9.3.1. Припои

Припои классифицируются по следующим признакам: степени расплавления при пайке, температуре плавления, способу образования, основному компоненту, способности к флюсованию, способу изготовления и виду полуфабриката (ГОСТ 19248 "Припои. Классификация и обозначения").

По температуре плавления припои подразделяются на низкотемпературные припои с Т_пл  450 °С и высокотемпературные с Т_пл > 450 °С.

Низкотемпературные припои изготавливают на основе олова, висмута, кадмия, галлия, свинца, цинка и индия. Самые легкоплавкие припои – галлиевые – имеют температуру начала плавления t_н.пл от 3 до 20 ^оС.

Высокотемпературные припои содержат медь, серебро, золото, платину, никель, кобальт, железо, алюминий и др. Самые тугоплавкие из них – платиновые (для чистой платины t_пл=1773 ^оС).

Припои производятся в виде полос, фольги, проволоки, прутков, отливок, порошка. Композиционные припои изготовляются из смеси тугоплавких и легкоплавких порошков (компонентов), что позволяет производить пайку изделий с большими зазорами и повышать механические свойства паяных соединений.

Рассмотрим ряд наиболее широко применяемых на практике припоев.

Высокотемпературные припои. Медные припои применяются для пайки изделий из стали и никелесодержащих сплавов. Применяется медь (t_пл=1083 ^оС) марок МО, Ml, M2 в виде фольги, проволоки, прутков, лент, а также нанесенная на место пайки напылением или электролитическим слоем 5 – 15 мкм.

Медно-цинковые припои используются в основном для пайки меди и стали. Это латуни, например, Л63 и Л68, ЛК 62-05, припои ПМЦ36 (t_н.пл = 800 ^оС), ПМЦ48 и др.

Медно-никелевые припои служат для пайки нержавеющих, жаропрочных сталей, инструмента и др. Используются припои ВПр1 (t_н.пл = 1200 ^оС), ВПр2, ПЖ45-81 и др.

Медно-фосфорные припои, например, ПМ Ф-7 (t_н.пл = 707 ^оС) обладают самофлюсующими свойствами и позволяют проводить пайку меди и некоторых ее сплавов без применения флюсов. Введение в состав припоя олова и цинка (ПФОЦ-7-3-2 и др.) снижает температуру плавления припоя и повышает пластичность. Технологические свойства припоев повышаются при введении в их состав сурьмы, никеля, серебра (ПСрФ2-5, ПСрФ15-5, ПСр25Ф). Данные припои нашли широкое применение в электротехнической промышленности.

Серебряные припои применяются при пайке всех металлов, кроме алюминиевых и магниевых сплавов. Особенно широкое применение получили припои ПСр72 – сплав эвтектического состава: 72  % Ag и 28  % Cu (t_н.пл = 779 ^оС) и ПСр40 (t_н.пл = 595 ^оС), обладающие высокой технологичностью. Введение в серебряные припои лития улучшает смачиваемость паяемой поверхности и придает им свойства самофлюсования.

Золотые и платиновые припои обладают пластичностью, коррозионной стойкостью, теплопроводностью и рядом других положительных свойств, однако из-за высокой их стоимости используются только там, где это оправдано (пайка вакуумных приборов, электроконтакты и т. д.).

Никелевые припои используются для пайки коррозионно-стойких, жаропрочных сталей и сплавов. Наибольшее применение получили никелевые припои с хромом, медью, кремнием, марганцем, бором, фосфором, например, припой ВПр7 (t_н.пл = 1120 °С).

Алюминиевые и магниевые припои. Припои на алюминиевой основе применяются для пайки алюминиевых сплавов. Например, припой П425А имеет t_н.пл = 415 ^оС.

Магниевые припои используются главным образом для пайки магния и его сплавов. В их состав вводят алюминий, цинк, марганец. В частности, припой ВМг имеет состав, %: Mg 87 – 89,7; Al 8,3 – 9,7; Zn 1,7 –  2,3 (t_н.пл = 435 °С).

Низкотемпературные припои. Оловянно-свинцовые припои применяются в различных областях промышленности при низкотемпературной пайке сталей, никеля, меди и ее сплавов и других металлов. Минимальная температура плавления (183,3 °С) достигается для припоя ПОС 61 (61,9 % Sn).

Свинцовые припои наиболее часто используются для пайки меди, латуни и могут применяться для пайки изделий криогенной техники. Например, припой ВПр12 имеет t_н.пл = 220 °С).