Припой на основе серебра
Владельцы патента RU 2496625:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение может быть использовано для пайки и лужения деталей в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: серебро 64,5-65,5; медь 19,5-20,5; индий 3-5; цинк остальное. Дополнительное введение индия в припойный сплав на основе серебра содержащий медь и цинк, снижает температуру расплава, повышает жидкотекучесть и пластичность припоя, что позволяет расширить технологические возможности применении данного припоя. 1 табл.
Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра и может быть использовано в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении.
Известен припой на основе серебра, предназначенный для пайки в диапазоне температур 620-640°C и используемый для получения неразъемных изделий (Лашко Н.Ф. Пайка металлов / Н.Ф. Лашко, С.В. Лашко. - М.: «Машиностроение», 1967. - С.211), содержащий, мас.%:
| Серебро | 64,5÷65,5; |
| Кадмий | 34÷36 |
Данный припой имеет пониженную температуру пайки, высокую жидкотекучесть. 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.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является припой на основе серебра марки ПСр 65 (ГОСТ 19738-74 - Припои серебряные. Марки), содержащий, мас.%:
| Серебро | 64,5÷65,5; |
| Медь | 19,5÷20,5; |
| Цинк | Остальное |
Данный сплав принят в качестве прототипа.
К основным недостаткам данного сплава следует отнести повышенную температуру плавления 695÷722°C и низкую жидкотекучесть, что ограничивают область применения данного сплава для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.
Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение технологических возможностей использования припоя.
Технический результат достигается тем, что припой на основе серебра содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Серебро | 64,5÷65,5; |
| Медь | 19,5÷20,5; |
| Индий | 3,0÷5,0; |
| Цинк | Остальное |
Общим для известного и заявляемого припойных сплавов на основе серебра является наличие в сплаве, мас.% в пределах серебра - 64,5÷65,5 и меди - 19,5÷20,5.
Отличие от припойного сплава-прототипа заключается в дополнительном введении в заявляемый припойный сплав индия. 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 применении данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.
Оптимальное содержание индия в припойном сплаве установлено опытным путем. Добавка индия в количестве 3,0÷5,0 мас.% снижает температуру расплава, повышает его жидкотекучесть и пластичность, что значительно улучшает технологические условия пайки. Дальнейшее увеличение содержания индия в составе припойного сплава снижает его растворимость в твердом растворе системы Ag-Cu-In и при увеличении содержания индия свыше 5,0% приводит к образованию интерметаллидов, что вызывает резкое повышение прочности сплава, падение пластичности и жидкотекучести. В свою очередь снижение содержания индия ниже 3,0% повышает температуру пайки и затрудняет использование данного припоя при пайке ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике, т.е. уменьшает технологические возможности применения данного припоя.
Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Дополнительное введение индия в состав в заявляемого припойного сплава на основе серебра, содержащего медь и цинк, обеспечивает расширение технологических возможностей использования припоя для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.
Для получения предложенного припоя были приготовлены композиции, химический состав и свойства которых в сопоставлении с известным припоем приведены в табл.1.
| Таблица 1 | |||||||
| № п/п | Припой | Содержание компонентов, мас.% | Температура плавления максимальная, °C | Жидкотекучесть | |||
| Серебро | Медь | Цинк | Индий | ||||
| 1 | С содержанием In<3,0% | 65,0 | 20,0 | 13,0 | 2,0 | 684 | уд. |
| 2 | Предложенный | 65,0 | 20,0 | 12,0 | 3,0 | 672 | хор |
| 3 | 65,0 | 20,0 | 11,0 | 4,0 | 658 | хор | |
| 4 | 65,0 | 20,0 | 10,0 | 5,0 | 646 | хор | |
| 5 | С содержанием In>5,0% | 65,0 | 20,0 | 9,0 | 6,0 | 636 | уд. |
| 6 | Известный | 65,0 | 20,0 | 15,0 | - | 722 | уд. |
Как видно из таблицы, заявляемый припойный сплав с различным химическим составом в заявленном диапазоне соотношения компонентов (сплавы №№2-4) по сравнению с известным, благодаря оптимальному сочетанию в сплаве компонентов в указанном количественном соотношении, обладает более низкой температурой плавления - 646÷672°C и оптимальной жидкотеку честью.
Таким образом, применение заявляемого припойного сплава по сравнению с прототипом расширяет технологические возможности применения данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.
Припой на основе серебра, содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Серебро | 64,5-65,5 |
| Медь | 19,5-20,5 |
| Индий | 3-5 |
| Цинк | Остальное |
