Справочник по пайке

Другие

элементы

-

-

-

-

-

Р ДО 0,2;

Вдо 0,2

-

Палладиевые припои

Палладий (Тпп = 1555 °С) и его сплавы применяются прежде всего для пайки туго­ плавких металлов и сплавов, например таких, как молибден, вольфрам, ниобий, платина. Сплавы палладия с никелем, кобальтом, хро­ мом, серебром, золотом применяются для пай­ ки жаропрочных сплавов и сталей. Палладие­ вые припои применяются также для пайки из­ делий из высокотемпературной керамики с тугоплавкими металлами, например ниобием, танталом, молибденом, вольфрамом. Сплавы палладия с серебром и золотом используются для пайки конструкций из палладия (мембраны для очистки водорода). Палладий, вводимый в

качестве компонента высокотемпературных припоев, значительно повышает их коррозион­ ную стойкость, пластичность, а также способ­ ность растекаться и смачивать паяемую по­ верхность.

Добавка палладия в припои приводит к снижению их способности проникать в паяе­ мый материал и разъедать его. т.е. возможно­ сти возникновения контактной эрозии, что позволяет проводить пайку тонкостенных из­ делий. В качестве припоев применяют как двойные сплавы системы серебро-палладий, обладающие высокой пластичностью, так и многокомпонентные припои, в состав которых входят серебро, медь, никель, марганец и дру­ гие металлы.

Палладий с серебром образуют ряд твер­ дых растворов (рис. 9) с небольшим интерва­ лом кристаллизации. Меняя соотношение пал­ ладия и серебра в припое, можно регулировать температуру плавления от 1000 до 1500 °С. Палладий с медью (табл. 36) также образуют ряд твердых растворов с различной температу­

900Ад 10 20 30 М 50 90 70 80 90РсС

Массовые Оали. %

Рис. 9. Диаграмма состояния сплавов системы ссрсбро-палладий

36.Серебряные и медные припои

спалладием

Более низкую температуру плавления имеют припои системы палладий-серебро- медь (рис. 10). Добавка лития способствует лучшему растеканию припоя и придает ему самофлюсующие свойства.

Рис. 10. Изотермы ликвидуса сплавов системы палладий-серебро-медь

Припои системы серебро-палладий-медь имеют низкую упругость пара, и паяные соеди­ нения работают в вакууме в длительном режи­ ме при температуре 500 °С. Припои, предна­ значенные для пайки жаростойких сплавов, должны обладать большей высокотемператур­

ной прочностью и сопротивлением ползучести, и изготавливаются на основе систем Ag-Pd-Mn, Ni-Mn-Pd, Cu-Pd-Ni-Mn и Pd-Ni. Добавки ли­ тия и бора повышают смачиваемость этими припоями.

Палладиевые припои, используемые в ре­ акторо- и ракетостроении, а также в строитель­ стве газовых турбин, представлены в табл. 37 [13]. Припой ПЖК-1000 широко применяют при изготовлении ответственных узлов в раз­ личных отраслях машиностроения при пайке соединений жаропрочных и коррозионностойких сплавов и обеспечивает высокие меха­ нические и коррозионно-стойкие свойства при высоких температурах (табл. 38) и в контакте с агрессивными средами.

Втабл. 39 приведены содержащие палла­ дий составы припоев для вакуумно-плотной пайки металлизированной керамики [13].

Втабл. 40 приведены свойства содержа­ щих палладий припоев с низкой упругостью пара, а также паяемые ими материалы в производстве электровакуумных приборов [14];

втабл. 41 - серебряные припои с палладием производства Германии.

* Припои, используемые для пайки узлов электровакуумных приборов [14].

Молибден, вольфрам, металлокера­ мические узлы особого назначения

Медь, ковар, кобальтовые сплавы, никель и его сплавы, титан, цирконий, молибден, вольфрам

Медь, ковар, кобальтовые сплавы, никель и его сплавы, титан, цирконий, молибден, вольфрам

Медь, ковар, кобальтовые сплавы, никель и его сплавы, титан, цирконий, молибден, вольфрам

Золотые припои

Припои на основе золота обладают высо­ кими показателями пластичности, коррозион­ ной стойкостью, электропроводностью, тепло­ проводностью и еще целым рядом положи­ тельных свойств.

Золото в чистом виде как припой приме­ няется редко, но оно образует твердые раство­ ры со многими металлами, чем пользуются при разработке пластичных припоев. Однако при­ менение их ограничивается высокой стоимо­ стью и дефицитностью золота, поэтому золо­ тые припои используют только там, где это оправдано (пайка вакуумных приборов с ваку­ умно-плотными соединениями, электроконтак­ тов и т.д.).

При пайке изделий с вакуумно-плотными соединениями применяют в основном сплавы золота с серебром и медью, которые между собой образуют непрерывный ряд твердых растворов (рис. 11 и 12).

Минимальная температура плавления сплава с 80 % Аи и 20 % Си - 889 °С. Введение в состав медно-золотых припоев серебра, с которым золото образует также ряд твердых растворов, позволяет несколько снизить темпе­ ратуру их плавления. Эти припои нашли ис­ пользование при пайке молибдена и графита с металлами (табл. 42). Дальнейшего снижения температуры плавления этих припоев достига­ ют введением в их состав цинка, кадмия и ин­ дия (табл. 43-44).

Сплавы золота с германием при содержа­ нии примерно 12 % Ge и 6 % Si пластичны и плавятся соответственно при температурах 365 и 370 °С.

АН 10 20 30 40 50 60 70 ВО 90 Си Массовые доли Си; %

Рис. 12. Диаграмма состояния сплавов системы золото-медь

Для пайки золотых изделий или изделий, покрытых золотом, применяют припой с со­ держанием 46 % Аи, 32 % Sb, 18 % Zn, 3 % Si и 1 % Ni. Он имеет сравнительно низкую темпера­ туру плавления (590 °С), хорошо растекается по паяемой поверхности и не растворяет паяемый материал. Припой с более высокой температу­ рой пайки (740 °С) ЗЛСрМ-583-80 содержит 58,3 % Au, 13 14 % Ag, 10 % Cd, 5 6 % Zn, Си - остальное.

А г NL, %

1000

%W s}ерд1/Ц >bactпвоь9

900Ап Ю Z0 20 ¥о оо 60 70 90 90 Hi

Массовые воли НС} У*

Рис. 13. Диаграмма состояния сплавов системы золото-никель

В отдельных случаях для монтажной пай­ ки изделий из высокопрочных коррозионностойких сталей применяют золотые припои с никелем. Минимальная температура плавле­ ния этих сплавов при содержании 17,5 % Ni - 950 °С (рис. 13).

Сплавы золота с никелем получили ши­ рокое применение в ракетостроении для пайки изделий, работающих при повышенных темпе­ ратурах, т.е. там, где от паяных соединений требуются высокие физические, механические и жаропрочные свойства.

Для придания золотым припоям повы­ шенной коррозионной стойкости и жаропроч­ ности в их состав вводят хром.

Припой с содержанием 6 % Сг и 22 % Ni с температурой плавления 975 1000 °С позво­ ляет выполнять соединения деталей из корро­

зионно-стойких сталей, удовлетворительно работающих при температурах до 600 °С.

Золотые припои применяют для пайки платины и ее сплавов; в этом случае в состав припоев вводят палладий, повышающий их смачивающую способность (табл. 45).

Золотые припои систем Au-Cu и Au-Ag- Cu по сравнению с серебряными аналогичного назначения имеют более низкую упругость пара, что позволяет их использовать в производстве электровакуумных приборов с целью получения вакуумно-плотных соединений, работающих при длительном нагреве до 700 °С.

В табл. 46, табл. 47 приведены паяемые материалы, составы, свойства золотых припоев с низкой упругостью пара.

Платиновые припои

Платиновые припои обладают хорошей способностью смачивать металлы и высокой сопротивляемостью к окислению. В качестве припоев применяют сплавы платины с золотом, индием, медью, никелем и другими металлами. Припои используют для изготовления изделий, работающих при высоких температурах.

Применение платиновых припоев для пайки металлов ограничивается высокой стои­ мостью платины, поэтому их используют для соединения труднопаяемых изделий, например торий-вольфрамовой проволоки с молибденом в производстве электронных трубок. Припои приведены в табл. 48.

Заменители серебряных и золотых припоев

Припои, содержащие драгоценные метал­ лы, должны применяться лишь в том случае, когда дополнительные затраты на их приобре­ тение оправданны (т.е. в создаваемое паяное изделие вкладываются большие средства и огромные трудозатраты, а отказ при эксплуа­ тации этих изделий может привести к значи­ тельному ущербу и чрезвычайным обстоятель­ ствам).

Представленные в табл. 18-23 составы, свойства медно-фосфорных припоев, а также полученных с ними паяных соединений (см. п. «Медно-фосфорные припои») свидетельствуют о близких к серебряным припоям (ПСр45, ПСр40, ПСр29,5 и др.) температуре плавления и меха­ нических характеристиках паяных соединений, что делает возможным замену ими серебряных припоев. Все медно-фосфорные припои имеют высокие технологические свойства при пайке и сравнительно невысокую температуру плавле­ ния. Механические свойства паяных соедине­ ний из меди и медных сплавов в ряде случаев вполне отвечают эксплуатационным требова­ ниям, предъявляемым к паяным конструкциям.

Припой ПМФОЦрб-4-0,03 и его полный аналог по физико-механическим характеристи­ кам припой П14 (см. табл. 19-22) нашли наи­ более широкое применение в производстве паяных конструкций из меди, латуни, бронзы, мельхиора и получили наибольшее развитие в производстве [15, 16]. Разработанная в ЗАО «АЛАРМ» технология получения проволоки, прутков и лент методом высокоскоростного затвердевания расплава позволила значительно расширить номенклатуру и сортамент припойных форм [17]. В настоящее время эта техноло­ гия позволяет получать из труднодеформируемых медно-фосфорных припойных сплавов, например системы Cu-P-Sn и других систем,

довольно пластичные проволоки малого диа­ метра 0,3 1,5 мм и ленты, что в значительной степени решает вопросы механизации и автома­ тизации процессов пайки с использованием бессеребряных припоев. Ранее это было нере­ ально, так как методом горячего прессования из этих сплавов возможно было лишь получение довольно хрупких прутков 0 2,5 3,5 мм.

В табл. 49 приведены уточненные данные механических свойств соединений, паянных медно-фосфорным припоем П14 и серебряны­ ми припоями ПСр40 и ПСр29,5. Пайка образ­ цов и их механические испытания в соответст­ вии с ГОСТ 28830-90 проводились в одинако­ вых условиях.

Припой П 14 взамен серебряных припоев ПСр45, ПСр40, ПСр29,5, ПСр15, ПСрФ5-5 применяется в производстве бытовых холо­ дильников (медные трубопроводы холодиль­ ных агрегатов), теплообменной аппаратуры, в приборостроении (в том числе соединения из латуни), энергетическом машиностроении, электротехнической промышленности и т.д.

Для пайки соединений из стали со сталью

иее сочетаний с медью и ее сплавами, никелем

иего сплавами, твердыми сплавами рекомен­ дуются в качестве заменителей серебряных - припои на основе Cu-Zn-Sn (АЛАРМет-21 (П21)), Cu-Zn-Mn-Sn (П47) и Cu-Zn-Ni-P (П81) (табл. 50). Припои нашли широкое применение при пайке стальных и медно-стальных соедине­ ний, в том числе трубопроводов холодильных агрегатов (припои П81, П21), латунных соеди­ нений и соединений латуни со сталью, в том числе при пайке чувствительных элементов манометрических пружин (П81), соединений твердого сплава со сталью (Г147). Пайка осуще­ ствляется газовой горелкой, токами высокой частоты с использованием флюсов разработки ЗАО «АЛАРМ» серии ФК, а также в печи.