Сплав для пайки. Сплавы для пайки: состав, характеристики и применение

alexxlabРазное
Какие металлы входят в состав припоев. Как выбрать оптимальный сплав для пайки. Какими свойствами обладают различные припои. Где применяются сплавы для пайки в промышленности.

Содержание

Основные компоненты припоев и их влияние на свойства

Припои представляют собой сплавы, состоящие из нескольких металлов. Основными компонентами большинства припоев являются:

  • Олово — снижает температуру плавления, улучшает смачиваемость
  • Свинец — удешевляет припой, повышает пластичность
  • Серебро — повышает прочность и электропроводность
  • Медь — увеличивает прочность и теплопроводность
  • Сурьма — повышает твердость и прочность
  • Висмут — снижает температуру плавления

Варьируя соотношение этих компонентов, можно получать припои с различными свойствами и характеристиками. Рассмотрим, как влияет каждый компонент на свойства припоя.

Влияние олова

Олово является основным компонентом большинства припоев. Оно обладает низкой температурой плавления (232°C) и хорошей смачиваемостью. Чем выше содержание олова, тем ниже температура плавления припоя и лучше его растекаемость. Однако чистое олово имеет низкую прочность, поэтому в припои добавляют другие металлы.


Роль свинца

Свинец традиционно добавляли в припои для снижения стоимости и улучшения пластичности. Однако из-за токсичности в современных припоях его стараются не использовать или заменять другими металлами.

Влияние серебра

Добавление серебра повышает прочность и электропроводность припоя. Припои с серебром обычно используются для пайки электронных компонентов. Содержание серебра обычно составляет 2-4%.

Классификация припоев по температуре плавления

По температуре плавления припои подразделяют на несколько групп:

  • Легкоплавкие — до 450°C
  • Среднеплавкие — 450-1100°C
  • Высокоплавкие — выше 1100°C

Чем выше температура плавления, тем прочнее получаемое соединение. Однако высокие температуры могут негативно влиять на структуру и свойства паяемых материалов.

Легкоплавкие припои

Имеют температуру плавления до 450°C. К ним относятся оловянно-свинцовые, оловянно-цинковые, оловянно-висмутовые припои. Используются для пайки электронных компонентов, радиодеталей, печатных плат.

Среднеплавкие припои

Плавятся при 450-1100°C. Это медно-цинковые, серебряные, медно-фосфорные припои. Применяются для пайки стали, меди, латуни в машиностроении, приборостроении.


Высокоплавкие припои

Имеют температуру плавления выше 1100°C. К ним относятся медно-никелевые, никелевые, палладиевые припои. Используются для пайки тугоплавких металлов в авиакосмической отрасли.

Сравнительная характеристика различных типов припоев

Рассмотрим основные типы припоев и их характеристики:

Тип припояТемпература плавления, °CПрочностьПрименение
ПОС-61 (оловянно-свинцовый)190НизкаяЭлектроника, радиотехника
ПСр-45 (серебряный)665ВысокаяПайка меди, латуни
ПМЦ-54 (медно-цинковый)870СредняяПайка стали, чугуна

Как видно из таблицы, температура плавления и прочность припоев существенно различаются в зависимости от их состава и назначения.

Особенности выбора припоя для различных материалов

При выборе припоя необходимо учитывать следующие факторы:

  • Материал паяемых деталей
  • Требуемая прочность соединения
  • Рабочая температура изделия
  • Коррозионная стойкость
  • Электропроводность

Рассмотрим особенности выбора припоя для некоторых распространенных материалов.


Пайка меди и ее сплавов

Для пайки меди и латуни хорошо подходят оловянно-свинцовые припои (ПОС-61, ПОС-40). При необходимости повышенной прочности используют серебряные припои (ПСр-45, ПСр-65). Для пайки меди с алюминием применяют специальные алюминиевые припои.

Пайка стали

Для низкоуглеродистых сталей используют медно-цинковые припои (Л-62, ПМЦ-54). Нержавеющие стали паяют серебряными припоями (ПСр-45) или никелевыми (ПНМц-41-08). При пайке стали с медью применяют медно-фосфорные припои.

Пайка алюминия

Алюминий и его сплавы сложно паять из-за образования оксидной пленки. Для них разработаны специальные припои на основе цинка и алюминия (П-250А, П-450). Также применяются припои системы алюминий-кремний-медь.

Применение припоев в различных отраслях промышленности

Припои широко используются в различных сферах производства. Рассмотрим основные области их применения.

Электроника и приборостроение

В электронике припои применяются для монтажа компонентов на печатные платы, соединения проводов и кабелей. Наиболее распространены легкоплавкие оловянно-свинцовые припои. В последнее время их заменяют бессвинцовыми аналогами.


Машиностроение

В машиностроении пайку используют для соединения трубопроводов, радиаторов, теплообменников. Применяются среднеплавкие медно-цинковые и серебряные припои. Они обеспечивают прочное и герметичное соединение.

Ювелирная промышленность

Для пайки драгоценных металлов используют припои на основе золота и серебра. Они обеспечивают прочное соединение и не изменяют цвет изделия. Температура плавления подбирается в зависимости от сплава основного металла.

Современные тенденции в разработке припоев

Основные направления развития технологии припоев включают:

  • Разработка бессвинцовых припоев
  • Создание нанокомпозитных припоев
  • Снижение температуры плавления
  • Повышение прочности и надежности соединений

Бессвинцовые припои

Из-за токсичности свинца ведется активная разработка бессвинцовых припоев. Наиболее распространены сплавы олова с серебром и медью (SAC). Они обеспечивают хорошую смачиваемость и прочность соединения.

Нанокомпозитные припои

Добавление наночастиц металлов и оксидов в припой позволяет улучшить его свойства. Например, добавки наночастиц никеля повышают прочность и коррозионную стойкость припоя.


Технологии нанесения припоев

Существует несколько основных способов нанесения припоя:

  • Ручная пайка паяльником
  • Волновая пайка
  • Пайка погружением
  • Пайка в печи
  • Лазерная пайка

Выбор метода зависит от типа изделия, требуемой производительности и точности.

Ручная пайка

Самый простой и универсальный метод. Припой наносится вручную с помощью паяльника. Подходит для мелкосерийного производства и ремонта. Требует высокой квалификации монтажника.

Волновая пайка

Применяется в крупносерийном производстве электроники. Платы проходят над волной расплавленного припоя. Обеспечивает высокую производительность и качество пайки.

Пайка в печи

Изделия с нанесенным припоем нагреваются в печи до температуры плавления. Позволяет паять сразу большое количество соединений. Часто используется для пайки SMD-компонентов.

Контроль качества паяных соединений

Качество пайки во многом определяет надежность изделия. Для контроля паяных соединений применяют различные методы:

  • Визуальный контроль
  • Рентгеновский контроль
  • Ультразвуковой контроль
  • Электрический контроль
  • Механические испытания

Визуальный контроль

Самый простой метод оценки качества пайки. Позволяет выявить видимые дефекты — непропаи, трещины, избыток или недостаток припоя. Требует опыта и квалификации контролера.


Рентгеновский контроль

Позволяет обнаружить скрытые дефекты — пустоты, включения в паяном шве. Особенно эффективен для контроля пайки BGA-компонентов и многослойных плат.

Электрический контроль

Включает проверку целостности цепей, измерение сопротивления контактов. Позволяет выявить непропаи и короткие замыкания в электронных устройствах.

Правильный выбор припоя и технологии пайки, а также тщательный контроль качества позволяют получать надежные паяные соединения в различных областях техники.


Сплав Для Пайки 6 Букв

Решение этого кроссворда состоит из 6 букв длиной и начинается с буквы П

Ниже вы найдете правильный ответ на

Сплав для пайки 6 букв, если вам нужна дополнительная помощь в завершении кроссворда, продолжайте навигацию и воспользуйтесь нашей функцией поиска.

ответ на кроссворд и сканворд

Суббота, 6 Июля 2019 Г.

ПРИПОЙ

предыдущий следующий

ты знаешь ответ ?

ответ:

связанные кроссворды

  1. Припой
    1. Металл или сплав для заполнения зазоров при пайке
    2. Присадочный материал, применяемый при пайке
  2. Припой
    1. Металл или сплав для заполнения зазоров при пайке 6 букв
    2. Материал, заполняющий при паянии зазоры между деталями 6 букв
    3. Металл или сплав 6 букв
    4. Присадочный материал, применяемый при пайке 6 букв

Сплав для пайки на основе циркония

Изобретение может быть использовано для пайки элементов тепловыделяющих сборок ядерных реакторов, преимущественно, при изготовлении дистанционирующих решеток, сформированных из трубных заготовок. Сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: железо 4,0-6,0, бериллий более 3,0-4,0, ниобий 0,9-1,1, медь 4,0-8,0, олово 1,0-3,0, хром 0,2-1,0, висмут + мышьяк 0,0001-0,0018, сера 0,0001-0,0015, цирконий и неизбежные примеси остальное. Дополнительно сплав может содержать германий в количестве 0,25-2,5 мас.%. Сплав обеспечивает повышение коррозионной стойкости при одновременном повышении сопротивления ползучести, а также уменьшение температуры плавления и снижение образования интерметаллидов железа в паяном шве. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к сплавам для пайки на основе циркония, и предназначено для использования во многих областях промышленности, в частности в ядерной энергетики для пайки циркония и его сплавов, особенно для пайки элементов тепловыделяющих сборок ядерных реакторов, преимущественно при изготовлении дистанционирующих решеток, которые формируются из ячеек, сформированных из трубных заготовок.

Уровень техники

Из множества различных методов получения неразъемных соединений в машиностроении, в частности в реакторостроении, большое значение придается технологическому процессу пайки. Возможность получения соединений в скрытых и малодоступных местах конструкций; изготовление тонкостенных изделий с большой плотностью расположения паяных соединений; необходимость соединить разнородные материалы и детали с большой разницей толщин; зависимость температуры процесса от влияния температуры нагрева на свойства конструкционного материала; возможность совмещения термообработки с термическим циклом пайки и пр. определяют преимущество пайки перед другими методами соединения, в частности перед сваркой. В связи со значительным увеличением количества новых материалов, усложнением конструкции изделий, высокими требованиями к надежности и прочности соединений материалов конструкций ставится задача расширения теоретических и технологических исследований в области номенклатуры припоев, методов их получения, способов пайки, режимов термической обработки паяемых материалов, разработки оснастки и др.

Пайка имеет ряд значительных преимуществ перед сваркой благодаря:

— возможности соединять детали без расплавления основного металла, без нарушения геометрических размеров изделия, в любых сочетаниях металлов;

— формированию соединения практически одновременно по всем поверхностям контакта, а не последовательно, как при сварке;

— получению (формированию) качественного физического шва при соединении деталей в различных пространственных положениях;

— возможности совмещения операций пайки и термической обработки при использовании одного и того же нагревательного оборудования.

Известен сплав для пайки на основе циркония, содержащий (80-90)% циркония, (5,5-15)% железа, 1,5% германия, (1-3)% хрома и 2,5% бериллия (Понимаш И.Д., Орлов А.В., Рыбкин Б.В. Вакуумная пайка реакторных материалов, М., Энергоатомиздат, 1995, с.115-125). По результатам длительных коррозионных (гидродинамических) испытаний и механическим свойствам сплав показал хорошую пригодность для пайки дистанционирующих решеток тепловыделяющих сборок. Пайку ячеек данным припоем проводили следующим образом. Сборку ячеек с вертикальными зазорами устанавливали в печи на припой, где далее ее нагревали до температуры пайки. При пайке припой затекал в зазоры под действием капиллярных сил. Припой полностью заполнял зазоры с образованием галтелей. Время выдержки при температуре пайке, равной температуре затекания, составляло 1 минуту. Однако данный припой имеет высокую температуру плавления (930-1020)°С и, соответственно, температуру пайки (960-1030)°С.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является сплав для пайки на основе циркония, содержащий железо, бериллий, ниобий, медь, олово и хром (Плющеев А.Н., Калин Б.А., Федотов В.Т. и др.. Разработка аморфного ленточного припоя для пайки дистанционирующих решеток, “Сб. докладов VI Российской конференции по реакторному материаловедению” (Димитровград, 11-15 сентября 2000 г.) т.3.42, г.Димитровград, НИИАР, 2001, с.254-267). Известный припой содержит 5,5% железа, 2,5% бериллия, 1% ниобия, 8% меди, 2% олова и 0,4% хрома. Высокое содержание меди позволяет наиболее сильно понизить температуру плавления сплава. Для нейтрализации вредного влияния меди сплав легирован оловом и хромом, ниобий вводиться в количестве 1% для того, чтобы не обеднять циркониевый сплав Э110 по ниобию. Проведенные в течение 1000 часов коррозионные испытания паяных ячеек в дистиллированной пароводяной смеси при температуре 350°С и давлении 16,5 МПа показали достаточно высокую стойкость паяных соединений. Однако испытания более чем 1000 часов выявили некоторое снижение коррозионной стойкости при одновременном снижении сопротивления ползучести. Кроме того, известный сплав обладает относительно высокой температурой плавления ~800°С, в то время как для пайки циркония и его сплавов предпочтительно иметь температуру плавления ниже, поскольку температура ~800°С является критической в том плане, что при пайке при этой температуре в основном металле происходит изменение структуры за счет фазовых переходов, что резко ухудшает коррозионные свойства основного металла и его пластичность.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка и создание сплава для пайки на основе циркония, обладающего улучшенными эксплуатационными характеристиками.

В результате решения данной задачи возможно получение технических результатов, заключающихся в том, что повышается коррозионная стойкость при одновременном повышении сопротивления ползучести, а также уменьшается температура плавления сплава и снижается образование интерметаллидов железа в паяном шве и улучшается структура паяного шва.

Данные технические результаты достигаются тем, что сплав для пайки на основе циркония, содержащий железо, бериллий, ниобий, медь, олово и хром, дополнительно содержит висмут, мышьяк и серу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железо 4,0-6,0

Бериллий Более 3,0-4,0

Ниобий 0,9-1,1

Медь 4,0-8,0

Олово 1,0-3,0

Хром 0,2-1,0

Висмут + мышьяк 0,0001-0,0018

Сера 0,0001-0,0015

Цирконий остальное

Отличительная особенность настоящего изобретения заключается в том, что сплав дополнительно содержит висмут, мышьяк и серу, а также выбраны новые диапазоны содержания отдельных компонентов. В частности, изменено содержание бериллия в сторону увеличения, среднее содержание меди уменьшено. Действительно, как известно, с одной стороны, увеличение содержания меди приводит к уменьшению температуры плавления, но совершенно незначительно. Так с увеличением содержания меди от 8% до 12% температура солидуса сплава понижается всего на 5 градусов; с дальнейшим увеличением концентрации меди, несмотря на снижение температуры солидуса, начинает возрастать температура ликвидуса сплава и, соответственно, увеличивается температурный интервал плавления. Именно поэтому для одновременной реализации вышеуказанных технических результатов предложено повысить содержание бериллия с одновременным введением новых присадок. Конкретные диапазоны содержания компонентов сплава по настоящему изобретению были определены экспериментально. Уменьшение содержания железа менее 4,0% и бериллия менее 3,0% приводит к увеличению температуры плавления сплава. Увеличение содержания железа выше 6,0% приводит к исчезновению в структуре сплава активной альфа-цирокониевой фазы, снижению капиллярных свойств припоя и ухудшению качества пайки. Содержание бериллия более 4,0% незначительно уменьшает температуру сплава, но при этом повышается действие его токсичности, а также образуется большое количество хрупких интерметаллидов. Снижение содержания меди менее 4,0% также увеличивает температуру плавления сплава, а содержание меди более 6,0% ухудшает качество паяного соединения и снижает его коррозионную стойкость. Температура плавления сплава в соответствии с настоящим изобретением составляет ~750-760°С. При суммарном содержании висмута и мышьяка менее 0,0001% и серы менее 0,0001% их влияние на коррозионную стойкость и сопротивление ползучести практически отсутствует. При суммарном содержании висмута и мышьяка более 0,0018% и серы более 0,0015% значительно ухудшается структура описываемого сплава. Ниобий введен для того, чтобы не обеднять основной сплав (как известно, в ядерном реакторостроении используются сплавы с содержанием ниобия 0,9-1,1%). Хром и олово введены для уменьшения вредного действия меди и азота и улучшения качества паяного шва.

Кроме того, сплав в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит германий в количестве 0,25-2,5 мас.%, что предотвращает образование интерметаллидов железа в паяном шве.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для приготовления сплава-припоя использовали следующие элементы:

— цирконий металлический иодидный, ТУ 95-46-76;

— ниобий Нб-1, ГОСТ 16099-70;

— железо: порошок железный ПЖ-0, ГОСТ 9849-74;

— бериллий горячепрессованный чистотой 99,98%;

— медь, ГОСТ 859-78.

Перед плавкой предварительно были изготовлены лигатуры Zr-5 мас.% Be и Zr-50 мас.% Nb. Выплавку слитков проводили в дуговой печи МИФИ-9 шестикратным переплавом с использованием лигатур, чистого циркония и железа. Для предотвращения разбрызгивания или рассыпания при плавке навески при приготовлении заворачивались в ниобиевую фольгу толщиной 50 мкм, вес которой также входил в общий вес навески.

Полученные сплавы для пайки, составы которых приведены в Таблице, использовали для соединения ячеек дистанционирующих решеток, выполненных из циркониевого сплава.

Таблица
КОМПОНЕНТСОСТАВ СПЛАВА
123
Железо4,04,96,0
Бериллий3,64,03,05
Ниобий1,01,10,9
Медь8,04,05,9
Олово2,13,01,0
Хром1,00,20,6
Висмут + мышьяк0,00180,00010,0009
Сера0,00010,00080,0015
Германий1,22,50,25
Цирконий и неизбежные примесиостальное

Главным критерием в оценке годности паяного соединения является характер разрушения, т.е. отрыв по металлу свидетельствует о годности паяного соединения. Как показали исследования, усилие до отрыва паяных образцов, полученных с использованием сплавов для пайки по настоящему изобретению, лежит в пределах 51-58 кГс, что более чем в два раза превышает усилие на отрыв сварных соединений. Разрушение всех образцов происходило по основному металлу.

Коррозионные испытания длительностью до 6500 часов проводили в автоклавах емкостью 1 дм3 в дистиллированной пароводяной смеси при температуре ~350°С и давлении ~16,5 МПа (168 кгс/см2). Состояние поверхности образцов контролировали визуально, принимая во внимание, что оксидная пленка черного цвета свидетельствует о хорошей коррозионной стойкости, а серые оттенки и цвета побежалости свидетельствуют о плохих коррозионных свойствах образцов.

Проведенные испытания показали, что паяные соединения, полученные с использованием сплавов для пайки и отожженные при температуре 580°С в течение 6 часов, после коррозионных испытаний имеют черную оксидную пленку, свидетельствующую о повышении коррозионной стойкости.

Из последних исследований: паяные решетки получаются более жесткие по сравнению со сварными — это упрощает сборку ТВС.. Показаны повышенные в (1,5-2 раза) механические свойства паяных ЦДР по сравнению со сварными, что создает определенные запасы для оптимизации конструкции ЦДР.

Кроме того, как показало сравнение микроструктур сварных и паяных решеток, после коррозионных испытаний материал зоны пайки слабо гидрируется, причем гидриды имеют тангенциальных характер выделений, в отличие от сварных, где наблюдаются радиальные выделения гидридов, а как известно, радиальные гидриды ухудшают механические свойства.

1. Сплав для пайки на основе циркония, содержащий железо, бериллий, ниобий, медь, олово и хром, отличающийся тем, что дополнительно содержит висмут, мышьяк и серу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железо 4,0-6,0

Бериллий более 3,0-4,0

Ниобий 0,9-1,1

Медь 4,0-8,0

Олово 1,0-3,0

Хром 0,2-1,0

Висмут + мышьяк 0,0001-0,0018

Сера 0,0001-0,0015

Цирконий и неизбежные примеси остальное.

2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит германий в количестве 0,25-2,5 мас.%.

Твердые припои — Grainger Industrial Supply

Твердые припои

67 продуктов

Твердые припои плавятся при воздействии тепла, образуя материал для соединения соседних металлических деталей при пайке. Они создают прочные соединения между деталями из однородных и разнородных металлов. Основной материал в месте соединения нагревается с помощью паяльной горелки. Твердый припой прикасается к горячему стыку, расплавляя его, заливая в стык и соединяя детали.

  • Phos-Copper Brazing Alloys

  • с высоким счетом сплава с высокой серебряными сплавами

  • NSF-сертифицированные с высоким серебряными сплавами

    • 0

    Бронзовые сплавы

  • ,9000

    .

    Алюминиевые припои

Фосфоро-медные припои

0 % серебра – BCuP-20005

Loading…

0 % Silver – BCuP-9

Phos-Copper Brazing Alloys 0 % Silver – BCuP-9 , отсортирован по диаметру, восходящая

3 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 % 2 %9 900593 2 % 2 % 2 % 2 % 2 %

2 % 2 % 2 % 2 %

2 % 2 %

2 % 9006.0010 Phos-Copper Brazing Alloys 2 % Silver – BCuP-6, sorted by Diameter, ascending

Загрузка . ..
Loading…

5 % Silver – BCuP-3

Phos-Copper Brazing Alloys 5 % Silver – BCuP-3, sorted by Diameter, ascending

Loading. ..

6 % Silver – Not Classified

Phos-Copper Brazing Alloys 6 % Silver – Not Classified, sorted by Diameter, ascending

Загрузка…

15 % серебра – BCuP-5

Фосфор-медные припои 15 % серебра – BCuP-5, сортировка по диаметру, по возрастанию

Загрузка . ..

High-Silver Brausing Alloys

9000

050 % Sliedified – NOT Silver Alloys

9000

050505050505050505050505010. Not Classified, sorted by Diameter, ascending

Loading…

45 % серебро-Bag-1

Высокорезовая пайонга. .

45 % Silver – BAg-5

High-Silver Brazing Alloys 45 % Silver – BAg-5, sorted by Diameter, ascending

Loading. ..

45 % Silver – BAg-36

High-Silver Brazing Alloys 45 % Silver – BAg-36, sorted by Diameter, ascending

. Припои 56 % серебра – BAg-7, отсортированы по диаметру, по возрастанию

Loading…

Low-Fuming Bronze Brazing Alloys

0 % Silver – RBCuZn-C

Low- Дымящиеся бронзовые припои 0 % серебра – RBCuZn-C, сортировка по диаметру в возрастающем порядке0062

Никель-серебряные сплавовые сплавы

0 % Серебро-RBCUZN-D

Никель-серебря. 0005

Загрузка…
Доступность товара постоянно корректируется. Товар будет зарезервирован для вас при оформлении заказа.

Твердые припои — Belmont Metals

Включающие сплавы Holtite и Mitre-Al-Braze для соединения алюминия с металлом

Пайка — это процесс соединения металлов, при котором присадочный металл нагревается выше точки плавления и распределяется между двумя или более плотными фитингами частей капиллярным действием. Присадочный металл доводят до температуры немного выше его температуры плавления (ликвидуса), защищая подходящей атмосферой, обычно флюсом. Затем он течет по основному металлу (известно как смачивание), а затем охлаждается, чтобы соединить заготовки вместе. Это похоже на пайку, за исключением того, что температура, используемая для плавления присадочного металла, выше для пайки.

Различные сплавы используются в качестве присадочных металлов для пайки в зависимости от предполагаемого использования или метода применения. Как правило, припои состоят из 3 или более металлов для получения сплава с желаемыми свойствами. Присадочный металл для конкретного применения выбирается на основе его способности: смачивать основные металлы, выдерживать требуемые условия эксплуатации и плавиться при более низкой температуре, чем основные металлы, или при очень определенной температуре.

Применение: Соединительный материал из семейства алюминиевых сплавов.

Формы: Литые полоски или порошки, специальные формы доступны по запросу.

Подробнее

Показаны все 9 результатов

Сортировка по умолчаниюСортировать по популярностиСортировать по последнимПо алфавиту A..ZПо алфавиту Z..A

  • МАБ ОБЫЧНЫЙ

    • Обзор
    • Номинальный состав
    • Загрузки