового припоя. Проводят послойную укладку исходных компонентов наплавочных стержней. На дно формы насыпают первый тонкий слой припоя, укладывают и выравнивают первую половину порции твердосплавной крошки. На второй слой припоя укладывают оставшуюся часть твердосплавной крошки. На третий слой припоя укладывают без пропусков по длине отрезки латунной проволоки и насыпают заключительный четвертый слой припоя. Форму без смещения или перемешивания компонентов помещают в индукционную печь и нагревают до расплавления отрезков латунной проволоки и припоя. После извлечения формы из печи укладывают полученные наплавочные стержни для дальнейшего естественного охлаждения. Упомянутая форма выполнена в виде плиты из графита, имеющей углубления для одновременного изготовления нескольких наплавочных стержней. Способ обеспечивает высокие механические характеристики наплавочных стержней, обусловливающие повышение надежности и увеличение ресурса работы детали с нанесенным покрытием. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ получения порошковой проволоки // 2538226

Изобретение относится к металлургическому машиностроению, а именно к способу получения порошковой проволоки с повышенной плотностью порошкового наполнителя. Задачей предложенного технического решения является повышение качества порошковой проволоки путем получения равномерности плотности порошкового наполнителя по длине порошковой проволоки и улучшение свойств порошковой проволоки за счет формирования в порошковом наполнителе наноразмерных зерен модифицирующих компонентов. В трубчатую заготовку засыпают смесь, состоящую из зерен порошка флюса и зерен модифицирующих компонентов с массовым содержанием 5-40% от зерен порошка флюса. Прочность зерен модифицирующих компонентов выбирают на 30% меньше прочности зерен порошка флюса. Перед деформированием трубчатую заготовку герметизируют. Трубчатую заготовку деформируют с уменьшением ее диаметра до величины, соответствующей следующему соотношению: D d = 10 − 500 , где D - диаметр трубной заготовки, d - наружный диаметр порошковой проволоки, при этом трубчатую заготовку перед деформированием герметизируют.