 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Казань" Erid: 2SDnjeHU93Z
| |
Золотые припои
Припои на основе золота обладают весьма ценными свойствами, характерными для этого металла: они жаро-и термостойки, по крайней мере до температуры 500 °С; имеют высокую коррозионную стойкость в атмосферных условиях и в контакте с многими агрессивными средами, пластичны (ГОСТ 6835—80).
Длительное время золотые припои предназначались главным образом для пайки ювелирных изделий и зубных протезов. Однако уже с 50-х годов их все чаще стали применять при вакуумной пайке изделий, работающих при повышенных температурах в условиях термоциклирования, а также при пайке сталей и других металлов с полупроводниковыми кристаллами.
Золото образует непрерывные ряды пластичных твердых растворов с никелем, серебром, палладием, медью. На диаграммах состояния Au—Ni и Аu—Сu имеет место минимум температуры плавления: наименьшая температура плавления твердых растворов меди, содержащих 18 % Аu,— 905 °С и 82,5 % Аu — 960 °С. Несколько менее интенсивно снижают температуру плавления золота железо и кобальт, образующие с ним диаграммы состояния перитектического типа; со стороны золота в системе Au—Fe образуется непрерывный ряд твердых растворов с наинизшей температурой плавления, со стороны золота в системе Аu—Со — эвтектика. ;
Хром, германий, кремний образуют с золотом простые эвтектические системы сплавов без химических соединений. Наиболее тугоплавкая из них — эвтектика Аu—Сг — содержит 8,4 % Gr и плавится при температуре 996 °С; легкоплавкие эвтектики золота с германием (tпл = 365 °С при 12 % Ge) и с кремнием (tпл = 370 °С при 6 % Si) пластичны и являются хорошей основой при разработке припоев с температурой пайки в интервале 350—500 °С. Припои на основе этих эвтектик склонны к химической эрозии некоторых металлов.
Бор, рутений, индий, сурьма, олово резко снижают температуру плавления золота, но образуют с ним химические соединения. Поэтому введение этих элементов в золотые припои ограничивается их предельной растворимостью в них. Предельная растворимость в двойных сплавах с золотом достигает 1,2 % Ge при 356 °С; 4,2 % Sn при 498 °С; 7,7 % In при 647 °С. Растворимость рутения в золоте ничтожно мала. Эти элементы нашли применение в качестве депрессантов и в некоторых случаях как упрочнители припоев, так как при их взаимодействии с золотом образуются мелкодисперсные включения твердых химических соединений.
Титан также образует с золотом химические соединения, но при этом температура плавления припоя при введении титана повышается.
Хром и никель повышают термостойкость и жаропрочность золотых припоев. Припои на основе золота, легированные этими компонентами, кроме того, окалиностойки, жаростойки и прочны; стабильны по составу при пайке в вакууме. Припой Аu — 18 % Ni нашел применение для пайки коррозионно-стойких сталей и образует с ними паяные соединения, обладающие особенно высокой прочностью (oв = 784 МПа), низкой упругостью испарения. Поэтому золотые припои, легированные этими элементами, с успехом используются при пайке изделий из сталей, работающих в условиях высокого нагружения и повышения температур (~500°С); например, турбин ракет и других узлов авиационной и космической техники США. Температура плавления таких припоев обычно несколько ниже 1000 °С.
Припой № 1 (табл. 25) обладает жаростойкостью при температуре 500 °С, имеет высокую прочность и смачивающую способность. Припой № 2 образует герметичные паяные соединения с невысоким временным сопротивлением разрыву (ов = 137 МПа). Для сохранения пластичности паяных швов паяемое изделие необходимо быстро охлаждать от температуры 500 °С в связи с тем, что в этих сплавах ниже температуры 390 °С образуются упорядоченные твердые растворы, понижающие пластичность сплава. К положительным свойствам припоев Аu—Сu следует отнести весьма узкий интервал кристаллизации, что обеспечивает высокую размерную точность при монтаже тонкостенных конструкционных элементом изделий. Эти припои применяют при пайке металлов высокой чистоты, имеющих высокую коррозионную стойкость, а также для пайки электронных трубок, при изготовлении вакуумного оборудования и т. п.
Припой № 3 был применен фирмой «Грумман Диркрафт инжиниринг» (США) для пайки трубопроводов из стали 3041 в лунном модуле космического корабля «Аполлон» и для специальных конструкционных элементов реактора из инконеля 718. Припой обладает высокой прочностью и окалиностойкостью при высоких температурах. Температура пайки в вакууме 950 °С.
Припои № 4 и 5 предназначены для пайки изделий, работающих при повышенных температурах. Припои хорошо смачивают хромосодержащие теплостойкие сплавы на основе кобальта, обеспечивают хорошую пластичность паяных соединений и растекаются при температуре ниже 1036°С. Примеси в таких припоях строго ограничены: при содержании в припое более 0,5 % алюминия, титана или кремния резко ухудшается растекаемость припоев. Содержание в них Al+Ti+Si должно быть меньше 0,1 %, лучше 0,02 %.
По данным фирмы «Филькинсон Денталь Мануфактуринг» (США), припой № 6 обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и коррозионной стойкостью при нормальных и повышенных температурах. Он применяется при пайке металлов с керамикой типа AI2O3. Паяные швы не окисляются даже при сгорании керамики. Припой имеет хорошую электрическую проводимость.
Припой № 7 разработан для пайки коррозионно-стойкой стали с керамикой (А1203), образует вакуум-плотные и коррозионно-стойкие швы на воздухе и термостойкие соединения в условиях нагрева до 700 °С в течение 500 ч. Керамику перед пайкой металлизируют молибденом и паяют со сталью 321 (с толщиной листа 0,3 мм). Паяные соединения термостойки в течение 250 циклов нагрева (20—880 °С) при скорости нагрева и охлаждения 80 °С/мин.
Припои № 8 и 9 обладают пониженной окисляемостью при испытаниях (менее 3 мг/см2 за 1000 ч при 500 °С), но невысокой прочностью, низкой пластичностью паяного шва, что обусловлено, по-видимому, содержанием в них индия сверх предельной его растворимости (7,7% In).
Золотые припои с кремнием, германием, оловом, сурьмой и медью благодаря невысокой температуре их плавления получили применение при изготовлении полупроводниковых вакуумных приборов.
Для обеспечения высокой электрической проводимости (не менее 75 % электрической проводимости чистой меди) соединения контактов медных элементов протонных ускорителей с коррозионно-стойкими сталями паяют припоями 50 % Сu—50 % Аи или 35 % Аu—62 % Сu—3 % Ni в печи, в среде водорода или в вакууме (р=1,33-10-5 Па) при температуре 1180°С.
Припои для ювелирных изделий должны обладать по сравнению с другими припоями еще двумя особенностями: проба и цвет их и паяемого сплава должны быть однаковыми. Снижение тем пературы плавления золотых припоев и подбор цвета достигаются легированием их медью, кадмием, цинком.
В ювелирной промышленности нашел применение предложенный Б. А. Холопаниным припой с пониженным содержанием золота, обеспечивающий образование паяных швов, по цвету не отличающихся от основного металла. Состав припоя (%): 6,5—10,5 Ag, 2,5—9,5 Сu, 7,5—11,5 Zn, 1,5—2,5% Ni, Аu — остальное. Относительно легкоплавкий припой (с рабочей температурой пайки 740 °С) ЗлСрМ 538—80 (ГОСТ 6835—80) содержит 58,5 % Аu, 8 % Ag, 33,5 % Сu, остальное примеси.
Для пайки платины рекомендованы золотые припои системы Au—Pd—Сu—Ag с добавками цинка, никеля и марганца, вводимыми для повышения их пластичности.
Припои с палладием
Припои с палладием, несмотря на их дороговизну и дефицитность, в последнее время интенсивно исследуют и рекламируют. Палладий в качестве основы припоев интересен во многих отношениях. Во-первых, он менее дефицитен, чем другие металлы платиновой группы; во-вторых, образует непрерывный ряд твердых растворов с металлами первой (серебро, медь, золото) и восьмой (железо, кобальт, никель) групп периодической системы, а со многими другими элементами образует относительно широкую область твердых растворов.
Краевой угол смачивания технического железа серебром довольно большой (70°). Угол смачивания железа серебром (после пайки при температуре 850—1100 °С с флюсом), по данным Д. В. Руза и В. А. Андерсена, снижается с 70 до 20 °С при добавке 5 % Pd. Припой ПСр 72 после добавки палладия пригоден для пайки коррозионно-стойких сталей в сухом аргоне без флюса. Добавка к припоям системы Ag—Сu—Pd 0,2—0,5 % Li способствует еще большему уменьшению краевого угла смачивания жидкого припоя на поверхности паяемого металла.
Способность палладия образовывать непрерывный ряд твердых растворов с металлами группы железа и ограниченные твердые растворы с металлами 5-й и 6-й групп периодической системы (Nb, Та, Mo, W), в противоположность металлам первой группы (Ag, Сu, Аu), позволяет палладиевым припоям конкурировать с никелевыми припоями при пайке жаропрочных сплавов и серебряно-медными припоями при пайке тугоплавких сплавов. В последнее время за рубежом наблюдается тенденция к замене известного эвтектического припоя, содержащего 72 % Ag и 28 % Си, а также припоев на его основе при пайке вакуумных приборов (в электронике, радиотехнике и т. д.) сплавами, содержащими палладий; упругость пара серебра при температуре его плавления 960 °С равна 0,344 Па, а пара палладия при температуре его плавления 1552 °С—1,37 Па. Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjdGEg5q |
|
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ