Припой тугоплавкий: легко- и тугоплавкие изделия для пайки, их характеристики и температуры плавления

легко- и тугоплавкие изделия для пайки, их характеристики и температуры плавления

Чтобы соединить вместе металлические детали, нередко используют пайку. Этот вид коммутации применяется в разных областях быта и производства. Зачастую работа осуществляется домашними мастерами или радиолюбителями. Метод актуален при ремонте компьютеров, телевизоров и даже холодильников. Для получения качественного и герметичного стыка требуются навыки работы, легко- и тугоплавкие припои, флюсы. Их выбор зависит от материала обрабатываемых элементов.

Основные свойства

В качестве материалов для пайки используются разнообразные металлические сплавы. Однако существуют составы, полностью состоящие из металла. Чтобы соединения были качественными, припой должен обладать некоторыми свойствами.

Любые материалы должны обладать высокими показателями смачиваемости — явление, при котором прочность связи между твердыми и жидкими веществами выше, чем у жидкости. При высоких значениях жидкость распространяется по поверхности, заполняя мельчайшие полости. В случае если припой недостаточно смачивает металл, его нельзя использовать для пайки. Например, свинец не применяется для работы с медью, иначе получится низкокачественное соединение.

Какой бы ни использовался припой, температура плавления у него должно быть меньше, чем у соединяемых элементов, но больше рабочих температур металла. Это необходимо для того, чтобы последний во время пайки не расплавился.

Существуют два предела температуры. Первый — тот, при котором в процессе пайки начнут плавиться самые легкоплавкие элементы, второй — когда весь припой станет жидким. Промежуток между этими показателями по-научному называется интервалом кристаллизации.

Если место коммутации находится в таком температурном диапазоне, пайка может быстро разрушиться даже от минимальной нагрузки. Это обусловлено тем, что соединение имеет высокое сопротивление и хрупкость. Следует отметить: пока припой полностью не застыл, нельзя оказывать на него никакого воздействия.

Используемые материалы

Зачастую для пайки применяется олово с добавлением других компонентов. В состав припоя могут входить различные материалы. Например:

• Олово. Является мягким материалом, плавление которого происходит при +231,9 °С. Металл подвергается растворению в соляной и серной кислоте. Большинство органических кислот не оказывает на него действия. При комнатных температурах не окисляется, но при показателях ниже + 18 °C (особенно меньше -50 °С) разрушается кристаллическая решетка, вследствие чего цвет меняется на серый.
• Свинец. Очень часто используется в припоях, что обусловлено его легкоплавкостью. Чистый металл без посторонних примесей мягкий, с ним легко работать. Окисление происходит только на наружной части, которая вступает во взаимодействие с воздухом. Легко растворим в кислотной и щелочной среде, содержащей органические вещества и азот.
• Кадмий. Популярен при производстве легкоплавких припоев в небольших количествах вместе со свинцом или висмутом. Металл в чистом виде токсичен, плавится при + 321 °C. Нередко его используют для предотвращения коррозии.
• Висмут. Один из наиболее легкоплавких материалов, плавится при показателях в +271 °C, растворяется в азотной и подогретой серной кислоте.
• Сурьма. Тугоплавкий материал, плавление начинается при +630,5 градусов. Не окисляется под действием кислорода. Очень токсичен, придает припою глянец.
• Цинк. Хрупкий серо-синий металл, плавление достигается при +419 °С. Окисление происходит при контакте с кислородом. Применяется для припоев, использование которых осуществляется в условиях повышенной влажности, защищает место пайки окисной пленкой, легко растворяется в кислотах.
• Медь. Ее наивысшая температура плавления — +1083 градуса. Не вступает во взаимодействие с воздухом, но во влажной среде окисляется ее верхний слой. Зачастую применяется при производстве тугоплавких припоев.

Разновидности припоя

Все виды припоев подразделяются на туго- и легкоплавкие. Последние востребованы при производстве радиоаппаратуры, пайке электронных элементов, а также для лужения радиомонтажных плат. Плавление осуществляется при температурах не больше +450 градусов. В основе таких материалов имеется цинк, свинец, олово и т. д.

В радиоэлектронике популярность приобрели изделия, которые плавятся при показателях менее +145 градусов. Для лужения плат нередко используют сплав Вуда или Розе. Работа с ними осуществляется при 70−95 градусах, они равномерно распространяются на плате, опущенной в кипяток.

В промышленных масштабах востребован ПОС — припой оловянно-свинцовый. Если в составе есть висмут или кадмий, в названии присутствуют буквы В или К. Цифра в конце маркировки указывает на долю олова по отношению к свинцу — чем меньше это значение, тем прочнее припой. Маркировка с буквой Ф свидетельствует о присутствии флюса в составе. Последние годы ввиду стандартов экологии в Европе чаще стали использовать материалы без свинца в составе.

Наиболее распространенные отечественные изделия и область их применения:

• ПОС-18 — часто применяется для лужения.
• ПОС-30 — пайка стали, а также меди и их сплавов.
• ПОС-50 — изготовление качественной пайки в радиоэлектронике.
• ПОС-90 — лужение деталей перед предстоящим золочением или серебрением. Не используют для обработки установок, которые функционируют на повышенных температурах.
• ПОС-40 и ПОС-60 — наиболее востребованы в радиоэлектронике. Для коммутации латуни и экранированных пластин используется материал с маркировкой 30. Изделия с содержанием флюса применяют для монтажа радиодеталей и производятся в виде проволоки толщиной 1−3 мм.

 

 

С тугоплавкими припоями в основном работают в промышленных масштабах для соединения твердых металлов. Температура плавления — от +450 до +800 градусов. В составе присутствует магний, медь серебро и никель. Эти припои отличаются высокой прочностью, но ввиду высоких показателей не применяются в бытовых условиях. Форма выпуска — слитки различных форм.

При изготовлении припоев особое значение имеют тугоплавкие изделия, в составе которых присутствует медь и серебро. Заводская маркировка — ПСР.

Флюсы и их применение

От правильно подобранного флюса напрямую зависит качество и прочность пайки, аккуратность и ровность шва. При нагреве должна образоваться тонкая пленка между материалами и припоем, усиливающая адгезию последнего с металлом. Чем ниже показатели плавления флюса, тем выше качество работы. Кроме того, эти значения должны быть ниже, чем у припоя.

Сегодня производится два типа материалов:

• Активные. В их составе часто присутствуют кислоты (соляная, ортофосфорная). Они хорошо воздействуют на жирный налет, но плохая промывка места коммутации со временем приводит к коррозии. Препараты в быту стараются применять редко, особенно это касается радиоэлектроники. Это обусловлено тем, что они разрушают текстолит, а также при попадании на кожные покровы вызывают ожоги. Кроме того, пары, выделяемые в процессе работы, оказывают токсичное влияние на человека. Наиболее востребованные флюсы — нашатырь, ортофосфорная кислота и бура.
• Пассивные флюсы способствуют удалению отложений жира. Яркими представителями являются воск и канифоль. Это органические вещества, не вызывающие коррозии, необходимы для пайки радиокомпонентов. Последнее время стало востребованным использование материалов с маркировкой ЛТИ для коммутации с легкоплавкими припоями. Кроме того, можно проводить пайку свинца, железа, нержавейки и оцинкованных металлов. В составе присутствуют спирт, канифоль и пр. Минус: под воздействием температур пары выделяют вредные для здоровья вещества. Единственное исключение — препарат ЛТИ-120, в составе которого отсутствуют опасные элементы.

Существует множество различных видов флюсов. Наиболее востребованные из них:

• Сосновая канифоль. Самый простой и доступный вид. Имеет низкие показатели утечки тока, относится к пассивным типам. Ввиду своей популярности доступна в продаже. Используется в широком спектре работ, растворяется в смеси спирта и глицерина.
• Ортофосфорная кислота. Представляет собой химически активное соединение. Используется при работе с окисленными металлами, никелированной сталью. По окончании работ обязательно нужно очистить место спайки содовым раствором. Это необходимо для погашения кислотной активности и предотвращения разъедания металла.
• Паяльная кислота. Нужна для спайки никеля, углеродистой стали, меди и латуни.
• Паяльный жир. Он бывает активным и нейтральным, используется для окисленных элементов черных и цветных металлов. Нейтральный допустимо применять для работы с радиодеталями, активный — нет.
• Бура. Пригодна для пайки стали, меди и чугуна при высоких температурах.
• ТАГС. Изготовлен на основе глицерина, применяется для радиомонтажа, по окончании работы необходимо обработать места спиртом.
• Флюсы ЗИЛ. Предназначены для работы со сталью, латунью, медью.
• Активные флюсы ФИМ. Подходят для работы с окисленной платиной или серебром. В составе присутствует фосфорная кислота, поэтому необходима промывка содовым раствором.
• ФТС. Препарат, в составе которого отсутствует канифоль. Используется для спайки радиодеталей без дыма.
• Паста «Тиноль» — химическое изделие, предназначенное для пайки термофеном.

Типы паяльников

Паяльник — инструмент, который используется при пайке и лужении, для нагрева флюса и элементов, расплавления припоя и т. д. Рабочую деталь прибора называют жалом, нагрев происходит от паяльной лампы или электрического тока.

Обычно мощность электрического таких инструментов составляет 30−40 Вт, они предназначены для ремонта и установки электронных устройств. Но в работе с полупроводниковой аппаратурой это изделие может вызвать недопустимый перегрев. Для предотвращения таких ситуаций целесообразно приобрести маломощный агрегат с показателями не более 15 В. Паяльники бывают как с периодическим, так и постоянным нагревом. Последние подразделяются:

• Электрические. Имеют встроенный нагревательный элемент, который работает от розетки, аккумулятора или трансформатора.
• Газовые. Оснащены встроенной горелкой, топливо подается обычно из баллона со сжиженным материалом. Внешний источник используется редко.
• Жидкотопливные. По конструкции они похожи на газовые, но нагрев производится от пламени сгорания жидкого топлива.
• Термовоздушные. Работа осуществляется благодаря струе горячего воздуха. Принцип действия напоминает строительный фен, но в этом случае используется тонкая воздушная струя.
• Инфракрасные. Нагреваются от источника ИК-излучения.

Устройства с периодическим нагревом бывают молотковыми и торцевыми. Представлены они в виде массивного наконечника, крепящегося на металлическую ручку, длина которой обеспечивает безопасность работ. Нагрев осуществляется от внешних теплоисточников.

Кроме того, еще одним вариантом являются дуговые агрегаты. Они нагреваются при помощи электрической дуги, периодически возбуждаемой между наконечником и угольным электродом.

Существуют различные виды припоев и флюсов, которые подходят для работы с конкретными металлами. Разобравшись в особенностях препаратов, выбор нужного материала не займет много времени и не вызовет трудностей.

Температура плавления припоя: особенности и виды припоев

В современном мире пайкой принято называть процесс, позволяющий получить неразъемное соединение нескольких деталей из металла, где соединительным материалом является уже расплавленный металл, который должен плавиться при более низкой температуре, чем тот металлический материал, из которого состоят эти детали.

Этот промежуточный расплавленный металл получил название сплава, а сам процесс называют припоем. В зависимости от того, какова температура плавления различают и разные виды пайки: легкоплавкие и тугоплавкие. Так, легкоплавкие припои плавятся при температуре ниже четырехсот градусов, а тугоплавкие – при температуре от пятисот до 1100 градусов.

Обычно в марках припой обозначают ПОС, и это сокращение расшифровывается так: припой оловянно – свинцовый. Если рядом есть еще и какое-то число, то эта цифра обычно указывает на то, каков процент содержания олова в составе.

Классификация припоев

От температуры плавления зависит класс припоя:

1. Мягкий припой достигается за счет плавления до четырехсот градусов Цельсия.
2. Твердый припой достигается за счет плавления выше пятисот градусов Цельсия.
3. Полутвердый припой достигается за счет плавления в диапазоне от расплавленного олова до четырехсот градусов Цельсия.

Припои классов мягкий и полутвердый прочны при растяжении от пятидесяти до семидесяти Мегапаскалей, они предназначены для спаивания токопроводящих частей машин. Они производятся при помощи паяльника или опускания частей для спаивания в жидкий припой.

Твердый припой прочен до пятисот Мегапаскалей, используется как припой категории прочности номер один для спаивания токопроводящих частей с большим нагревом и деталей с главной механической нагрузкой. Производится такой припой электродами из меди или графита. Небольшие детали спаивают автогеном.

Преимущества мягких и полутвердых припоев

Преимущественными областями применения припоев мягких и полутвердых являются следующие:

1. ПОС63 – для спаивания коллекторов, секционных якорей, обмоток с изоляцией Н электрической машины.
2. ПОС61; ПОССу61-0,5 и ПОС61М – необходимы для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также серебряные и никелевые детали и токопроводящие части электрической машины, с температурой эксплуатации до ста шестидесяти градусов Цельсия.
3. ПОС40 и ПОССу40-0,5 – предназначены для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также сталь и металлы с оловянным, серебряным или никелевым покрытием, коллекторные бандажи и секционные якоря машин, которые контактируют с соленой жидкостью (например, морская вода).
4. ПОССуЗО-0,5 – для того чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также элементы из железа и нержавеющей стали, а также спаивание кабелей, бандажей, частей приборов, которые будут работать при температуре до ста шестидесяти градусов Цельсия.
5. ПОСК50-18 – для того чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, воспринимающие перегрев, а также спаивание деталей из алюминия и меди, керамических, стеклянных и пластиковых деталей с добавлением в них оловянных, серебряных, никелевых составляющий.
6. ПОС10 и ПОССу18-0,5 – для спаивания контактных поверхностей электрических приборов, реле и иных составляющих машин.
7. П0ССу95-5 и ПСрЗКд – для спаивания коллекторов, секционных якорей, бандажей и токопроводящих соединений трубопроводов и электрооборудования.
8. ПОСИЗО и ПСрЗИ – предназначены для того, чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, детали из неметаллических материалов и стекла. Они имеют большую жидкотекучесть и дают надежное соединение частей во время спаивания.

Припои из сурьмы не предназначены для использования спаивания деталей, содержащих цинк или оцинковку.

Преимущества твердых припоев

Преимущественные области применения твердых припоев:

1. ПСр72 и ПСр50 – для спаивания металлокерамических контактов и разных токопроводящих деталей, которые должны выдерживать удары и выгибание.
2. ПСр45 – для того чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, а также части из нержавеющей стали, обмоток роторов и обмоток нагруженных электрических аппаратов. Этот припой дает большую плотность, а вместе с тем и большую прочность полученных соединений.
3. ПСр25 – для спаивания медных элементов или частей из ее сплавов, деталей из нержавеющей стали. Является заменителем ПСр45 при создании простых спаек.
4. ПСр71 – для спаивания тех же самых деталей, что и ПСр72, но применяется, когда нужна высокая жидкотекучесть.
5. ПСр25ф; ПСр15 и ПМФ7 – для спаивания медных или из ее сплавов деталей, частей аппаратов, проводящих ток, которые не должны выдерживать выгибание и удары.
6. Л63 и ЛОК59-0,1–0,3 – для спаивания медных частей или деталей из чугуна. Такое спаивание очень прочное и подходит в сложных условиях выгибаний и ударов.
7. ПЖЛ500 – спаивание частей, с температурой эксплуатации до шестисот градусов Цельсия.

Четыре секрета пайки

Для того чтобы хорошо и правильно паять, одного инструмента недостаточно. Необходимо знать и некоторые секреты, которые бы позволили овладеть в совершенстве техникой пайки. Наверное, все-таки стоит раскрыть несколько таких секретов.

Итак, первый секрет заключается в том, чтобы правильно применять для пайки припой и флюс. Второй важный секрет пайки — это соблюдение чистоты жала и самого паяльника и, конечно же, его нагрева. Есть много способов того, как можно очистить жало. Воспользуйтесь одним из них и тогда работы у вас будет идти просто замечательно.

Третий секрет также важен при пайке: чистота спаиваемых предметов. Четвертое правило, которое необходимо уяснить любому мастеру, прост, но необходим: правильно соединять проводки при пайке и делать хороший прогрев мест, где будет происходить спайка деталей при определенной температуре плавления.

И, конечно же, работая с таким оборудованием, всегда стоит соблюдать меры предосторожности. Так, необходимо припаивать не в одной точки, а стараться делать это не некотором расстоянии друг от друга. Не стоит закручивать концы деталей при температуре плавления вокруг проводника.

Всегда стоит помнить, что при пайке, даже при самой незначительной температуре плавления, выделяются пары олова и свинца. Они очень опасны и вредны для человеческого организма. Поэтому никогда не стоит наклоняться над тем местом, где происходит пайка, каковы бы не била температура плавления.

Ведь какова бы ни была температура плавления припоя, испарения все равно будет вредными и будут наносить необратимый вред организму человека. Если же вы решили паять летом, то делайте это или на открытом пространстве, или, если есть возможность, у открытого окна. Главное правило при такой пайке: хорошо проветривайте помещение. А когда работа будет закончена, то необходимо будет еще и тщательно вымыть руки, используя мыло.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Тугоплавкий припой — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Тугоплавкий припой

Cтраница 1

Тугоплавкие припои ( табл. 34) находят широкое применение для так называемой твердой пайки при производстве различного электротехнического оборудования, автоматических устройств, аппаратов и приборов.  [1]

Тугоплавкие припои обеспечивают соединение высокой прочности.  [2]

Тугоплавкие припои плавятся при 550 — 950 С. Все соединения при монтаже блоков разделения воздуха, как правило, выполняют твердой пайкой.  [3]

Тугоплавкие припои обеспечивают соединение высокой прочности.  [4]

Тугоплавкие припои высокой прочности называют также твердыми, а легкоплавкие — мягкими.  [5]

Простейшим тугоплавким припоем является чистая медь.  [6]

Простейшим тугоплавким припоем является чистая медь. Соединения, паянные медью, имеют высокую прочность и пластичность.  [7]

Прочным и пластичным тугоплавким припоем является чистая медь, однако температура плавления ее очень высокая, поэтому ее применяют только для пайки стальных изделий.  [8]

Различают легкоплавкие и тугоплавкие припои.  [9]

Различают легкоплавкие и тугоплавкие припои. К легкоплавким припоям с температурой плавления до 300 С относятся оло-вянно-свинцовистые сплавы. Для понижения температуры плавления в эти сплавы вводят висмут и кадмий, а для увеличения прочности добавляют сурьму. Тугоплавкие припои содержат в своем составе медь, цинк, серебро и имеют температуру плавления выше 500 С.  [10]

Из тугоплавких припоев для пайки чугунов успешно применяются серебряные припои и латуни; для увеличения прочности соединения к латуням часто добавляют небольшое количество ( 1 0 — 1 5 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа. Медь для пайки чугуна следует применять осторожно из-за высокой температуры ее плавления, а припои, содержащие фосфор, не применяются вообще из-за образования хрупких железофосфори-стых соединений. Чугунные детали, работающие при высоких температурах, паяют медноникелевыми сплавами или нейзильбером.  [11]

Из тугоплавких припоев для пайки чугунов успешно применяют серебряные припои и латуни; для увеличения прочности соединения к латуням часто добавляют небольшое количество ( 1 0 — 1 5 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа.  [12]

Из тугоплавких припоев для пайки чугунов успешно применяют серебряные припои и латуни-для увеличения прочности соединения к латуням часто добавляют небольшое количество ( 1 0 — 1 5 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа.  [13]

К тугоплавким припоям, называемым также твердыми, относятся припои с температурой плавления выше 400 — 500 С. В табл. 76 и 77 представлены две группы таких припоев из числа принятых на приборостроительных заводах: I) припои на медной основе; 2) серебряные припои.  [14]

К тугоплавким припоям, называемым также твердыми, относятся припои с температурой плавления выше 400 — 500 С. В табл. 53 и 54 представлены две группы таких припоев из числа принятых на приборостроительных заводах: 1) припои на медной основе; 2) серебряные припои.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Как отличаются припои по температуре плавления

Припой: легко- и тугоплавкие изделия для пайки, их характеристики и температуры плавления

Чтобы соединить вместе металлические детали, нередко используют пайку. Этот вид коммутации применяется в разных областях быта и производства. Зачастую работа осуществляется домашними мастерами или радиолюбителями.

Метод актуален при ремонте компьютеров, телевизоров и даже холодильников. Для получения качественного и герметичного стыка требуются навыки работы, легко- и тугоплавкие припои, флюсы.

Их выбор зависит от материала обрабатываемых элементов.

В качестве материалов для пайки используются разнообразные металлические сплавы. Однако существуют составы, полностью состоящие из металла. Чтобы соединения были качественными, припой должен обладать некоторыми свойствами.

Обратите внимание

Любые материалы должны обладать высокими показателями смачиваемости — явление, при котором прочность связи между твердыми и жидкими веществами выше, чем у жидкости.

При высоких значениях жидкость распространяется по поверхности, заполняя мельчайшие полости. В случае если припой недостаточно смачивает металл, его нельзя использовать для пайки.

Например, свинец не применяется для работы с медью, иначе получится низкокачественное соединение.

Существуют два предела температуры. Первый — тот, при котором в процессе пайки начнут плавиться самые легкоплавкие элементы, второй — когда весь припой станет жидким. Промежуток между этими показателями по-научному называется интервалом кристаллизации.

Если место коммутации находится в таком температурном диапазоне, пайка может быстро разрушиться даже от минимальной нагрузки. Это обусловлено тем, что соединение имеет высокое сопротивление и хрупкость. Следует отметить: пока припой полностью не застыл, нельзя оказывать на него никакого воздействия.

Используемые материалы

Зачастую для пайки применяется олово с добавлением других компонентов. В состав припоя могут входить различные материалы. Например:

• Олово. Является мягким материалом, плавление которого происходит при +231,9 °С. Металл подвергается растворению в соляной и серной кислоте. Большинство органических кислот не оказывает на него действия. При комнатных температурах не окисляется, но при показателях ниже + 18 °C (особенно меньше -50 °С) разрушается кристаллическая решетка, вследствие чего цвет меняется на серый.
• Свинец. Очень часто используется в припоях, что обусловлено его легкоплавкостью. Чистый металл без посторонних примесей мягкий, с ним легко работать. Окисление происходит только на наружной части, которая вступает во взаимодействие с воздухом. Легко растворим в кислотной и щелочной среде, содержащей органические вещества и азот.
• Кадмий. Популярен при производстве легкоплавких припоев в небольших количествах вместе со свинцом или висмутом. Металл в чистом виде токсичен, плавится при + 321 °C. Нередко его используют для предотвращения коррозии.
• Висмут. Один из наиболее легкоплавких материалов, плавится при показателях в +271 °C, растворяется в азотной и подогретой серной кислоте.
• Сурьма. Тугоплавкий материал, плавление начинается при +630,5 градусов. Не окисляется под действием кислорода. Очень токсичен, придает припою глянец.
• Цинк. Хрупкий серо-синий металл, плавление достигается при +419 °С. Окисление происходит при контакте с кислородом. Применяется для припоев, использование которых осуществляется в условиях повышенной влажности, защищает место пайки окисной пленкой, легко растворяется в кислотах.
• Медь. Ее наивысшая температура плавления — +1083 градуса. Не вступает во взаимодействие с воздухом, но во влажной среде окисляется ее верхний слой. Зачастую применяется при производстве тугоплавких припоев.

Разновидности припоя

Все виды припоев подразделяются на туго- и легкоплавкие. Последние востребованы при производстве радиоаппаратуры, пайке электронных элементов, а также для лужения радиомонтажных плат. Плавление осуществляется при температурах не больше +450 градусов. В основе таких материалов имеется цинк, свинец, олово и т. д.

В промышленных масштабах востребован ПОС — припой оловянно-свинцовый. Если в составе есть висмут или кадмий, в названии присутствуют буквы В или К.

Цифра в конце маркировки указывает на долю олова по отношению к свинцу — чем меньше это значение, тем прочнее припой. Маркировка с буквой Ф свидетельствует о присутствии флюса в составе.

Важно

Последние годы ввиду стандартов экологии в Европе чаще стали использовать материалы без свинца в составе.

Наиболее распространенные отечественные изделия и область их применения:

• ПОС-18 — часто применяется для лужения.
• ПОС-30 — пайка стали, а также меди и их сплавов.
• ПОС-50 — изготовление качественной пайки в радиоэлектронике.
• ПОС-90 — лужение деталей перед предстоящим золочением или серебрением. Не используют для обработки установок, которые функционируют на повышенных температурах.
• ПОС-40 и ПОС-60 — наиболее востребованы в радиоэлектронике. Для коммутации латуни и экранированных пластин используется материал с маркировкой 30. Изделия с содержанием флюса применяют для монтажа радиодеталей и производятся в виде проволоки толщиной 1−3 мм.

С тугоплавкими припоями в основном работают в промышленных масштабах для соединения твердых металлов. Температура плавления — от +450 до +800 градусов. В составе присутствует магний, медь серебро и никель. Эти припои отличаются высокой прочностью, но ввиду высоких показателей не применяются в бытовых условиях. Форма выпуска — слитки различных форм.

Флюсы и их применение

От правильно подобранного флюса напрямую зависит качество и прочность пайки, аккуратность и ровность шва.

При нагреве должна образоваться тонкая пленка между материалами и припоем, усиливающая адгезию последнего с металлом. Чем ниже показатели плавления флюса, тем выше качество работы.

Кроме того, эти значения должны быть ниже, чем у припоя. Сегодня производится два типа материалов:

• Активные. В их составе часто присутствуют кислоты (соляная, ортофосфорная). Они хорошо воздействуют на жирный налет, но плохая промывка места коммутации со временем приводит к коррозии. Препараты в быту стараются применять редко, особенно это касается радиоэлектроники. Это обусловлено тем, что они разрушают текстолит, а также при попадании на кожные покровы вызывают ожоги. Кроме того, пары, выделяемые в процессе работы, оказывают токсичное влияние на человека. Наиболее востребованные флюсы — нашатырь, ортофосфорная кислота и бура.
• Пассивные флюсы способствуют удалению отложений жира. Яркими представителями являются воск и канифоль. Это органические вещества, не вызывающие коррозии, необходимы для пайки радиокомпонентов. Последнее время стало востребованным использование материалов с маркировкой ЛТИ для коммутации с легкоплавкими припоями. Кроме того, можно проводить пайку свинца, железа, нержавейки и оцинкованных металлов. В составе присутствуют спирт, канифоль и пр. Минус: под воздействием температур пары выделяют вредные для здоровья вещества. Единственное исключение — препарат ЛТИ-120, в составе которого отсутствуют опасные элементы.

Существует множество различных видов флюсов. Наиболее востребованные из них:

• Сосновая канифоль. Самый простой и доступный вид. Имеет низкие показатели утечки тока, относится к пассивным типам. Ввиду своей популярности доступна в продаже. Используется в широком спектре работ, растворяется в смеси спирта и глицерина.
• Ортофосфорная кислота. Представляет собой химически активное соединение. Используется при работе с окисленными металлами, никелированной сталью. По окончании работ обязательно нужно очистить место спайки содовым раствором. Это необходимо для погашения кислотной активности и предотвращения разъедания металла.
• Паяльная кислота. Нужна для спайки никеля, углеродистой стали, меди и латуни.
• Паяльный жир. Он бывает активным и нейтральным, используется для окисленных элементов черных и цветных металлов. Нейтральный допустимо применять для работы с радиодеталями, активный — нет.
• Бура. Пригодна для пайки стали, меди и чугуна при высоких температурах.
• ТАГС. Изготовлен на основе глицерина, применяется для радиомонтажа, по окончании работы необходимо обработать места спиртом.
• Флюсы ЗИЛ. Предназначены для работы со сталью, латунью, медью.
• Активные флюсы ФИМ. Подходят для работы с окисленной платиной или серебром. В составе присутствует фосфорная кислота, поэтому необходима промывка содовым раствором.
• ФТС. Препарат, в составе которого отсутствует канифоль. Используется для спайки радиодеталей без дыма.
• Паста «Тиноль» — химическое изделие, предназначенное для пайки термофеном.

Типы паяльников

Паяльник — инструмент, который используется при пайке и лужении, для нагрева флюса и элементов, расплавления припоя и т. д. Рабочую деталь прибора называют жалом, нагрев происходит от паяльной лампы или электрического тока.

Обычно мощность электрического таких инструментов составляет 30−40 Вт, они предназначены для ремонта и установки электронных устройств.

Но в работе с полупроводниковой аппаратурой это изделие может вызвать недопустимый перегрев. Для предотвращения таких ситуаций целесообразно приобрести маломощный агрегат с показателями не более 15 В.

Паяльники бывают как с периодическим, так и постоянным нагревом. Последние подразделяются:

• Электрические. Имеют встроенный нагревательный элемент, который работает от розетки, аккумулятора или трансформатора.
• Газовые. Оснащены встроенной горелкой, топливо подается обычно из баллона со сжиженным материалом. Внешний источник используется редко.
• Жидкотопливные. По конструкции они похожи на газовые, но нагрев производится от пламени сгорания жидкого топлива.
• Термовоздушные. Работа осуществляется благодаря струе горячего воздуха. Принцип действия напоминает строительный фен, но в этом случае используется тонкая воздушная струя.
• Инфракрасные. Нагреваются от источника ИК-излучения.

Устройства с периодическим нагревом бывают молотковыми и торцевыми. Представлены они в виде массивного наконечника, крепящегося на металлическую ручку, длина которой обеспечивает безопасность работ. Нагрев осуществляется от внешних теплоисточников.

Существуют различные виды припоев и флюсов, которые подходят для работы с конкретными металлами. Разобравшись в особенностях препаратов, выбор нужного материала не займет много времени и не вызовет трудностей.

Источник: https://220v.guru/fizicheskie-ponyatiya-i-pribory/payalniki/vidy-i-temperatury-plavleniya-legko-i-tugoplavkih-pripoev.html

При какой температуре происходит плавление оловянного припоя

Для соединения различных металлических элементов между собой довольно часто применяется специальный сплав, называемый припоем.

Низкая температура плавления припоев (таблица с этим показателем встречается в различной методической литературе) позволяет применять их в быту и промышленности.

Стоит учитывать, что не все металлы могут соединяться между собой посредством пайки. Рассмотрим виды припоя, его состав и некоторые другие особенности подробнее.

Основные свойства сплава

Рассматривая то, при какой температуре плавится олово для пайки, следует учитывать, что учитывается не только этот показатель. Материалы, применяемые при пайке, характеризуются нижеприведенными свойствами:

1. Смачиваемость. Для обеспечения качественного соединения применяемый сплав должен обладать высоким показателем смачиваемости. Под этим понятием подразумевается повышение надежности связи между молекулами твердых материалов. При высоком рассматриваемом показателе расплавленное вещество расходится по поверхности, заполняя все полости.
2. Электропроводность. В большинстве случаев сплавы для пайки применяются при получении различных микросхем. При высокое электрической проводимости получаемое соединение не создает дополнительного сопротивления во время работы. При слишком низком показателе проводимости или высоком сопротивление создаваемые контакты начинают нагреваться.
3. Температура плавления. Основными критерием при выборе сплава можно назвать то, что он должен плавится при намного меньшей температуре, чем соединяемые металлы. При этом температура плавления оловянного припоя будет существенно отличаться от соответствующего показателя другого припоя. Один и тот же сплав может плавиться при различной температуре, все зависит от химического состава. Наличие примесей становится причиной повышения или понижения плавкости. Температура плавления припоя ПОС-40 238 градусов Цельсия. Есть и тугоплавкие припои, для нагрева которых требуется специальный прибор.

Важно учитывать то, при какой температуре плавится оловянно – свинцовый или иной припой. Это связано с тем, что при нагреве основного материала до критических значений происходит перестроение структуры, и он меняет свои основные эксплуатационные качества.

Разновидности применяемых материалов

Применяемые сплавы могут состоять из различных химических веществ. Классификация проводится следующим образом:

1. Мягкие или легкоплавкие. Наибольшей популярностью пользуются соединения олова и свинца, а также их различные виды. Для того чтобы придать особые свойства сплаву, в его состав добавляются различные элементы. Примером можно назвать то, что кадмий и висмут могут включаться в состав для существенного снижения температуры плавления, к примеру, до 61 градуса Цельсия. Стоит учитывать, что и прочность подобных сплавов низкая. Этот момент не позволяет получить надежные соединения, сплав подходит лишь для проведения работ по соединению контактов. Важно следить за температурой, до которой нагревает паяльный прибор сплав. Не рекомендуется допускать кипения жидкого металла, так как это может привести к изменению его основных свойств.
2. Твердые представлены двумя группами сплавов: меди и серебра. Для восприятия небольшой статической нагрузки часто применяется сплав цинка и меди, который позволяет получить весьма качественное соединение. В качестве припоя может использоваться и золото.

Выпуском припоя занимаются самые различные фирмы, к примеру, Harris Corporation. Форма выпуска может быть самой различной: от фольги до проволоки различного сечения.

Применение флюса

При повышении температуры материала может выделяться графит. Практически ни один процесс пайки не проходит без применения флюса. Подобное химическое вещество позволяет избежать образование окисли, которая ухудшает качество получаемого соединения.

Существует довольно большое количество разновидностей флюса:

1. При применении пайки на основе олова и свинца зачастую используют флюс на основе соляной кислоты или хлористого цинка.
2. В качестве флюса может применяться хлористый аммоний или бура.
3. С мягкими сплавами часто используется раствор соляной кислоты или хлористый цинк.

При работе с алюминиевыми сплавами многие применяют флюс, основанный на хлористом цинке, канифоли и тунгового масла.

В заключение отметим, что процесс пайки может проходить при самой различной температуре. Для бытового применения выбирают материалы, которые плавятся уже при низких значениях, что позволяет использовать обычное оборудование при работе.

При желании можно приготовить припой самостоятельно. Однако подобный процесс весьма сложен в исполнении, так как требует точного дозирования всех элементов, подразумевает их нагрев до высокой температуры и удаление вредных примесей.

Источник: https://obrabotkametalla.info/splavy/temperatura-plavleniya-olovyannogo-pripoya

При какой температуре плавится и кристаллизуется олово

К одному из самых первых металлов, открытых в древности, относится олово. Оно имеет серебристо-белый цвет с небольшой массой. Посуда из него прекрасно сохраняет запах, а также вкус напитков.

Данный металл использовался намного раньше открытого впоследствии железа, а его сплав с медью (бронза) является первым сплавным веществом, созданным человеком.

Это получилось из-за того, что температура плавления олова весьма низкая, что позволяло обрабатывать металл еще при зарождении металлургии.

Свойства и особенности олова

Оловянные сплавы имеют малый коэффициент трения, из-за чего их используют в разнообразных антифрикционных материалов. Помимо этого, данным свойством они могут наделять и прочие вещества.

Это значительно продлевает период эксплуатации механизмов, машин, значительно снижая потери на трение. К интересной особенности данного материала относится его увеличение объема на 25,6 % при температуре + 13,2 °С.

Этот металл называется серым.

При снижении температуры до – 33,0 °С вещество кристаллизуется и переходит в порошкообразное состояние. При взаимодействии серого и белого олова происходит передача свойств белому металлу. Разнообразные оловянные сплавы широко используются электротехнической промышленностью.

На вопрос при какой температуре плавится олово существует однозначный ответ: + 231,9 °С или же 505,1 по кельвину. Это весьма удобно для радиолюбителей, ведь паять детали с такой температурой можно без особых проблем даже в домашних условиях.

Температура плавления, при которой олово переходит в жидкое состояние невысока, что облегчает его использование.

Высокий интерес представляет данное вещество из-за своей хорошей коррозийной стойкости. Именно оловянное покрытие является древнейшим способом защиты разнообразных предметов из металлов, в том числе и консервных банок. Помимо этого, данный элемент имеет свойство объединять многие металлы с приданием им устойчивости к внешним воздействиям.

Это используется при лужении различной посуды и прочих бытовой утвари, а также электротехниками. Оловянно-свинцовые сплавы относятся к мягким компонентам, что удобно при пайке радиотехнических деталей. Эти припои могут иметь различное количество компонентов и соответствующее обозначение.

Совет

К примеру, пос-61 означает, что оловянная составляющая имеет 61 %, а свинцовая – 39 %.

Человеческое тело содержит оловянные вещества в костях, где они помогают обновлению костной ткани. Для нормальной жизнедеятельности организму необходимо получать ежедневно порядка 2-10 мг металла в сутки. Этот макроэлемент содержится в принимаемой пище, однако усваивается всего лишь до 5 % от общего поступающего количества.

Температура плавления

Особую известность имеют соединения, использующиеся в качестве припоя радиолюбителями. Температура плавления в сплаве ПОС-40 составляет + 235,0 °С.

Содержащийся в припоях свинец является довольно мягким материалом, имеющий серый цвет со светлым оттенком. Он плавится при значении + 327,0 °С, что делает его идеальной составляющей для олова.

Припой ПОС-61 может плавиться при температуре + 191,0 °С, чем весьма удобен для пайки небольших радиодеталей.

Специалисты знают, при какой температуре олово плавится. Данная величина составляет + 231,9 °С, а при + 231,0°С оно остается твердым. Температурный показатель кипения этого вещества намного выше – 2 600 градусов Цельсия. В зависимости от компонентов, входящих в состав оловянного сплава изменяется температурный показатель плавления.

Этот материал превосходно гнется даже в холодном состоянии, а нагреваясь, он начинает приобретать свойства пластилина. Температура плавления свинца и оловянной составляющей разнится, однако их сплавы обладают широким применением. При плавке применяются специальные флюсы, шлаки, а также присадки для получения необходимой степени качества и сорта металла.

Из-за его возможности расплавляться при низкой температуре он является стратегически важным сырьем. Сплавы с участием оловянного компонента очень легко обрабатываются и применяются при соединении конструктивных деталей и узлов с герметичным швом.

К наиболее известным бытовым соединениям относятся припои, температура плавления в которых олова и свинца зависит от их количества.

Применение и вторичная переработка

Главным достоинством, определяющим область применения оловянного вещества, является его высокая стойкость к коррозии. Это свойство оно передает и прочим металлам, участвующим в сплаве.

Данная способность противодействия химически агрессивным веществам делает материал весьма ценным при защите стальных изделий.

Тончайший слой покрывает практически половину всей производимой стальной жести.

Данный металл используется при производстве тонкостенных труб, которые применяются исключительно при положительных температурных показателях. К ограничению сферы применения относится низкая температура кристаллизации олова.

Бытовые изделия содержат олово в сантехническом оборудовании, разнообразной фурнитуре и прочих аксессуарах. Материал обладает высокой гигиеничностью, низким температурным показателем плавления олова, а также весьма низкой теплопроводностью по сравнению со сталью.

По этим характеристикам его активно используют для изготовления умывальников и ванн.

Обратите внимание

Это вещество присутствует в домашней посуде, ювелирных украшениях, а также небольших элементах декора и быта. Это обусловлено хорошим плавлением материала при невысокой температуре, ковкости и мягкому цвету. Бронзовые сплавы имеют отличную прочность, а также высокую стойкость к коррозии. Это делает бронзу превосходным строительно-декоративным материалом.

Помимо припоев, которые удобно расплавлять в домашних условиях и промышленном производстве, сплавы применяются даже для производства музыкальных инструментов.

Из различных сплавов отливаются церковные колокола и органные трубы. От количества составляющих элементов зависит тон изделий.

Невысокая температура затвердевания материала и простота обработки позволяют изготавливать уникальные изделия музыкального направления.

Для вторичной переработки используют старые консервные жестяные баночки. Они имеют защитное оловянное покрытие с некоторыми примесями. Их количество для продуктовой тары имеет строгое ограничение. Величина оловянного состава при лужении жестяной баночки не должна превышать 0,14 %, а по свинцу данный показатель составляет 0,04 %.

Для безопасности здоровья дополнительно применяются специальные лаки, которые предохраняют металлическую основу от разрушения под воздействием соли, сахара, а также органических кислот. Средняя банка содержит порядка 0,5 г оловянного компонента. Для мировых масштабов это весьма внушительная цифра.

Доля этого вторично использованного сырья в развитых государствах доходит до 30 %.

Олово используется практически во всех направлениях современного производства. Спустя тысячелетия после своего открытия, металл остается востребованным веществом, обладающим широким спектром уникальных свойств.

Рекомендуем к прочтению:

Зачем нужна канифоль (флюс) при пайке

Источник: https://oxmetall.ru/pajka/temperatura-plavleniya-olova

Припой ПОС 61: температура плавления олова для пайки, состав и технические характеристики

Большинство начинающих радиолюбителей, не сталкивавшихся ранее с пайкой, задаются вопросом о том, какие могут быть припои, и чем они отличаются друг от друга.

Припой ПОС является оловянно-свинцовым сплавом. В зависимости от соотношения данных элементов существуют различные маркировки. Самая распространенная – припой ПОС 61.

Разновидности припоев

Припой не всегда обязательно приобретать. Можно использовать старую радиодеталь и собрать его с дорожек платы при помощи жала паяльника. Такой вариант отлично подойдет тем, кто живет далеко от города, где нет возможности приобрести материал в магазине.

Стандартные свинцовые припои.

Однако они бывают разные и отличаются своими свойствами и характеристиками. В связи с этим каждый опытный мастер должен разбираться в данном вопросе. Для спаивания деталей необходимо использование специальных сплавов – припоев.

Последние обладают более низкой температурой плавления, чем отдельные части изделий.

Подобные сплавы делятся на две основные категории в зависимости от температуры плавления: мягкие и твердые. Первый тип широко используется в радиоэлектронике, как любителями, так и профессионалами.

Важно

К легкоплавким относят припои с температурой плавления менее 450°С. Их изготавливают из: галлия, индия, олова, висмута, свинца и кадмия. Высокотемпературные плавятся при нагреве, превышающем 450°С. В любом случае он представляет собой, как правило, сплав, состоящий из нескольких металлов и примесей.

Самым распространенным вариантом является оловянно-свинцовый сплав, который называется ПОС. Числа, стоящие после аббревиатуры, свидетельствуют о процентном содержании олова.

Отличить один сплав от другого можно и не зная марки. Например, при большем содержании олова появляется характерный металлический блеск, а при большей концентрации свинца цвет становится темно-серым.

Кроме того, температура плавления ПОСов не превышает 265°С. Еще одной отличительной особенностью сплавов с большей долей свинца является их пластичность и возможность легко согнуть руками.

Классификация сплавов осуществляется в соответствии с ГОСТами.

Физико-механические свойства припоев.

Наиболее распространенными являются:

• припой ПОС 90;
• ПОС 61;
• ПОС 40;
• ПОС 30.

На самом деле маркировок существенно больше. Их насчитывается несколько десятков. Каждая записывается таким образом, что уже из ее названия становится понятен состав сплава, все изготавливаются по ГОСТу 21930-76 припой оловянно-свинцовый.

Стоит отметить, что сплавы отличаются между собой не только химическим составом. В зависимости от формы выпуска они бывают в чушках, проволоке, трубке с канифолью или в прутке.

Например, припой ПОС 61 может продаваться в прутках или в форме проволоки различного диаметра. Необходимо понимать, что соотношение свинца и олова влияет на температуру плавления. Данный параметр в большей мере определяет выбор необходимого сплава.

В данном флюсе отсутствуют галогены. Благодаря этому факту он оказывает значительно меньше вреда на здоровье мастеров.

Использование сплавов различных марок определяется сферой их применения. ПОС тридцать и сорок относятся к мягким. Их температура плавления не превышает 300°С. Применяются в соединении оцинкованных изделий, лужения, ремонта электроприборов и т.д.

Низкотемпературные припои

Химический состав припоев разных видов.

Низкотемпературные сплавы используются для пайки радиодеталей, чувствительных к действию высокой температуры. К ним относятся: припой ПОС 40 и припой ПОС 30. Они широко применяются в промышленности, но их также берут и для частного использования.

ПОС 30 отлично подходит для пайки меди и сплавов не ее основе. Он используется и как присадочный материал и в целях лужения деталей. Особенностью данной марки является отсутствие в ее составе сурьмы.

ПОС 30 позволяет получать надежные герметичные соединения, что обусловило активное применение материала для трубопроводных систем. Кроме того, он характеризуется хорошей проводимостью и низким сопротивлением, что позволяет использовать его с целью получения мелких контактов.

Низкая температура плавления позволяет избежать перегрева радиодеталей при пайке. В то же время, после застывания, он надежно фиксирует части изделия.

С технической точки зрения выполнять пайку данным сплавом достаточно легко. Однако следует иметь в виду, что в случае его использования детали не должны работать при высоких температурах.

Выпускается ПОС 30 в форме проволоки различного диаметра от 0,5 до 8 мм. Толщину выбирают исходя из задач, которые необходимо решить. Чтобы соединить мелкие провода и детали, отлично подойдет наименьший вариант. А вот ремонт корпусов и спайку крупных изделий проще осуществлять 8 мм проволокой.

Отличаются они друг от друга, конечно же, составом. Об этом свидетельствуют цифры в конце их маркировки.

Разновидности бессвинцовых припоев.

ПОС 40 позволяет получать качественные и надежные соединения. При работе с ним не появляются трещины, а также отсутствуют не пропаянные места и другие дефекты. Незначительное сопротивление и хорошая проводимость позволяют применять ПОС для пайки электроники.

Совет

Как уже было отмечено выше, данный припой имеет низкую температуру плавления. Это также накладывает ограничения на использование изделий паяемых с его применением.

Наиболее распространенная форма выпуска сплава – проволока. Ее диаметр варьируется от 0,5 до 7 мм. Однако он существует и в виде прутков, ленты фольги, небольших трубок.

Еще одним низкотемпературным припоем является ПОС 61. Однако у него в составе присутствует сурьма. Сплав отличается достаточно хорошей пластичностью. Наиболее широко используется для пайки полупроводниковой техники. Удельное сопротивление припоя ПОС 61 составляет 0,139 Ом*мм2/м.

Выпускается в виде металлических слитков весом около 25 кг, прутков с сечением от 8 до 15 мм, проволоки с диаметром от 0,5 до 6 мм. Существуют также такие форм-факторы, как ленты, аноды и трубки.

Паяльная паста

Пайку наиболее часто осуществляют с использованием припоя и флюса. В целях качественного выполнения работы необходимо выбирать правильную марку сплава для каждой конкретной задачи.

Паста отличается от обычного припоя тем, что в ней содержится сразу два компонента: припой и флюс, что значительно ускоряет процесс спаивания деталей, особенно когда речь идет о smd элементах.

Любая паста представляет собой густую плотную смесь различных веществ. Она получила широкое распространение в промышленности. Производители электроники активно используют ее на своем производстве.

Разновидности паяльных паст.

В зависимости от состава пасты различают следующие виды:

• отмывочные;
• водорастворимые;
• галогеносодержащие;
• безотмывочные;
• без галогенов.

Ее свойства определяются типом флюса, который в нее добавляют. Если речь идет о первом типе, тогда там используется канифоль. Чтобы очистить изделие от такой пасты применяют растворитель.

Важно выбирать правильную пасту в зависимости от выполняемой работы. Например, если предстоит паять множество мелких деталей на плате, тогда лучше отдать предпочтение более густой пасте.

Для качественной пайки необходимо произвести подготовительные работы. Плату следует очистить и обезжирить. Все контакты следует залудить, используя легкоплавкий припой.

При использовании платы большого размера целесообразно использовать нижний подогрев. Это лучше всего осуществить с помощью паяльной станции. Также в этих целях можно использовать термофен или другие средства, чтобы обеспечить нагрев до 150°С. Если об этом не позаботиться, тогда ее может «повести».

После окончания работы все излишки пасты удаляются, что можно легко осуществить с помощью паяльника с различными насадками.

Итог

Температура плавления олова делает этот материал отличным припоем для пайки. Особо широкое распространение получили припои марки ПОС. Они используются и в промышленности, и в частных мастерских, и радиолюбителями.

Множество марок данного припоя позволяет выбрать необходимый сплав, который идеально подойдет для решения практически любой задачи.

Источник: https://tutsvarka.ru/oborudovanie/pripoj-pos

Температура плавления припоя

Соединение металлических деталей при помощи их пайки подразумевает использование припоя, который представляет собой металлический сплав, наплавляемый на основные соединяемые материалы.

Необходимо правильно подобрать такой припой, температура плавления которого будет меньше, чем температура плавления металла основных деталей. Следует сказать, что показатель температуры является основополагающим при выборе того или иного припоя.

Необходимо сочетать этот показатель с температурой основных материалов, что и позволит вам качественно выполнить пайку деталей. Поговорим поподробнее о температуре плавления припоя.

Обратите внимание

Необходимо сразу же отметить, что припой может выполняться из различных сплавов, что позволяет существенно изменять его температуру плавления. Так, например, существуют легкосплавные металлы, которые плавятся при температурах порядка 300 градусов.

Соответствующим образом необходимо выбирать припой, который становится жидким при температурах 200 и 250 градусов. Также существуют соответствующие металлические сплавы с повышенной температурой плавления, которая может достигать 700 градусов и более.

Все эти вопросы необходимо учитывать при выборе припоя и выполнении соединения металлических элементов.

К мягкому припою принято относить такие металлические сплавы, которые расплавляются при температурах ниже 300 градусов. Подобной температуры будет вполне достаточно для пайки в домашних условиях. С таким мягким припоем можно с легкостью работать обычным паяльником, при этом качество соединения будет на достаточно высоком уровне. Твердые припои имеют температуру плавления более 300 градусов.

Следует сказать, что для работы с таким тугоплавким сплавом требуется соответствующие навыки и специальные инструменты. Отметим, что отдельные разновидности металлов могут сплавляться при температуре более 700 градусов. В данном случае использовать обыкновенный паяльник не представляется возможным. Необходимо применять мощные горелки, которые позволяют нагревать металл до подобных температур.

Отметим, что принято выделять два параметра температуры плавления металла. Под начальной температурой принято понимать показатель, когда металл лишь начинает становиться жидким.

Окончательная температура — это отметка, при котором сплав становится полностью жидким.

Для пайки применяется первый показатель, что позволяет гарантировать вязкость материала, а это в свою очередь гарантирует удобство и легкость выполняемой работы.

Свойства припоя

От показателя температуры плавления припоя напрямую зависят его свойства. Это объясняется включением разнообразных металлов, которые входят в тугоплавкие сплавы. При добавлении того или иного металла в припой материал сохраняет свои характеристики, что непосредственно влияет на общее свойство сплавов. Установлено, что прочность соединения напрямую зависит от точки расплавления.

Мягкий припой не позволяет обеспечить необходимую прочность соединения, поэтому в тех случаях, когда требуется гарантировать максимально возможную прочность, такие легкие сплавы с низкой температурой плавления не используют. Имеются специальные высокопрочные разновидности наплавляемого материала, которые позволяют гарантировать максимальную прочность соединения металлических деталей.

У припоя при пайке должна быть температура плавления обязательно ниже, нежели чем у основных металлов. В противном случае такое соединение считалось бы уже сваркой. Необходимо также учитывать показатели теплопроводности припоя, которые на низком уровне позволяют соединению с легкостью переносить высокие температуры, тем самым детали защищаются от перегрева.

Важно

Следует сказать, что данный показатель может существенно различаться в зависимости от конкретного сплава. Так, например, известный сплав Вуда имеет температуру плавления на уровне 70 градусов. Как вы можете понять, такой припой не может использоваться для соединения металлических элементов, так как в данном случае само соединение будет крайне хрупким и недолговечным.

В том случае, если требуется соединять детали из легкосплавных металлических элементов, температура плавления у которых составляет 150 — 200 градусов, использовать припой и технологию пайки зачастую бывает проблематично по причине хрупкости соединения.

В данном случае куда проще будет выполнять сварку таких легкосплавных металлов, что позволит обеспечить соединение элементов на молекулярном уровне.

Впрочем, если высокая прочность вам не требуется, можно с легкостью выполнять в бытовых условиях пайку даже таких легкосплавных металлических деталей.

Большинство производителей на припое указывают температуру плавления, что позволяет существенно упростить выбор. Наибольшее распространение получили сегодня припои ПОС, которые в зависимости от своего индекса могут иметь температуру плавления от 190 до 299 градусов.

При необходимости соединения тугоплавких металлов используют специальные приборы для увеличения температуры плавления, и соответствующее профессиональное оборудование. Как правило, такая пайка выполняется профессиональными сварщиками, с использованием соответствующих паяльных ламп.

Нагревать припой обычным паяльником до температуры 500 градусов и более зачастую невозможно. Именно поэтому наибольшее распространение сегодня получила технология пайки легкосплавных металлов, которая отличается простотой в работе, а их соединения выполняются прочными и долговечными.

Рекомендации по использованию

Если у мягких разновидностей припоя температура плавления находится в близком диапазоне, то у твердых марок разброс может быть намного больше. У отдельных разновидностей температура плавления может отличаться более чем в 3 раза. Соответствующим образом необходимо выбирать используемые паяльники и соответствующие инструменты для пайки.

Помните, что правильный выбор используемых инструментов и припоя гарантирует возможность выполнения качественных и долговечных соединений металлических элементов. Выбирать инструменты для пайки, которые сильно нагревают припой или не обеспечивают необходимой температуры, не рекомендуется. В данном случае качественно выполнить соединение будет невозможно.

Допустимые отклонения должны составлять не более 20 градусов по Цельсию.

При нагреве припоя до его начальной температуры плавления сплав становится мягким, что позволяет существенно упростить пайку и повышает качество соединения.

Совет

А вот если вы используете уже полностью жидкий припой, работать с ним куда сложнее.

Именно поэтому необходимо правильно выбирать используемые инструменты и приборы, которые по своим характеристикам должны соответствовать используемым для пайки металлическим материалам.

Распространенные сегодня бытовые и профессиональные паяльники имеют функцию регулировки мощности, что позволяет подбирать оптимальную температуру для того или иного вида припоя.

В то же время необходимо учитывать тот факт, что недорогие бытовые паяльники зачастую не способны обеспечить необходимую мощность, поэтому температура жала рабочего инструмента у них может существенно различаться и не соответствовать установленным пользователем характеристикам.

Источник: http://svarkagid.com/temperatura-plavlenija-pripoja/

Температура плавления олова и свинца :

Олово — один из самых изученных человеком металлов. Оно было открыто еще в доисторические времена.

Уже древний человек знал, какова температура плавления олова, физико-химические свойства этого металла и диапазон его применения в повседневной жизни.

Сплав олова и меди является первым опытом человека в металлургии, первым искусственным металлическим соединением, созданным руками человека.

Олово в природе

Важнейшие природные соединения – это касситерит, в который входит оксид олова, и станнин (оловянный колчедан).

В древности этот металл добывали в открытых шахтах, но в современном мире открытых месторождений олова практически не осталось.

В промышленных масштабах его выплавляют из руд, содержащих около 1 % этого вещества. Таким образом, чтобы получить 1 кг чистого олова, нужно переработать центнер руды.

Использование олова

Одно из наиболее известных применений олова – пайка. Невысокая температура плавления позволяет паять в домашних условиях. Для пайки этот металл продается в виде небольших прутков диаметром до 10 мм.

Достаточно часто предлагаются сплавы с различными добавками – со свинцом, серебром, медью, индием и другими. Температура плавления олова и свинца ниже, чем чистого олова, поэтому процесс пайки проходит быстрее.

Благодаря физическим характеристикам этот металл можно хранить в нормальных условиях в жидком виде.

Низкая температура плавления олова позволяет запаивать металлическую жидкость в стеклянные ампулы для лабораторных или других исследований.

Плавка олова

Олово достаточно легко расплавить в больших количествах и отлить в форму из графита или любого другого материала. Средняя температура плавления олова не превышает 240°C. Основные требования к материалу для форм заключаются в следующем:

• вещество не должно смачиваться жидким оловом;
• материал должен выдерживать температуру в 250°C, не разрушаясь и не меняя своей формы.

Расплавленный металл способен окисляться на открытом воздухе, а твердое вещество довольно устойчиво к кислородной коррозии.

Иногда это свойство используется для нанесения металлического слоя на жестяные изделия.

Но в отличие от цинкового напыления, оловянное не придает изделию электрохимическую защиту – в случае царапины коррозия быстрее разъест поверхность с оловянным покрытием, а не с цинковым.

Олово для пайки

Температура плавления зависит от количества и состава примесей в прутке. О том, какая температура плавления олова, можно узнать из таблицы наиболее распространенных сплавов.

В электротехнике хорошо зарекомендовали себя трехкомпонентные сплавы на основе свинца, серебра и олова. Процентное соотношение примесей в припое различно: стандарты по добавкам до сих пор не выработаны. Все производители сходятся в одном – содержание олова в сплаве не должно быть меньше 95 %. Температура плавления припоя олова в этой композиции колеблется в диапазоне 217-221° C.

Для улучшения характеристик припоя в него вводят небольшое количество сурьмы. Данная композиция применяется для пайки радиодеталей в наиболее ответственных участках.

Хорошо зарекомендовали себя сплавы с содержанием серебра. Наличие этого благородного металла улучшает технические характеристики готового изделия и повышает срок его эксплуатации. Сплавы с большим содержанием серебра применяются в различных средствах связи и в промышленной технике.

Цинкосодержащие сплавы не слишком хорошо распространены. Причиной такой нелюбви является повышенная химическая активность цинка.

Из-за его взаимодействия с окружающей средой цинкосодержащие соединения довольно быстро разрушаются, к тому же при работе с ними необходимо использовать активные флюсы. Припойные пасты с содержанием этой добавки не предназначены для длительного хранения.

Температура плавления олова для пайки с содержанием цинка достаточно высока. Например, известное соединение Sn91Zn9 плавится при температуре 200°C.

Олово и свинец

Как и олово, свинец в виде сплавов и добавок используется человеком с незапамятных времен. Этот недорогой и распространенный металл обладает свойствами, повышающими качество припоя и его эксплуатационные характеристики.

Припои, в состав которых входит свинец, называются свинцовосодержащими. Соединения свинца очень вредны для здоровья, поэтому применение соединений этого металла весьма ограничено.

Обратите внимание

В прошлом широкое распространение свинцовых припоев было обусловлено хорошими эксплуатационными характеристиками сплава и его низкой температурой обработки. Температура плавления олова и свинца не превышает 190°C.

Несмотря на строгие ограничения, припои со свинцом широко используются в отдельных отраслях промышленности, например в оборонном производстве и в секторе ядерной энергетики.

Использование чистого олова

Полупроводниковая промышленность использует припои с высоким содержанием чистого олова, в котором на один атом стороннего металла припадает 999999 атомов чистого металла. Температура плавления олова в чистом виде 240°С.

Но в бытовых условиях такие припои не пользуются спросом: дело в том, что при понижении температуры этот металл преобразует свою структуру, на поверхности изделия появляются серые пятна –так называемая оловянная чума.

Добавки различных компонентов изменяют эту температуру и придают оловянным сплавам большую устойчивость.

Источник: https://www.syl.ru/article/215514/new_temperatura-plavleniya-olova-i-svintsa

Бессвинцовые припои

Сегодня выдано более ста патентов на сплавы различных составов для замены свинцовых припоев. Не все сплавы коммерческие, но выбор достаточно широкий.

В настоящее время сложно ответить на вопрос, какой сплав самый лучший, поскольку абсолютно равноценной замены до сих пор не предложено. Сплавы отличаются как по температуре плавления, так и по смачиваемости, прочности, стоимости.

Каждый припой обладает уникальным сочетанием свойств, что затрудняет окончательный выбор.

При переводе изделий на бессвинцовую пайку приходится учитывать целый ряд факторов.

Припои подбирают, исходя из особенностей конструкции устройства, топологии печатной платы, механических и электрических характеристик блока, условий его эксплуатации.

При выборе учитывают также температуру плавления припоя, надежность паяных соединений, устойчивость монтируемых компонентов к температуре пайки, различия режимов при пайке оплавлением и волной припоя.

Основной критерий при выборе припоя — это температура плавления.

Все припои по этому признаку можно разделить на четыре группы: низкотемпературные (температура плавления ниже 180°C), с температурой плавления, равной эвтектике Sn63/Pb37 (180…200°C), со средней температурой плавления (200…230°C) и высокотемпературные (230…350°C).

Важно

Низкотемпературные припои имеют ограниченное применение. В их состав входят, кроме олова, висмут и индий. Самые распространенные эвтектические сплавы — олово-висмут и олово-индий.

Трудно ожидать, что сплавы с низкой температурой плавления обеспечат надежные паяные соединения при высоких температурах эксплуатации.

Существуют также ограничения по поставкам индия и висмута, высока стоимость припоев на их основе.

Большинство среднетемпературных припоев для замены свинца — это сложные по составу сплавы на основе олова с добавлением меди, серебра, висмута и сурьмы.

К сожалению, ни один из них не может полностью заменить Sn63/Pb37, у всех сплавов выше температура плавления.

Наиболее близкий по своим свойствам припой Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7 сегодня используется для пайки оплавлением при поверхностном монтаже.

Сплавы с большим содержанием свинца имеют температуру плавления около 230°C. В этом температурном диапазоне практически отсутствуют бессвинцовые припои для замены. Самый дешевый заменитель — это припой Sn99,3/Cu0,7, который рекомендован для пайки волной припоя.

Недостаток Sn/Cu-припоев — высокая температура плавления (227°C для эвтектики) и низкая прочность.

Предпочтительны эвтектические сплавы, поскольку их кристаллизация происходит в узком температурном диапазоне, при этом отсутствует смещение компонентов, в результате чего достигается более высокая надежность соединений (меньше вероятность получения «холодных» паек).

Совет

Лучшими свойствами обладают сплавы Sn/Ag, у них более высокая смачиваемость и прочность по сравнению с Sn/Cu. Эвтектический сплав Sn96,5/Ag3,5 с температурой плавления 221°C при испытаниях на термоциклирование показал более высокую надежность по сравнению с Sn/Pb. Припой Sn96,5/Ag3,5 многие годы успешно применяется в специальной аппаратуре.

Эвтектический припой Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7 был получен в результате доработки базового сплава Sn/Ag. Четыре года назад этот сплав был неизвестен, поскольку припой Sn/Ag/Cu имел более низкую точку плавления (217°C) по сравнению с Sn/Ag. Точный состав этого припоя по-прежнему остается предметом для обсуждения.

Sn/Ag/Cu может быть использован для получения как универсальных, так и высокотемпературных припоев. Sn93,5/Ag3,5/Bi3 имеет более низкую температуру плавления и более высокую надежность паяных соединений. Сплав обладает наилучшей паяемостью среди всех бессвинцовых припоев.

Добавление меди и/или германия к Sn/Ag/Bi значительно повышает смачиваемость, а также прочность паяного соединения.

Припой Sn89/Zn8/Bi3 имеет температуру плавления, близкую к эвтектике Sn/Pb, однако наличие в его составе цинка приводит к ряду проблем. Припойные пасты на этой основе имеют короткое время жизни, требуется флюс повышенной активности, при оплавлении образуется труднорастворимая окалина, паяные соединения подвержены коррозии, требуется обязательная промывка соединений после пайки.

Сегодня в промышленности сложилось единое мнение, что наилучшей альтернативой для замены эвтектики Sn62/Pb38 в аппаратуре общего назначении является сплав Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7 с температурой плавления 217°C (что на 34°C выше Sn62/Pb38). Это незначительное, на первый взгляд, изменение режима пайки может привести к серьезным проблемам при монтаже аппаратуры, кардинальным изменениям в используемых материалах и техпроцессах.

National Electronics Manufac-turing Initiative (NEMI) рекомендует для пайки оплавлением сплав Sn3,9/Ag0,6/Cu, для пайки волной — менее дорогие припои Sn0,7/Cu и Sn3,5/Ag, поскольку во втором случае требуются большие объемы припойного материала. Такого же мнения придерживается и европейский консорциум IDEALS. В настоящее время эта организация занята изучением сплава Sn/Ag3,8/Cu0,76, считая его пригодным как для оплавления и пайки волной, так и для ремонтных работ.

JEIPA предлагается три сплава для замены Sn/Pb — олово/серебро/медь (Sn/Ag/Cu) и два сплава на основе олово/серебро/висмут (Sn/Ag/Bi). Panasonic рассматривает возможность использования нескольких бессвинцовых припоев, включая Sn/Ag/Bi, лучший из которых определится в процессе промышленных испытаний.

Обратите внимание

Результаты проводимых во многих странах исследований говорят о том, что на сегодняшний день лидером в бессвинцовой гонке являются сплавы системы Sn/Ag/Cu. Возможно, в будущем будут найдены и другие составы, но к тому времени Sn/Ag/Cu займет настолько прочные позиции в промышленности, что сместить его с пьедестала будет практически невозможно.

Источник: https://www.armada-met.ru/bessvintsovye-pripoi

Припои и флюсы для пайки

Подробности Просмотров: 14822

Прочность пайки зависит, в первую очередь, от правильного подбора припоя и флюса и, во вторую очередь, от тщательности подготовки спаиваемых деталей.

Это значит, что их поверхности должны быть очищены от окислов, которые мешают проникать припою в спаиваемые детали (диффундировать).

При пайке надо всегда помнить, что температура плавления припоя должна быть ниже максимальной рабочей температуры флюса.

Там, где в тексте эта температура не приводится, дается разъяснение, какими припоями можно паять с данной маркой флюса.

Припои

Основные свойства, которыми должен обладать припой, можно сформулировать так:

• температура его плавления должна быть ниже температуры плавления спаиваемых металлов;
• он должен хорошо смачивать спаиваемый металл;
• припой должен быть относительно прочным;
• при пайке не должны образовываться пары (металл — припой), отрицательные в электрохимическом отношении, в противном случае паяный шов быстро разрушится;
• металлы, входящие в состав припоя, должны быть недефицитными и недорогими.

Припои по своим физическим свойствам делятся на две группы:

• легкоплавкие припои (их еще называют мягкими припоями) с температурой плавления до 500°
• и тугоплавкие (твердые) с температурой плавления выше 500°.

Наиболее широко распространены легкоплавкие припои на основе сплава олово-свинец

Таблица 1

Припои на основе олово-свинец

Марки припоя	Температура плавления оС	Применение
Олово	232	Для лужения
ПОС 90	220	То же
ПОС 61	185	Для пайки меди и стали
ПОС 50	210	Для пайки меди, латуни, никеля, серебра и т.д.
ПОС 40	235	То же
ПОС 30	256	—
ПОС 18	277	Для пайки свинца, цинка, луженной жести
ПОС 4-6	265	Для пайки меди и стали

Все припои содержат небольшой процент примеси сурьмы. Последний припой содержит 5 — 6% сурьмы. В (табл. 1) приведены припои на основе сплава олово-свинец, для сравнения сюда включено олово.

Цифра в марке припоя говорит о количестве (в %) олова в данном припое, остальное — свинец.

Из тугоплавких применяются припои на основе меди и серебра

Кроме припоев для пайки стальных и никельсодержащих сплавов пользуются иногда медью марок МО, Ml, M2, МЗ и М4.

Употребляется медь в виде:

• проволоки,
• ленты,
• фольги
• и порошка.

Температура пайки медью лежит в пределах 1150—1200°.

Латуни (сплавы медь-цинк) и специальные медно-цинковые припои хороши тем, что температура их плавления несколько ниже, чем у меди. Соединения, спаянные латунью, более прочны, чем спаянные медью.
В (табл. 2) приведены три широко распространенных медно-цинковых припоя и некоторые марки латуней, применяемых в качестве припоев.

Таблица 2

Медно-цинковые и латунные припои

Марки припоя (латуни)	Температура плавления, оС	Применение
ПМЦ 36	825	Для пайки латуни марки Л 62
ПМЦ 48	865	Для пайки медных сплавов
ПМЦ 54	880	для пайки меди и сплавов из стали
Л 62	905	Для пайки меди и стали
Л 68	938	То же

Медно-фосфорные припои отличаются относительно низкой температурой плавления и хорошей затекаемостью в расплавленном состоянии. Наличие в припоях фосфора при пайке меди и ее сплавов позволяет иногда обходиться без флюса, так как фосфор обладает флюсующими свойствами.

При пайке медно-фосфорными припоями латуни Л62, нейзильбера*, алюминиевой бронзы и медно-никелевых сплавов необходимо применять борсодержащие флюсы.
По ГОСТу пайка стали медно-фосфорными припоями не допускается из-за хрупкости паяного шва. Однако при отсутствии медно-цинковых или серебряных припоев можно применять и медно-фосфорные.

К основным медно-фосфорным припоям относятся так называемые фосфористые меди марок МФ-1, МФ-2, МФ-3.

• Температура плавления первых двух — 750°
• третьего — 700°.

Из тугоплавких (твердых) припоев наиболее примечательными являются припои на основе серебра

Их универсальность (можно паять все металлы, кроме алюминия, магния и легкоплавких металлов),

• прочность,
• пластичность,
• коррозионная стойкость,
• высокая температура плавления

ставят их в первый ряд среди других припоев.
Даже относительная дороговизна нисколько не умаляет их достоинств.

Из припоев на основе серебра некоторые умельцы отливают мормышки!

В (табл. 3) приведены основные марки серебряных припоев. Цифра в марке припоя показывает количество (в %) серебра, остальное — в основном медь.

Таблица 3

Основные марки серебряных припое

Марка припоя	Температура плавления, оС	Марка припоя	Температура плавления, оС
ПСр 72	779	ПСр 44	800
ПСр 71	795	ПСр 40	605
ПСр 70	755	ПСр 37,5	810
ПСр 62	700	ПСр 25	775
ПСр 50	850	ПСр 12М	825
ПСр 45	725	ПСр 10	850

Флюсы

Назначение флюсов при пайке:

• защита зачищенных деталей от окисления,
• удаление с поверхности металла пленки окислов,
• улучшение смачивания припоем спаиваемых деталей.

Все многообразие флюсов можно разделить на три группы:

• некоррозионные
• слабокоррозионные
• и коррозионные.

Некоррозионные флюсы (их еще называют защитными) не растворяют пленку окислов на металле, а лишь защищают при пайке тщательно зачищенную поверхность.

После окончания пайки остатки флюса можно не удалять с поверхности спаянных деталей, так как он не вызывает коррозии.

Слабокоррозионные флюсы
участвуют в разрушении пленки окислов. Остатки флюса необходимо удалять.

Коррозионные (активные) флюсы энергично разрушают пленку окислов, поэтому иногда удается спаивать незачищенные металлические детали.

Удалять остатки флюса после пайки обязательно!

Отдельную группу составляют борсодержащие флюсы для пайки тугоплавкими припоями

К некоррозионным флюсам относятся неактивированные флюсы на основе канифоли (табл. 4).

Максимальная рабочая температура этих флюсов 300°!

Таблица 4

Флюсы на основе канифоли

Компоненты, % вес.	Что и чем паяется
Канифоль-40, бензин-50 керосин — 10 Канифоль-30, Этиловый спирт — 70 Канифоль-24, стеарин -1, Этиловый спирт — 75 Канифоль-6,глицерин-16, Этиловый спирт (денатурат)-78	Пайка меди и ее сплавов, серебра (редко — стали) свинцово-оловянистыми припоями

К слабокоррозионным флюсам относится большая группа активированных флюсов на основе канифоли, но есть и такие, где канифоль отсутствует (табл. 5).

• первые флюсы имеют максимальную рабочую температуру — 300°
• вторые — 350°

Таблица 5

Флюсы на основе канифоли, глицерина и спирта

Компоненты, % вес.	Что и чем паяется
Канифоль — 30, Этиловый спирт — 60, уксусная кислота — 10 Канифоль — 38, Этиловый спирт — 50, ортофосфорная кислота — 12 Канифоль — 24, Этиловый спирт — 75, хлористый цинк — 1	Для>пайки>меди,>ее сплавов, серебра, никеля, цинка, свинцово- оловянистыми припоями
Канифоль — 28, Этиловый спирт — 65, хлористый цинк — 5, хлористый аммоний — 2 Глицерин 22,хлористый аммоний — 4, хлористый натрий — 0,12, раствор хлористого цинка — 73,88	Для пайки меди и цинка
Глицерин — 35, солянокислый гидразин — 5, вода — 60 Этиловый спирт — 46, ортофосфорная кислота — 9, вода — 45	Для пайки меди и сплавов, никеля, серебра, стали

Основу почти всех коррозионных (активных) флюсов составляют хлориды металлов и, в частности, хлористый цинк.

Максимальная рабочая температура этих флюсов до 400°! (табл. 6)

Таблица 6

Флюсы на основе хлоридов металлов

Компоненты, % вес	Применение
Хлористый цинк — 40, вода — 60 Хлористый цинк — 30, хлористый амоний — 10, вода — 60 Хлористый цинк — 30, солянная кислота — 30, вода — 40 Хлористый цинк — 70, хлористый натрий — 15, хлористый амоний — 15	Для пайки и лужения стали, меди, ее сплавов, никеля, серебра.
Хлористый цинк — 40, двухлористое олово — 5, хлорная медь — 0,5, соляная кислота — 3,5, вода — 51	Пайка стали припоями с большим содержанием свинца
Хлористый цинк — 40, хлористый натрий — 5, хлорная медь — 1, хлористый калий — 1, соляная кислота — 1, вода — 52	Пайка стали и меди (и сплавов) припоями с большим содержанием свинца и цинка.
Хлористый натрий — 15, хлористый амоний — 1,5, соляная кислота — 36, спирт денатурат — 12,8, ортофосфорная кислота — 2,2, хлористое железо — 0,6, вода — 31,9	Пайка углеродистых сталей.

В отдельной таблице приводятся флюсы для пайки нержавеющих сталей

Максимальная рабочая температура этих флюсов 400°!

Таблица 7

Флюсы для пайки нержавеющих сталей

Компоненты, % вес

Применение

Хлористый цинк (насыщенный раствор) — 100 Хлористый цинк (насыщенный раствор) — 75, соляная кислота — 25 Хлористый цинк (насыщенный раствор) — 90, уксусная кислота — 10 Ортофосфорная кислота — 100 Ортофосфорная кислота — 99, сернокислая медь — 50 Хлористый цинк — 30, хлористый амоний — 10, хлорная медь — 10, соляная кислота — 50 Хлористый цинк — 50, хлористый амоний — 5, соляная кислота — 1, вода — 44

Пайка нержавеющей стали

Как уже было сказано, флюсы для пайки тугоплавкими припоями сводятся в отдельную группу, состоящую из двух подгрупп:

— флюсы для пайки медными припоями (табл. 8)

Таблица 8

Флюсы для пайки медными припоями

Компоненты, % вес	Применение
Бура (прокаленная) -100	Пайка углеродистых сталей и меди медно-цинковыми припоями
Бура (прокаленная) — 80, борная кислота — 20	Пайка молоуглеродистых сталей и меди
Бура (прокаленная) -50, борная кислота — 50, все разводится концентрированным раствором хлористого цинка	Пайка нержавеющих сталей, меди медными припоями
Бура (прокаленная) — 12, борная кислота — 78, флористый кальций — 10	Пайка нержавеющих сталей, меди медными припоями

— флюсы для пайки серебряными припоями (табл. 9)

Табица 9

Флюсы для пайки серебряными припоями

Компоненты, % вес	Применение
Хлористый кальций — 50, хлористый барий — 50 Бура (прокаленная) — 80, борная кислота — 20 Бура (прокаленная) — 50, борная кислота — 35, фтористый кальций — 15 Бура (прокаленная) — 30, тетрафторборат калия — 70	Пайка серебрянными припоями всех металлов и сплавов, кроме алюминия и магния

Порядок изготовления флюса влияет на его качество

Ниже (табл. 10) приводится порядок приготовления некоторых флюсов.
Взяв за основу приготовление одного флюса, можно правильно приготовить другой флюс с такими же компонентами или несколько отличными.

Таблица 10

Приготовление флюса

Компоненты	Порядок приготовления
Канифоль, этиловый спирт, уксусная кислота	Размолотую в порошок канифоль растворить в подогретом спирте и после охлаждения добавить уксусную кислоту
Канифоль, стеарин, хлористый цинк, хлористый аммоний, вазелин, вода	Размолотую канифоль тщательно смешать со стеарином. Порошок хлористого цинка и хлористого аммония залить водой и размешать, Разогреть то и другое. Второй раствор влить в расплавленную канифоль со стеарином. Размешать и добавить вазелин.
Ортофосфорная кислота, этиловый спирт, вода	Этиловый спирт разбавляют водой и к раствору добавляют ортофосфориую кислоту
Хлористый цинк, хлористый аммоний, вода	В горячей воде растворяется хлористый аммоний. После охлаждения раствора к нему добавляется хлористый цинк.
Хлористый цинк, двухло-ристое олово, хлорная медь, хлористый калий, соляная кислота, вода	В части горячей воды с соляной кислотой растворить днухлористое олово и хлорную медь. В другой части воды растворить хлористый цинк и хлористый калий. Первый раствор влить во вто-рой и тщательно перемешать.
Хлористый калий, хлористый литий, фтористый натрий, хлористый цинк	Псе порошкообразные компоненты смешан., расплавить и после остывания размолоть. Хранить в плотно закрывающейся стеклянной посуде.
Бура	Расплавить буру, охладить и размолоть до порошкообразного состояния. Хранить в плотно закрывающейся стеклянной посуде.
Бура, борная кислота	Прокаленую и размолотую буру смешать с нужным количеством борной кислоты. Хранить в плотно закрывающейся стеклянной посуде.

Для изготовления припоя из отдельных компонентов пользуются правилом:
сначала расплавляют более тугоплавкий металл, а в нем остальные помере убывания температуры плавления.

Источник: https://www.del-sami.ru/index.php/sovety-masterov/dopolneniya/prilozheniya/84-prilozhenie-15-pripoi-flyusy-dlya-pajki

от поставщика! ООО «АЙСТЕКО» (067) 880-7231

Описание

Характеристики

Информация для заказа

Тугоплавкий cеребряный Припой GALFLO 40SnSi D2 (40% серебра с флюсом.)

Припой GALFLO 40SnSi D2  для флюсовой пайки соединений типа «медь-медь» в системах с маслом, газом и сжиженным газом, а также в системах отопления и питьевой воды, для труб размером более 28 х 1,5 мм.

Наиболее надежными припоями, дающими весьма прочные паяные соединения, являются серебряные припои, содержащие, кроме серебра, медь, а также добавки цинка, фосфора, кадмия, олова, марганца и никеля. Серебряные припои пригодны для пайки большинства черных и цветных металлов и сплавов, но при условии, что их температура плавления будет выше температуры плавления припоя.

Припои этой группы хорошо заполняют зазоры швов, дают прочные и коррозионноустойчивые паяные соединения. Соединения, паянные серебряными припоями, хорошо сопротивляются ударным и вибрационным нагрузкам, а также выдерживают значительные изгибающие деформации. Припои, которые не содержат кадмия, пригодны для труб с питьевой водой и контакта с пищевыми продуктами.

Применимы для систем охлаждения, отопления, кондиционирования воздуха, а так же теплообменников.

 

Технические характеристики
Бренд	Galflo
Производитель	Pietro Galliani S.p.A.
Доля олова (Sn)	2%
Доля цинка (Zn)	28%
Доля меди (Cu)	30%
Доля серебра (Ag)	40%
Рабочая t°C	690°C
Диапазон t°C плавления	640-700°C
Плотность	9,1 г/см³
Предел прочности	430 Н/мм²
Международная классификация	L-Ag 40Sn (DIN 8513), AG 105 (EN 1044)

Страна производитель	Италия
Тип припоя по температуре плавления	Тугоплавкий
Производитель	Galflo

• Цена: 13 440 грн.

Виды припоя и флюса

В процессе радиоконструирования и ремонта электроники очень важен элемент аккуратной и качественной пайки изделий и радиодеталей. От этого фактора сильно зависит долговечность изделия и его время наработки на отказ. Решающим моментом качественной пайки является выбор подходящего припоя и флюса, способных оптимальным способом произвести соединение металлических и металлизированных частей с тем условием, чтобы на место пайки внешние факторы оказывали наименьшее влияние, как например: деформация, большие токи, токи высокой частоты, внешние окислители, температура и т.д. В то же время пайка элементов не должна быть излишне перегружена припоем, так как в данном случае могут быть образованы кольцевые трещины, элементы «холодной пайки» (когда визуально припой на месте, но контактирующая область металлов отсутствует), а так же замыкания соседних дорожек или контактов. Чрезмерное применение припоя может не только вывести аппаратуру из строя, но и усугубить процесс настройки и наладки изделия. В этой связи особое внимание необходимо уделить довольно важному аспекту в радиоэлектронике как выбор припоя и флюса, о чем пойдет ниже речь в этой статье.

Из определения известно, что процесс пайки представляет собой соединение двух металлизированных или металлических твердых поверхностей с помощью припоя, температура плавления которого значительно ниже величины разрушения (плавления) соединяемых изделий. Основной функцией припоя является хорошая диффузия с контактируемой металлической поверхностью или, выражаясь простым языком, расплавление припоя на металле (лужение). Кроме того, припой должен иметь оптимальную температурную вязкость, позволяющую ровным слоем распределиться ему по поверхности металлов. Данный фактор качественного лужения возможен только при отсутствии жировых отложений и окислов на спаиваемых поверхностях, удалением которых занимаются флюсы. Флюсы также могут служить катализаторами диффузии припоя для возможности его проникновения в верхний микронный слой металлов в предполагаемом месте пайки. За счет низкой вязкости и ее уменьшения в зависимости от повышения температуры плавление флюсов происходит при гораздо меньших температурных показателях, чем припой.

Припои и их разновидности

Припой состоит большей частью из олова с добавлением различных материалов. В структуру припоя могут входить следующие компоненты:

Олово (Sn) – представляет собой мягкий металл с температурой плавления + 231,9 С градусов. Олово растворяется в соляной и серной кислоте. Большая часть органических кислот на него не действуют. При воздействии комнатных температур олово не подвергается окислению, однако при ее снижении ниже +18 С и особенно ниже -50 С происходит разрушение кристаллической решетки металла, в результате чего олово приобретает серый оттенок.

Свинец (Pb) – очень популярный металл в изготовлении припоя за счет легкоплавкости. В чистом виде металл очень мягкий, легко обрабатываемый. У свинца окисляется только верхняя часть, контактируемая с воздухом. Металл легко растворяется в щелочи и кислотах, содержащих азот и органику.

Кадмий (Cd) – применяется для изготовления легкоплавких припоев в малых дозах совместно с оловом, висмутом или свинцом. В чистом виде – токсичен, температура его плавления + 321 С. Зачастую кадмий применяется в антикоррозийных целях.

Висмут (Bi) – один из самых легкоплавких металлов при использовании его в составе припоя с температурой плавления + 271 С. Висмут хорошо растворим в азотной кислоте, а так же в подогретом растворе серной кислоты.

Сурьма (Sb) – тугоплавкий металл с температурой плавления + 630,5 С. Не подвержен воздействию воздуха. Не окисляется. В припое дает эффект глянца. Металл токсичен.

Цинк (Zn) – хрупкий металл синевато-серого цвета с температурой плавления + 419 С. Быстро окисляется на воздухе. Используется в припоях аппаратуры, работающей во влажных условиях, за счет того, что покрывает под воздействием влаги пленкой окиси, защищающей места пайки. Цинк легко растворим в кислотах. Цинк вместе с медью применяется для твердых припоев, а так же кислотных флюсов.

Медь (Cu) – металл с самой высокой температурой плавления в изготовлении припоя + 1083 С. Не поддается воздействию воздуха, однако верхним слоем окисляется при попадании влаги. Медь применяется в тугоплавких припоях.

Припои разделяют на легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие припои нашли широкое применение при конструировании радиоаппаратуры и пайке радиоэлектронных компонентов, а так же при лужении дорожек радиомонтажных плат. Температура плавления легкоплавких припоев не выше + 450 С. В основу таких припоев обычно входит олово, свинец, кадмий, висмут или цинк. В радиоэлектронике большое применение получили припои с температурой плавления до + 145 С градусов. В процессе лужения обезжиренных и очищенных плат применяется сплав Розе или сплав Вуда. Температура плавления этих сплавов 70 – 95 градусов, поэтому они равномерно залуживают плату, опущенную в кипящую воду. В отечественной промышленности список легкоплавких материалов большей частью составляют припои оловянно-свинцовые или ПОС. В случае добавления в припой кадмия или висмута к окончанию добавляются буквы К или В. Цифра в окончании маркировки соответствует процентному содержанию олова в припое по отношению к свинцу (большей частью) и сурьме (в мелких количествах). Чем меньше цифра, тем припой более тугоплавкий но и более прочный. Буква Ф означает, что в состав припоя включен флюс. В последнее время из-за европейских экологических стандартов в фирменной аппаратуре применяется в основном бессвинцовый припой с относительно высокой для радиокомпонентов температурой плавления + 220 градусов. Ниже приведен список распространенных отечественных припоев:

ПОС-18 – состоит из олова (17 – 18%), сурьмы (2 – 2,5%) и свинца (79 – 81%). Применяется при низких требованиях прочности пайки, в основном для лужения металлов. Температура плавления +183 +270 градусов (начало плавления / растекаемость).

ПОС-30 – состоит из олова (29 – 30 %), сурьмы (1,5 – 2%), свинца (68 – 70%). Лужения и пайка меди, стали и их сплавов. Температура плавления +183 +250 градусов.

ПОС-50 – олово 49 – 50%, сурьма 0,8%, свинец 49 – 50%. Применяется для качественного спаивания различных металлов, в том числе и в радиоэлектронике. Плавление +183 +230 градуса.

ПОС-90 – олово 89 – 90%, сурьма 0,15%, свинец 10 – 11%. Высокопрочный припой с температурой плавки +18 + 222 градуса, применяемый в лужении деталей с последующим золочением и серебрением. Не применяется в установках с повышенной рабочей температурой.

Припои ПОС-40 и ПОС-60 в радиоэлектронике наиболее популярны. Для спаивания латуни или пластин для экранирования стоит применять ПОС-30. При поверхностном лужении дорожек на платах лучше всего использовать припои с содержанием кадмия или висмута ПОСК-50 или ПОСВ-33. Припои с флюсами и без их содержания для монтажа радиодеталей выпускаются в виде проволоки с толщиной 1 мм для пайки SMD элементов до 3 мм. для радиокомпонентов в обыкновенном корпусе. Для пайки металлов из стали или пайки крупных площадей, припои идут без флюса в трубках диаметром 5 мм. В импортной промышленности так же выпускают свинцово-оловянные шарики диаметром от 0,2 до 0,8 мм., предназначенные для пайки BGA чипов.

Тугоплавкие припои большей частью используются в промышленной пайке твердых металлов. Их температура плавления от + 450 до + 800 С. В состав таких припоев входят медь, серебро, никель или магний. Отличительной особенностью этих припоев является их прочность. Из-за высокой температуры плавления тугоплавкие припои в бытовых условиях для радиомонтажных работ не используются. Большей частью они используются для спаивания латуни, стали, меди, бронзы, чугуна и других металлов с высокой температурой плавления. Припои марки ПМЦ (припой медно-цинковый) применяется для спаивания латуни с содержанием меди (ПМЦ-42), бронзы и меди (ПМЦ-52). Данный припой выпускается в виде слитков определенных форм.

ПМЦ-42 – состоит из меди (40 – 45%), цинка (52 – 57%). Также в его состав входят сурьма, свинец, олово и железо. Его температура плавления + 830 градусов.

ПМЦ-53 – медь 49 – 53%, цинк 44 – 49%. Температура плавления +870 градусов.

В производстве припоев особое место занимают, пожалуй, самые дорогие тугоплавкие припои, основу которых составляет медь с добавлением серебра. Маркируются они как ПСР. Припои с серебром обладают высокой прочностью. Место пайки гибко и легко обрабатываемо. Температура таких припоев от +720 до +830 градусов. Высокотемпературные припои ПСР-10 и 12 используют для спаивания сплавов латуни и меди, ПСР-25 и 45 необходимы для работы с медью, бронзой и латунью. ПСР-70 – припой с максимальным содержанием серебра применяют в пайке высокочастотных элементов: волноводов, защитных контуров и т.д.

Существуют припои, применяемые для пайки алюминия на основе олова, цинка и кадмия. Главная проблема пайки алюминия заключается в его быстром окислении на воздухе, поэтому алюминий паяют в масле с использованием ультразвуковых паяльников.

Флюсы

От правильно выбранного флюса довольно сильно зависит качество пайки, ровность шва и его аккуратность. Флюс при нагреве должен образовывать тонкую растекающуюся пленку на поверхности припоя, которая усиливает сцепление припоя с металлом. Чем меньше температура плавления флюса, тем качество пайки лучше. Так же температура его плавления должна быть ниже температурных режимов плавки припоя. Промышленность сегодня изготовляет флюсы двух типов.

— Химически активные флюсы, в состав которых входит, как правило, кислотосодержащие реагенты (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк, хлористый аммоний). Данные флюсы прекрасно справляются с жирными налетами и окислами, однако, недостаточная промывка места пайки со временем приводит к «выеданию» металла и его коррозии, где остался кислотосодержащий флюс. На практике кислотосодержащие флюсы стараются в быту использовать как можно реже, особенно в радиоэлектронике, поскольку они ведут к разрушению текстолита, к тому же, при попадании на кожу человека такие флюсы вызывают ожоги, а их пары при вдыхании человеком особо токсичны. К наиболее популярным активным флюсам относится паяльная кислота, ортофосфорная кислота, хлористый цинк, бура, нашатырь, представляющий собой хлористый аммоний.

— Химически пассивные флюсы помогают удалить жировые отложения, а так же в меньшей степени удаляют окислы. Примером может быть канифоль, стеарин, воск. Сами по себе это органические вещества, не вызывающие коррозии, которые служат не только важной сост авляющей при пайке радиокомпонентов, но и выполняют защитную функцию от окисления. Новомодной тенденцией стало использование флюсов ЛТИ, для пайки легкоплавкими припоями. С их помощью можно осуществлять пайку оцинкованных контактов, свинец, очищенное железо, нержавеющую сталь и т.д. В их состав входит спирт, канифоль, малая доза кислоты, триэтаноламин. Для подобной пайки применяют ЛТИ флюс совместно с паяльной пастой. Единственный их минус заключается том, что под действием температуры в месте спайки остаются темные пятна. Пары флюса вредны для человека. Исключение только составляет флюс ЛТИ-120, который не содержит нежелательных компонентов: солянокислотного анилина и метафенилениамина.

Наименования флюсов и их применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Ортофосфорная и паяльная кислота – опасные химически активные флюсы. Применяется при паке сильно окисленных металлов, низколегированных сталей, никеля, а так же их сплавов. После пайки обязательным условием является очистка места спаивания 5% раствором соды, чтобы погасить кислотную активность и выедание металла. Паяльная кислота особо эффективна при температуре 270 – 330 градусов.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

БУРА – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.

ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.

Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.

Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна

Активные флюсы ФИМ — пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.

ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.

ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.

Паяльная паста «Тиноль» — специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.

Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.

СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные флюсы

IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.

IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.

IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.

FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация импортных флюсов

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение.

«R» — канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.

«RMA» — флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» — активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» — кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

Припой для пайки: классификация, свойства, критерии выбора

Электрическое соединение радиоэлементов производится посредством пайки, которая  позволяет отремонтировать многие бытовые приборы и устройства. В некоторых ситуациях пайка соединяет те элементы, которые нельзя соединить даже сваркой. Современные технологии и приспособления для пайки позволяют охватывать достаточно широкий диапазон материалов. Но удовлетворить всем условиям работы одна соединительная среда не может, поэтому на практике применяются различные припои для пайки.

Что такое припой?

Припой представляет собой смесь легкоплавких металлов, которые способны обеспечить хороший контакт между двумя поверхностями, получаемый в результате пайки. При нагревании припой переходит из твердого в жидкое состояние, которое обеспечивает растекание по периметру припаиваемой детали или в месте их контакта. При этом происходит фиксация на молекулярном уровне за счет высокой степени адгезии.

По составу припои могут включать самые различные компоненты, предоставляющие им необходимые эксплуатационные свойства. Однако преимущественное большинство состоит из смеси свинца и олова, первый из которых обеспечивает твердость и тугоплавкость, а второй легкость и снижает температуру плавления. Также в составе могут быть и другие компоненты: серебро, никель, цинк, медь, кобольд, висмут, сурьма и другие.

Из-за многокомпонентности состава процесс расплавления также проходит несколько этапов: сначала разрежаются наиболее легкоплавкие составляющие, тугоплавкие в этот момент остаются в виде кристаллов. Затем плавятся и  они, смесь становится однородной и обеспечивает максимальное заполнение и контакт. Однако вместе с припоем используются флюсы, обеспечивающие лучшее заполнение и защиту от окисления.

Классификация

Все критерии классификации припоев представляют собой довольно обширную сферу, которая под силу, пожалуй, лишь узкопрофильным  специалистам. Поэтому для упрощения подборки конкретные марки ее изготавливают для конкретных целей – паять алюминий, ювелирные изделия, медную проволоку, радиокомпоненты и т.д. Главное, на что вам следует обратить внимание – это температурный параметр. Так как, к примеру, пайку микросхемы нельзя выполнять той же маркой ПОС, что и соединение жил кабеля, так как чувствительный компонент может сгореть и выйти со строя.

Припои для пайки классифицируются по следующим критериям:

• по способу подачи флюса – безфлюсовые и самофлюсующиеся, для первых флюс подается отдельно, вторые содержат его в своем составе;

Рис. 1. Самофлюсующиеся и с подачей флюса

• по основному паяльному элементу – оловянные припои, никелевые, кобальтовые, марганцевые, титановые, серебряные, циркониевые, ванадиевые, смешанные и т.д.
• по способу получения – бывают готовые или формируемые непосредственно во время пайки;
• по растворимости компонентов – встречаются полностью расплавляемые и частично;
• по форме выпуска – оловянная проволока, пруток, чушки, лист, гранулы, паста;

Форма выпуска припоя

• по температуре плавления – существуют те, которые переходят в жидкое состояние при низкой и при высокой температуре.

При выборе оловянно-свинцового припоя наиболее важным критерием является последний, поэтому на нем мы и остановимся более детально.

Легкоплавкие (мягкие).

К легкоплавким припоям относятся такие составы, которые переходят в жидкое состояние при температуре от 145 до 400°С. Но, при этом они обеспечивают относительно небольшую прочность, для легкоплавких сплавов сопротивление на разрыв составляет не более 7кг/мм². Наиболее распространенные – оловянно-свинцовые.  Чаще всего мягкие припои используются в радиоэлектронике для печатных плат или деталей.

Тугоплавкие (твердые).

Твердые припои обладают значительно большей механической прочностью, но их температура плавления составляет более 400°С, что является неприемлемым для большинства радиодеталей, так как они могут пострадать даже от касания разогретым жалом паяльника. Двумя наиболее крупными группами в этой категории являются медные и серебряные составы. Медные сплавы, как правило, соединяются с цинком, но они слишком хрупкие, поэтому подходят для твердых сплавов, испытывающих только статическую нагрузку. Серебряные припои являются универсальными и могут использоваться для пайки любых точек соединения, однако стоимость этих марок также довольно высокая.

Паяльные пасты.

Паяльные пасты также представляют собой компонент для пайки радиодеталей, но применяются они для мелких элементов из легкоплавкого металла. Состав пасты содержит измельченные кусочки припоя в растворе жидкого  флюса. Их используют в тех платах или устройствах, где воздействие высокой температуры может нанести вред оборудованию. Пасты, как правило, паяются феном без электрического паяльника, или могут просто наноситься в качестве проводящего клеевого состава.

Нанесение смеси для пайки в точку крепления выводов наносится порционно и может выполняться при помощи специального трафарета, шприца или каплеструйным картриджем.

Рис 3. Нанесение паяльной пасты принтером, шприцом, трафаретом

Однако применение пасты для пайки обуславливает целый ряд требований, которые должны соблюдаться:

• перед началом вскрытия емкости обязательно выдерживается в комнатной температуре хотя бы 2 часа, использовать средства принудительного нагрева припоя для этого запрещено;
• после вскрытия смесь обязательно перемешивается до получения однородного вещества, так как в ходе хранения флюс может отделяться от припоя;

Рис. 4. Размешивается до однородной смеси

• перед нанесением поверхность должна очищаться от возможных примесей и загрязнителей, при длительной пайке процедура повторяется каждые 45 минут;
• монтаж электронных компонентов в нанесенную пасту должен производиться за 60 минут, иначе она начнет утрачивать свойства;
•  после пайки остатки и излишки пасты отмывают, существуют те, которые отмываются обычной водой, другим требуется растворитель, некоторые могут не смываться.

Крайне негативно на функциональных характеристиках такого припоя сказывается помещение в среду с высокой или низкой температурой, а также воздействие влаги.

Бессвинцовые припои.

Изначально, причиной создания припоя без содержания свинца была потребность исключить вредное влияние на окружающую среду и человеческий организм. Такие припои массово используются для пайки алюминия или стали в пищевой промышленности, для труб подачи питьевой воды, лабораторного оборудования и инструментов.

Всего выделяют три наиболее распространенные группы бессвинцовых припоев:

• олово с медью – применяется для высокотемпературной пайки, относится к тугоплавким припоям, хорошо подходит для работы по медным изделиям;
• олово с серебром – подходят для низкотемпературной пайки, обеспечивают лучший контакт, чем у свинцовых припоев, но они имеют высокую цену.
• олово и с медью, и с серебром – также является мягким вариантом, который обладает меньшей стоимостью, чем предыдущий, и практически ничем не уступает ему в качестве соединений.
• олово с висмутом и серебром – может применяться для пайки меди при низких температурах;
• олово с цинком и висмутом – более дешевый вариант предыдущего, но имеет ряд сложностей в применении.

Основные свойства припоев

При выборе конкретной марки припоя для пайки медных проводов или алюминиевых сплавов необходимо руководствоваться их техническими характеристиками.

Однако для всех составов можно выделить перечень основных свойств:

• смачиваемость – показывает, насколько хорошо припой обволакивает и прилипает к паяемым деталям;
• прочность – определяет способность выносить механические усилия и нагрузки, для этот в состав могут добавлять бор, железо, никель цинк или кобальт;
• пластичность – способность к деформации, достигается за счет присадок из марганца, висмута, лития и т.д.;
• устойчивость к высоким температурам – важна для пайки твердыми сплавами, которые находятся в котельных, печах, трубопроводах, нагревательных приборах, свойство достигается путем добавления вольфрама,  циркония, ванадия, гафния, ниобия и т.д.
• устойчивость к коррозионному разрушению – повышается путем легирования медью или никелем.

Критерии выбора

Выбирая какой-либо состав для лужения медных деталей или пайки проводов важно учитывать ряд факторов, который повлияет и на качество работы, и на полученный результат.

Среди таких критериев, в первую очередь, обращают внимание на:

• типы соединяемых элементов, из какого материала изготовлены, их толщина и параметры соединяемых поверхностей;
• способ пайки, для которого подбирается припой – медным жалом классического паяльника, феном, паяльной станцией и т.д.;
• допустимый температурный режим – температура  плавления припоя должна быть меньше температуры плавления соединяемых элементов;
• наличие механического воздействия – определяется статическая или динамическая, возможно, вибрационная;
• устойчивость к агрессивной среде – для преждевременного разрушения припоя его тип должен предусматривать устойчивость к влаге, температуре, газам, пыли и прочим факторам, воздействующим на него в процессе эксплуатации.

Самые используемые марки

Наиболее популярными видами являются припои ПОС, в их основе свинец и олово, маркирующиеся ПОС-40, 60, 80 и т.д., здесь числовое обозначение указывает на процентное содержание олова. Выпускаются, как правило,  в форме паяльной проволоки, в зависимости от процентного соотношения основных компонентов могут относиться как к легкоплавким, так и к тугоплавким маркам.

Применяются для пайки меди, алюминия, латуни, бронз и других металлов:

• ПОС-90 – хорошо подходит для пищевой индустрии;
• ПОС-40 – используют для труб и деталей из латуни, железа и т.д.;
• ПОС-30 – в  кабельных соединениях;
• ПОС-61 – для работы с радиодеталями.

Из серебросодержащих марок часто встречаются припои ПСр- 15, 25,45, 65, 70, число после буквенного обозначения указывает на процент серебра. Этот тип охватывает как пайку меди в высокоточных приборах, так и медицинскую сферу.

Сплав Розе также называемый ПОСВ-50, один из припоев с самой низкой температурой плавления – от 90 до 100°С. Применяется в ювелирном деле, в пайке печатных плат, для плавких вставок и т.д.

Рис. 5. Сплав Розе

Видео в развитие темы

Литература.

При написании статьи использовалась следующая техническая литература:

• ГОСТ 17325-79. ПАЙКА И ЛУЖЕНИЕ. Основные термины и определения.
• ГОСТ 21930-76. Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия.
• Гуляев А. П. Металловедение. М.: «Металлургия» 1986 г. 544 с.

Самодельная огнеупорная поверхность для пайки / пайки — Решение проблем

Всем привет,

Я читаю эти форумы уже пару дней, пытаясь найти решение своей проблемы, но не могу найти прямого ответа. У меня ограниченный бюджет, и я ищу дешевое самодельное решение для термостойкой поверхности для пайки / пайки (не уверен, какой термин правильный) небольших медных и латунных деталей. Я знаю, что существуют коммерческие решения, такие как паяльные платы (не знаю, как этот материал называется технически), но они, как правило, довольно дороги (~ 35 долларов за кусок 12 «x 12»).Я бы хотел, чтобы мой защитный слой был немного больше — примерно 24 x 24 дюйма.

Я планирую использовать угольный или сотовый блок для непосредственного размещения деталей моего проекта, но я бы хотел еще один больший защитный слой под (и, вероятно, также позади) угольным блоком, чтобы предотвратить тепловое повреждение лежащей под ним поверхности скамейки. Первоначально я собирался использовать песок / POP, но быстро обнаружил, что это было большим запретом после того, как наткнулся на IFI.

Я буду использовать простую пропановую горелку (такую, которую вы можете купить дома за 15-20 долларов с баком в комплекте) для обогрева, и опять же, заготовка будет сидеть на угольном блоке, так что она будет получать тепло напрямую.Я предполагаю, что нижележащая защитная поверхность должна будет отражать или повторно излучать тепло, но я не знаю, так ли это только в том случае, если обрабатываемая деталь находится непосредственно на указанной поверхности. Поскольку этого не будет (в моем случае), достаточно ли просто использовать термостойкую поверхность, которая может * поглощать * и отводить тепло, а не отражать его? В этом случае я бы подумал, что подойдет простой кусок мягкой стали или даже вышеупомянутая смесь песка и пластика, поскольку он не будет подвергаться прямому воздействию горелки и, следовательно, не разрушится.

Я видел, что kaowool — популярный компонент в строительстве кузнечных изделий своими руками, поэтому я также подумал бы, что могу просто положить слой этого слоя под угольный блок, но затем я столкнулся с проблемой, когда волокна подбрасывались в воздух. и попадает в мои легкие, чего я точно не хочу. Кроме того, хотя это не так дорого, я чувствую, что могу обойтись еще более дешевым решением, учитывая, что я не буду работать непосредственно над kaowool. Не говоря уже о добавлении в уравнение стабилизатора жесткости для решения проблемы волокон, это подтолкнет меня к краю моего и без того небольшого бюджета.

Приносим извинения, если это не тот подфорум, на котором можно разместить этот вопрос. Заранее благодарим за любой совет.

Роб

Какие виды паяльных поверхностей используются при изготовлении ювелирных изделий?

IGS может получать комиссию за привлечение клиентов от компаний, перечисленных на этой странице. Выучить больше.

При использовании горелки для изготовления ювелирных изделий вам понадобится большая термостойкая поверхность для защиты рабочего места. Это предотвратит случайное повреждение вашего рабочего места случайными пылающими деталями, а также вашими паяльными инструментами.На эту большую термостойкую поверхность вы также поместите паяльный блок меньшего размера. Вы сами выполните пайку. Давайте посмотрим на различные поверхности для пайки, которые вы можете использовать.

Поверхности для пайки: обзор

Вы найдете угольных блоков различных размеров. При использовании для пайки они помогают создать восстановительную атмосферу, которая помогает сократить образование накипи (сильное окисление ювелирного металла). Они мягкие, поэтому к ним можно легко прикрепить заготовки.Кроме того, они дорогие, грязные, и их нужно закаливать в воде после каждого использования, иначе они сгорят. Кроме того, они имеют тенденцию треснуть, если их не обмотать проволокой.

Печной кирпич пористый, мягкий и недорогой. Вы можете легко разрезать его на разные формы, чтобы удерживать предметы.

Керамика хороша, но действует как теплоотвод. Некоторые из них плохо пахнут при первом использовании, поэтому перед использованием просушите их в печи.

Вы также можете использовать старый резерв: круглая форма для выпечки , наполненная пемзой .Рамка для пайки и штатив позволят вам нагреть изделие сверху или снизу.

Советы по безопасности

Печной кирпич и угольные блоки не очень большие. Вам понадобится что-нибудь термостойкое, чтобы положить под паяльный блок, иначе вы продолжите поджигать свой верстак. Керамическая плитка или пара кусков листового металла подойдут. Убедитесь, что они достаточно большие, чтобы обеспечить запас прочности на случай, если пламя вашей горелки будет отклоняться от паяльного блока.

Не забывайте держать под рукой огнетушитель.

Ни при каких обстоятельствах не паяйте асбестовые изделия.

Термостойкие поверхности

Листовой металл

Кусок стального листа станет отличным покрытием для вашего верстака или стола. Обязательно купите лист с рифлением, чтобы инструменты не скатывались. Вы можете приобрести их в Интернете или в местном хозяйственном магазине.

Эти куски листового металла можно соединить вместе, чтобы покрыть большую площадь поверхности.

Керамическая напольная плитка

Еще один отличный вариант для защиты вашего рабочего места, керамическую плитку для пола также можно купить в Интернете или в любом строительном магазине. Обязательно купите по крайней мере две, чтобы покрыть верх рабочего стола.

Керамическая напольная плитка 12 ″ x 12 ″

Поверхности для пайки: платы

Керамические паяльные платы

Небольшие керамические паяльные платы выдерживают интенсивную работу с горелкой. Убедитесь, что поверхность имеет сотовую структуру, чтобы вы могли вставить в нее U-образные и Т-образные штифты.U-образные и Т-образные штифты не дадут предмету скатиться во время пайки.

Блок магнезии

Очень популярный среди ювелиров, магнезиальный блок может выдерживать температуру до 2 000 ° F (1093 ° C). Он мягкий и пористый, поэтому в него можно легко воткнуть булавки, чтобы предметы не двигались.

Угольный блок

Угольный блок, немного более хрупкий, чем керамика и магнезия, должен быть обвязан по периметру проволокой, чтобы он не растрескался. После каждого обжига его нужно гасить.Многие ювелиры также считают, что возможное растрескивание является проблемой. Однако древесный уголь отлично отводит тепло и снижает окисление. Он мягкий и в нем можно разместить булавки.

Рекомендуемые поверхности для пайки ювелирных изделий

Фото	Имя	Лучшие обзоры на Amazon
	Плата для пайки сотовых керамических ячеек EURO TOOL	«Очень доволен этим товаром.Используется для пайки и отжига мелких драгоценных металлов для изготовления ювелирных изделий. Он прибыл в целости и сохранности! Пропановая горелка окрашивает его в красный цвет. Отверстия очень маленькие, примерно 1,5 мм на каждое отверстие. Размеры отверстий очень согласованы, но материал между отверстиями немного несовместим … примерно от 0,5 мм до 0,75 мм. Отверстия идеально круглые, а не шестиугольные, но расположены они в виде сот. Одно лицо полностью сглажено, ровное и ровное, в то время как другое лицо «ребристое» / расщепленное … не полностью сглаженное, но ровное и ровное.Негладкая сторона, кажется, была специально изготовлена ​​таким образом, а не создана небрежно. Полный размер: 13,5 см на 9,5 см на 1,15 см « подробнее
	Паяльный блок EuroTool Magnesia	«Очень легкий вес.Работает довольно хорошо, хотя при более высоких температурах он немного пригорает, оставляя черную корку и небольшие трещины, поэтому верх не ровный. В остальном отлично подходит для более низких температур и сохраняет поверхность под безопасной, что и было целью моей покупки этого кирпича ». Читать дальше
	Плата для пайки припоя	«Купил это на замену шелковой доске, которую я купил, которая сильно нагревается от моих паяльных элементов для ювелирных украшений.Это отражает так много тепла и прекрасно работает. Единственным недостатком является то, что поверхность портится довольно быстро, но их можно заменить по разумной цене ». читать дальше
	Набор из 2 сотовых мини-плат	«Сначала я купил его, потому что думал, что буду заниматься PMC.Я использую его для всех видов пайки. Поток флюса имеет тенденцию прилипать к нему, но это неплохо, я могу аккуратно приподнять и снять свою работу или нагреть флюс горелкой, чтобы ослабить его. Рад, что это есть! Надеюсь, я не потеряю и не сломаю булавки ». подробнее

Как партнер Amazon, мы зарабатываем на соответствующих покупках, совершенных с нашего сайта.

Огнеупорный кирпич для пайки 220 мм x 110 мм x 30 мм

Выберите MonthJuly 2021June 2021May 2021April 2021March 2021February 2021January 2021December 2020November 2020October 2020September 2020August 2020July 2020June 2020May 2020April 2020March 2020February 2020January 2020December 2019November 2019October 2019September 2019August 2019July 2019June 2019May 2019April 2019March 2019February 2019December 2018November 2018October 2018September 2018August 2018July 2018June 2018May 2018March 2018February 2018January 2018December 2017November 2017October 2017August 2017July 2017June 2017May 2017April 2017Март 2017

В Магазин

×

14 долларов.44 ex gst

или совершите 4 платежа по $ 3.61 ex gst с Подробнее

Уровень запасов:

Тел. 1300852999

Описание

Огнеупорные кирпичи мягкие, что позволяет легко вдавливать шпильки в поверхность.

Размер: 220 x 110 x 30 мм

Другие покупатели также приобрели

Выбор поверхности для пайки

Документ без названия

Использование правильной паяльной платы упрощает получение предсказуемых и стабильных результатов при пайке.Все современные паяльные платы не содержат асбеста.

Паяльные платы не только обеспечивают надлежащую поверхность для вашего проекта, но и служат целевой зоной безопасности для вашего резака. Поскольку они пожаробезопасны, вы знаете, что вы всегда будете зажигать свой фонарь в безопасной зоне, если направите его на 4-6 дюймов над паяльной платой во время зажигания.

Когда дело доходит до пайки плат, существует множество вариантов. Обратитесь к приведенному ниже списку, чтобы узнать больше о различных типах и о том, что подойдет вам.

Керамическая паяльная плата:

Паяльные платы из твердой керамики — хорошие общие поверхности для использования, они могут быть своего рода теплоотводом (отводя тепло от области), помогая контролировать перегрев.

Паяльная плата Solder -ite:

Паяльные доски имеют тенденцию отражать и концентрировать тепло в месте, нагреваемом горелкой, что является преимуществом при обжиге металлической глины или плавлении чистого серебра. Они легкие и бывают двух типов: мягкие и твердые.Мягкие доски можно вырезать или использовать с булавками, чтобы удерживать детали на месте во время пайки. Жесткие доски чрезвычайно прочны и долговечны и идеально подходят, если вы хотите взять с собой инструменты в дорогу.

Паяльная плата

Solder-Ite, мягкая, 12 на 12 дюймов

Эта безасбестовая паяльная площадка прочная, гладкая и теплоотражающая. Эта более мягкая доска позволяет вставлять булавки для защиты вашей работы, но она достаточно твердая, чтобы не рассыпаться, а также очень огнестойкая и негорючая.Эту долговечную универсальную подушку можно использовать для защиты поверхностей от ожогов. Соответствует стандартам OSHA. Максимальная температура 1700 градусов по Фаренгейту. 12 дюймов x 12 дюймов x 3/4 дюйма

Вот отличное видео Кейт, которое поможет вам немного больше узнать о паяльной плате Solder -ite.

Сотовые паяльные платы:

На этой плате есть регулярные отверстия в виде сот, что дает множество вариантов использования штырей для удержания деталей на месте для пайки. Они также обладают теплоотражающими свойствами, помогая поддерживать высокие температуры, даже если деталь не соприкасается с доской.Эти керамические плиты несколько хрупкие, поэтому не роняйте их на твердые поверхности.

Сотовая паяльная плата, большая

Популярная сотовая конструкция с фиксаторами для фиксации работы во время пайки. Изготовленная из безасбестовой керамики, плита очень легкая и отражает тепло. Доступен в двух размерах. До 2000 градусов по Фаренгейту. 5-1 / 2 «x 7-3 / 16».

Посмотрите, как Кейт рассказывает нам о сотовой паяльной плате

Угольные блоки:

Угольные блоки уникальны среди поверхностей для пайки.При использовании угольного блока нагревание блока заставляет его тлеть и расходовать часть кислорода в непосредственной близости от украшения, помогая сократить пожар. Он имеет мягкую поверхность, его можно вырезать и придавать форму для различных паяльных работ. Он хрупкий, может расколоться пополам. Обвяжите блок по периметру стальной проволокой, чтобы скрепить его на случай, если он расколется.

Угольный блок, 5-1 / 2 дюйма на 2-3 / 4 дюйма

Самый лучший в мире древесный уголь прослужит от трех до пяти раз дольше.Он также лучше удерживает тепло, давая пользователю желаемое отражающее тепло для пайки быстрее и проще с лучшей текучестью. Наши блоки премиум-класса завернуты в ПВХ, что исключает беспорядок, часто связанный с древесным углем. Размеры 5-1 / 2 «x 2-3 / 4» x 1-1 / 4 «.

Детали древесного угля от Кейт Ричбур

Печных кирпичей:

Обжиговые кирпичи (также используемые для строительства печей) сделаны из огнеупорного цемента и очень хорошо удерживают тепло. Их легко резать и придавать форму, их также можно использовать для создания небольшой кузницы для плавления металла для литья.

Огненный кирпич

Легкие мягкие изоляционные огнеупорные кирпичи отлично подходят для пайки. Можно вырезать и наколоть. Размеры: 9 дюймов x 4,5 дюйма x 2,5 дюйма.

Паяльники с пемзой:

Паяльные поддоны, заполненные пемзой, имеют вращающийся поворотный столик, установленный на дне, что позволяет легко поворачивать вашу работу во время пайки. Пемза — это крупный гравий, который отражает тепло и удерживает куски в любом положении.

ВРАЩАЮЩИЙСЯ ПАЙКА С ПЕМЗОЙ, 7 дюймов

Наши 7-дюймовые паяльники вращаются на 360 градусов, обеспечивая легкий доступ.Теплоотражающая пемза идеально подходит для поддержки вашего проекта в любом положении — плоском или встроенном. Каждая сковорода содержит пемзу.

Посмотрите, как Кейт рассказывает нам о вращающейся паяльной ванне

Штатив с сетчатым экраном:

Этот инструмент пригодится, когда вы хотите поднять свою работу на уровень глаз или необходимо нагреть изделие снизу. Штатив можно разместить во вращающемся паяльнике (для эмалирования горелки) или на неподвижной металлической поверхности. На экран могут быть помещены дополнительные поверхности для пайки (например, паяльная плата или угольный блок), поскольку сам экран не является теплоотражающим.

Штатив с сетчатым экраном, 6 дюймов

Этот 6-дюймовый штатив с сетчатым экраном можно использовать, чтобы поставить над спиртовой лампой или горелкой Бунзена, чтобы согреть горшок с воском. Необходим для любого ювелирного верстака.

Горелка для серебряного припоя. | Домой Модель двигателя Машинист Forum

Я без каких-либо проблем использовал огнеупорные кирпичи (обломки от костра угля) для создания очага вокруг детали. Они сидят в большом очаге, который представляет собой просто несколько старых кирпичей от электрических аккумуляторов, стоящих на скамейке.(Они были там лет 30 или около того!). 2 сделайте основание и 4 сделайте стены снаружи. Отлично подходит для небольших работ с одной паяльной лампой мощностью 2 кВт. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ БЫТОВЫЙ КИРПИЧ — ОНИ МОГУТ ВЗРЫВАТЬСЯ ОТ ТЕПЛА!
Фактически у меня есть еще 10 кирпичей накопительного нагревателя, которые я использую на «временной» скамье для больших работ. (в основном модельные котлы), где у меня есть место, чтобы использовать до 4 паяльных ламп для выработки приличного тепла для серебряной пайки более крупных и тяжелых предметов. У меня также есть несколько больших банок для заполнения песком около 3/4 котла для изоляции.Это также очень надежно удерживает работу. куски огнеупорного кирпича используются для локализации тепла вокруг рабочей части работы.
Я использую 2 или 3 парафиновые паяльные лампы для «разогрева» работы и подержанную паяльную лампу Sievert для больших работ — от 7 кг. Пропановый баллон с регулятором до 20 фунтов на квадратный дюйм. У меня также есть шведская бензиновая паяльная лампа приличного размера, так как безопасное хранение бензина на моем мотоцикле легко … а бензин относительно дешев в качестве топлива. (Парафин ~ 2 фунта стерлингов / литр, бензин 1,20 фунта стерлингов / литр, пропан 3 фунта стерлингов / литр! Одноразовые канистры с бутаном ~ 7 фунтов стерлингов / литр).
Я знаю, что кирпичи накопительного обогревателя «впитывают» много тепла, но плотный огнеупор, кажется, нагревается на поверхности и не проникает далеко. Что касается работы с котлом, я предпочитаю покрывать всю работу в очаге после пайки серебром, чтобы позволить теплу впитаться и снизить нагрузку на работу при медленном охлаждении. В противном случае огромные силы сжатия могут сломать только что соединенную работу.
наиболее важные моменты, которые я хотел бы подчеркнуть:

• Убедитесь, что у вас есть безопасное рабочее место — свободное от других легковоспламеняющихся материалов и т. д.
• Имейте под рукой огнетушитель. Я слышал о парне, который, не проводя регулярных проверок безопасности, «быстро провел», уронил раскаленный кусок металла из щипцов себе на ногу и, пока он ухаживал за своей обожженной лодыжкой (много прыгал и ругался!) металл воспламенил деревянный пол — а это стоило целого гаража / мастерской!
• Проверить вентиляцию (пары флюса для пайки токсичны!) И свободный доступ / выход из зоны нагрева.
• Защита кожи сварщиков. — У меня есть фартук, рукавицы и даже рукав, если я думаю, что он мне может понадобиться.Работа в очаге выделяет много инфракрасного тепла, а также выделяет много тепла выхлопных газов. — 8 кВт в работе означает, что у вас есть эквивалент 3 домашних обогревателей в пределах досягаемости руки, пока вы работаете. Вам станет жарко! Даже используйте алюминиевую фольгу для отражения тепла от пальцев рукавиц и т. Д. — тыльная сторона пальцев, удерживающих аппликатор флюса, припой и паяльную лампу, будет перегреваться и в противном случае помешает вам завершить работу должным образом.
• Надевайте защитные очки! Иногда частичка грязи или чего-то может «лопнуть» и отправить очень горячие частицы в глаз, иначе.Может быть ОЧЕНЬ больно … Я знаю человека, который однажды таким образом потерял глаз.
• Вам нужно больше тепла, чем вы думаете. Если вы выполняете горячую, но недостаточно горячую работу, вам придется остановиться и начать заново. Очень неприятно. Поэтому используйте самый большой и лучший обогреватель, так как вы можете уменьшить тепловыделение, но не можете увеличить его во время работы. Бутан может расстраивать, так как давление заметно падает при температуре газового баллона ниже 10 ° C. Это может быть нормально в начале работы, затем, когда вы пытаетесь получить «красный» нагрев, он просто не может нагреться достаточно для серебра. припой течь, потому что канистра сама остыла! — Итак, я использую эту газовую паяльную лампу, чтобы зажечь бензиновую паяльную лампу для правильной работы.Пламя немного больше, горячее и надежнее. Большая паяльная лампа на пропане используется, когда мне нужно достать баллон из хранилища для работы с несколькими лампами. (Быстрое включение или выключение и регулировка при использовании, в то время как парафиновые лампы выполняют предварительный нагрев.).
• Убедитесь, что у вас разумная безопасная настройка. Нет ничего хуже, чем закончить работу, чтобы обнаружить, что она поскользнулась в присоединении, так что у вас кривая рукоятка или что-то в этом роде! Часто вертикальная установка будет направлять гравитацию в том направлении, которое обеспечивает правильную работу, без провисания при раскалении докрасна и все болтается.Я использую запасные куски чугуна в качестве «стабилизаторов», чтобы закрепить более мелкие более легкие детали, чтобы они не двигались во время пайки.
• Ну и «Чистота, чистота, чистоплотность» в стыковке. (Много флюса — потом смывается).
• Правильный выбор посадки (зазор 0,002 ~ 0,004 дюйма для серебряного припоя, НЕ плотная посадка!), Выбор марки припоя и флюса для работы и материалов.

Заключение: Если все сделано правильно, это очень приятный процесс, и он мне нравится. Надеюсь, ты тоже!
K2

Паяльное стекло с тугоплавким наполнителем

Данное изобретение относится к герметизирующим стеклопакетам и способам их использования.Более конкретно, это изобретение относится к использованию твердых огнеупорных наполнителей с низким коэффициентом расширения, таких как диоксид кремния, алюмосиликаты лития, включая β-сподумен, петалит и стеклокерамику из алюмосиликата лития с низким коэффициентом расширения; глинозем; алюмосиликаты; диоксид циркония; диоксид титана; оксид олова; и циркон для уменьшения теплового расширения герметизирующего стекла из бората свинца при сохранении адекватного потока для эффективного уплотнения.

Давно известно, что герметизирующие или припойные стекла являются предпочтительным средством для герметизации вместе кусков материала, такого как стекло, керамика, металл и т.п.Было разработано множество припоев как кристаллизующегося, так и стекловидного типов, которые обладают способностью размягчаться и течь при температурах, значительно ниже температуры деформации компонентов, которые они связывают, чтобы вызвать минимальные повреждения во время операции термосваривания. К сожалению, эти припойные стекла часто имеют коэффициенты расширения, которые намного выше, чем у компонентов, которые они соединяют вместе. Таким образом, после охлаждения после завершения термосваривания в уплотнении возникают механические напряжения, которые еще больше ослабляют их.Чтобы преодолеть некоторые проблемы, возникающие со стекловидными припоями, в данной области техники было разработано несколько припоев, которые изначально являются стекловидными, но которые кристаллизуются на месте во время термосваривания. Такая кристаллизация на месте имеет тенденцию к укреплению структуры уплотнения и снижению коэффициента расширения уплотнения, тем самым приближая его к компонентам, которые затем соединяются вместе.

Во многих случаях, независимо от того, кристаллизовалось ли стекловидное тело (т.е.е. расстеклованные) припоя стеклянные уплотнения, компоненты, которые они соединяют вместе, часто используются для герметизации или иного соединения с чувствительными к нагреванию деталями, такими как электронное оборудование, микроэлектронные схемы, черно-белые или цветные телевизионные лампы и т. д. . Для таких компонентов любое повышение температуры окружающей среды вредно и нежелательно. Коммерческая приемлемость любого припоя определяется не только его прочностью соединения, способностью герметизировать, воспроизводимостью и т. Д., Но также его способностью течь во время плавления, термосвариваться при минимальной температуре в течение минимального периода времени. время и термическое сжатие со скоростью, совместимой с уплотняемой заготовкой.

В прошлом предлагалось использовать присадочные материалы с низким коэффициентом расширения для уменьшения теплового расширения стекол припоя (для обеспечения совместимости с керамикой, имеющей меньшее расширение, чем у стекла припоя) без резкого увеличения вязкости (и уменьшения текучести). характеристика стекол для припоя, содержащих значительную долю присадочного материала. Обычно считалось, что очень тонко измельченные огнеупорные наполнители были наиболее эффективными для достижения этих свойств, поскольку предполагалось, что мелкие частицы будут более легко сливаться с уплотнением во время стадии плавления, чтобы способствовать снижению усадки без ухудшения потока.Следовательно, спецификации размера частиц огнеупорного наполнителя, когда они вообще выражаются, обычно выражались в терминах «тонкости», а не «крупности», что свидетельствует о недостаточном понимании принципов настоящего изобретения. Например, обычно частицы описывались как «-270 меш».

Предыдущий метод использования присадочных материалов в стеклах для припоя, заключающийся в добавлении мелких частиц в количестве, необходимом для обеспечения коэффициента объемного теплового расширения, совместимого с герметизируемой системой (например,г. оксид алюминия). Это приводило к экстремальным ограничениям потока, что часто приводило к тому, что уплотнения имели предельную герметичность и препятствовали достижению сжимающих напряжений в уплотнении, достаточных для придания адекватной термостойкости и механической прочности.

Настоящее изобретение улучшает эти методы, обеспечивая добавление присадочных материалов с определенным размером частиц в достаточных пропорциях для достижения совместимого теплового расширения при относительно низких температурах уплотнения без ущерба для текучести, тем самым формируя уплотнение с превосходной герметичностью, превосходной стойкостью к тепловому удару и превосходной механическая сила.

Обычно присвоенный Патент США. В US 3250631 описано добавление порошков тугоплавких оксидов, таких как диоксид кремния или β-эвкрипт, к припоям для снижения теплового расширения. Размер частиц наполнителя особо не обсуждается как критический. В примере 2 этого патента используется коммерчески доступная «мука» β-эвкриптита, а в примере 3 раскрывается использование измельченного плавленого кварца с размером частиц -270 меш. Нижний предел размера частиц не обсуждается.

U.С. Пат. US 3258350 раскрывает использование порошкообразного циркона с неопределенным размером частиц в качестве тугоплавкого наполнителя для припоя стекла.

Обычно присвоенный Патент США. В US 3778242 раскрыто стекло для припоя, которое содержит некристаллизованное, но кристаллизующееся стекло для припоя, модифицированное инертным огнеупорным материалом, и предварительно кристаллизованное стекло для припоя. Размер частиц обсуждается в том смысле, что все составляющие этого припоя должны быть меньше, чем размер экрана серии Sieve Series 100 США. Предпочтительно, примерно 50% по массе всех частиц должно быть меньше примерно 325 U.Размер сита S. Sieve Series, но менее 5% по весу, менее 5 микрон. В примере 1 этого патента используется наполнитель, имеющий такой размер частиц, что более 70% его частиц проходят через 400 меш. Хотя это описание дает некоторое представление о критериях размера частиц для стекол для припоя и наполнителей для них, оно не раскрывает и не предполагает резкого улучшения характеристик текучести во время плавления при существенном снижении теплового сжатия после охлаждения, которое достигается настоящим изобретением.

Также представляет интерес статья Д. В. А. Форбса «Паяльные стеклянные уплотнения в полупроводниковой упаковке», опубликованная в Glass Technology, Vol. 8, No. 2 (1967), где представлена ​​общая справочная информация о припоях этого типа. На страницах 35 и 36 этой статьи обсуждаются припои стекла, содержащие тугоплавкие материалы, такие как диоксид кремния, диоксид циркония, кварц и β-эвкриптит, хотя размер частиц и концентрация этих наполнителей особо не обсуждаются. Также общий интерес представляют U.С. Пат. №№ 3,228,548; 2,863,782; 3,061,664; и 2 969 293, которые раскрывают использование тугоплавких оксидов в стеклах и эмалях для припоя.

Настоящее изобретение представляет собой заметное усовершенствование этих технологий путем предоставления смеси припоя из порошкового свинцово-боратного стекла и порошкового огнеупорного наполнителя с низким коэффициентом расширения [(например, огнеупорные наполнители с коэффициентом теплового расширения менее 65 и обычно менее примерно 40 × 10 ^-7 / ° C (0 ° -300 ° C)] для использования в термоплавком запечатывании заготовки, имеющей более низкий коэффициент расширения, чем у припоя, при этом практически весь огнеупорный наполнитель имеет диаметр частиц превышение примерно 400 меш U.Сито серии S. Sieve (т.е. более 37 микрон в диаметре). Предпочтительно, чтобы диаметр частиц огнеупорного наполнителя превышал 37 микрон (т.е. 400 меш) и менее 150 микрон (т.е. примерно 100 меш), как определено ситовым анализом серии US Sieve Series. Верхний предел размера частиц зависит от метода нанесения смеси герметика. Большинство коммерческих способов нанесения включают экструзию или шелкотрафаретную печать пасты из смеси герметиков, и закупорка устройства для нанесения может быть проблемой, когда огнеупорный наполнитель имеет размер частиц, существенно превышающий примерно 100 меш.

Используемое припойное стекло на основе бората свинца (включая борат свинца-цинка) может быть любым хорошо известным в данной области обычным припоем, как описано в патентах США No. № 3778242. Размер частиц припойного стекла из бората свинца не имеет особого значения для практического применения настоящего изобретения и любого обычного распределения частиц по размерам, такого как показано в патенте США No. № 3778242 может быть использован. В основе настоящего изобретения лежит размер частиц наполнителя, а не припой.Такие припойные стекла с боратом свинца обычно имеют коэффициенты теплового сжатия примерно от 80 до 110 × 10 ^-7 / ° C в диапазоне температур от температуры запечатывания до комнатной температуры. Такие стекла используются для формирования стекловидных уплотнений, а также стеклокерамических или полукристаллических уплотнений, как известно в данной области техники, и диапазоны составов в% по массе указаны ниже, где общее содержание всех оксидов составляет 100%.

______________________________________

Оксид Широкий диапазон Обычный диапазон

______________________________________

PbO 70-85 75-85 ZnO 0-20 2-16 B 2 O 3 3 2 O 3 3 5-15 8-15 SiO 2 0-10 0-5 BaO 0-3 0-2 SnO 2 0-5 0-2

______________________________________

Другие традиционные оксиды для стекловарения, такие как CaO, CuO, Bi ₂ O ₃ , Na ₂ O, K ₂ O, Li ₂ O, CdO и Fe ₂ O ₃ можно включить.Однако во многих случаях предпочтительно не использовать эти ингредиенты, а скорее обеспечить композиции, которые состоят по существу только из тех ингредиентов, которые указаны выше.

Огнеупорный наполнитель в виде частиц, используемый в данном изобретении, может быть любым из таких хорошо известных материалов, синтетических или натуральных, традиционных для данной области техники. Эти тугоплавкие наполнители включают диоксид кремния; алюмосиликаты лития, включая β-сподумен, петалит, β-эвкрипт и стеклокерамику из алюмосиликата лития с низким коэффициентом расширения, как в U.С. Пат. № 3788865, (с красителями или без них), оксид алюминия; алюмосиликаты, включая муллитовые глины и другие глины; диоксид циркония; оксид олова; и циркон. Из этих алюмосиликатов лития предпочтительны алюмосиликатные глины и циркон с точки зрения эффективности и экономии. Для достижения наилучших результатов используемый огнеупорный наполнитель должен обеспечивать снижение коэффициента расширения припоя по крайней мере примерно на 1-25 × 10 ^-7 / ° C по сравнению с температурой при использовании в пропорции примерно до 25%. от веса смеси.

Способы получения гранулированного огнеупорного наполнителя в интересующем диапазоне размеров являются общепринятыми в данной области техники и не являются частью настоящего изобретения. Достаточно сказать, что можно использовать обычные операции дробления и измельчения, а также обычные методы просеивания и классификации, такие как раскрытые в «Справочнике инженера-химика» под редакцией Джона Х. Перри, McGraw Hill, третье издание (1950).

Фактически применяемые удельные весовые проценты порошкового припоя и тугоплавкого наполнителя будут варьироваться в широком диапазоне в зависимости от конечного применения.Вообще говоря, следует добавить достаточное количество тугоплавкого оксида, чтобы вместе они обеспечивали необходимый коэффициент согласования расширения, текучесть и скорость кристаллизации для уменьшения нормального температурно-временного фактора процесса термосваривания при том же time обеспечивают прочное, герметичное, влагостойкое уплотнение. Обычно это составляет от 1 до 25% по массе смеси припоя стекло / огнеупорный наполнитель, причем для большинства применений подходит от около 5 до около 20%.

Уплотнение формируется термическим сплавлением слоя смеси порошкового припоя и порошкового огнеупорного наполнителя при тесном контакте с заготовкой при температуре и в течение времени, достаточного для растекания и плавления такой смеси в прочное герметичное уплотнение, имеющее коэффициент теплового сжатия меньше, чем у припоя, изначально присутствующего в смеси. Температуры в диапазоне 350-500 ° C для периодов времени от примерно 1 минуты до примерно 1 часа являются типичными для кристаллизующихся и некристаллизующихся припоев, при этом более низкие температуры обычно требуют более длительных периодов времени.В обычной практике прочные, герметичные, воспроизводимые уплотнения формируются за время от примерно 5 минут до примерно 30 минут при температурах в диапазоне от 350 ° до 450 ° C.

Получающееся уплотнение, сформированное из смесей изобретения, может быть стекловидным или расстеклованным (то есть кристаллическим), в зависимости от состава припоя, а также времени и температуры плавления. Стекло из бората свинца, содержащее цинк, имеет большую тенденцию к кристаллизации во время сварки плавлением с образованием расстеклованных уплотнений.Стекло для припоя из бората свинца, содержащее мало цинка или не содержащее цинка, имеет большую тенденцию оставаться стекловидным во время сварки плавлением.

Смеси порошкового припоя из стекла и гранулированного огнеупорного наполнителя по настоящему изобретению можно наносить на детали, подлежащие герметизации, любым традиционным способом, как в патенте США No. № 3778242. Примеры таких методов включают распыление, трафаретную печать и пиролизируемые ленты. При формировании смесей в распыляемые суспензии их обычно диспергируют в жидком органическом носителе, таком как спирт, до распыляемой вязкости.Другой пример суспензии-носителя — это 11/2 процента нитроцеллюлозы в амилацетате. Для образования пасты можно использовать любой из обычных пастообразных органических носителей, а также можно использовать обычные ленты.

После того, как смесь нанесена, ее сушат и / или нагревают в соответствии с обычными методами для сжигания транспортного средства, а затем обжигают для плавления уплотнения с кристаллизацией или расстеклованием или без них. Особенно предпочтительный цикл нагрева для сплавления лицевой панели с уплотнением телевизионной воронки в соответствии с настоящим изобретением включает скорость нагрева примерно 10 ° C / мин, выдержку, указанную при температуре герметизации, и скорость охлаждения примерно 5 ° C / мин. минута.Такой цикл нагрева обычно обеспечивает высокое качество уплотнения, не вызывая вредных термических напряжений в деталях. Для запечатывания и остекления небольших электронных корпусов можно использовать скорость нагрева и охлаждения около 80 ° C / мин и выше, не вызывая теплового удара детали. Ниже изложены характеристики хороших стеклоплавильных стекол с точки зрения расхода и коэффициента теплового сжатия, необходимых для получения прочных герметичных уплотнений для различных деталей, имеющих коммерческое значение в области электроники.

«Поток» измеряется путем помещения прессованной гранулы из смеси герметизирующего стекла и твердого огнеупорного наполнителя на поверхность герметизируемой заготовки (или стандартной стеклянной заготовки с известным коэффициентом сжатия рядом с заготовкой интереса), а затем нагревание, чтобы сформировать сварное уплотнение. После нагревания измеряют ширину и высоту гранулы, и отношение ширины к высоте выражают в виде потока. Это соотношение является показателем «качества» и выражает несколько важных характеристик, таких как вязкость, смачивание, кристаллизация и граничные эффекты, в одном эмпирическом числе.Обычно желательны более высокие значения расхода, чтобы гарантировать адекватное покрытие герметизируемого стыка.

Таблетка для испытаний формируется путем прессования смеси из твердых частиц герметизирующего стекла и огнеупорного наполнителя в цилиндр высотой 3 мм и диаметром 3 мм в пресс-матрице с плашечным прессом.

Коэффициент теплового сжатия измеряется от температуры уплотнения до комнатной температуры, поскольку это значимый диапазон температур, в котором при формировании уплотнений в промышленных приложениях возникают напряжения.

Ниже представлены характеристики хорошего герметизирующего стекла с точки зрения величины потока и коэффициента теплового сжатия, необходимых для получения прочных герметичных уплотнений для различных изделий, имеющих промышленное значение. Эти критерии были четко установлены для каждого приложения путем многочисленных наблюдений. Когда требования к потоку и сжатию соблюдены, хорошее уплотнение обеспечивает указанное применение. В целях сравнения заготовка, использованная в примерах, представляет собой плоский кусок известково-натриевого стекла с коэффициентом сжатия 80 × 10 ^-7 / ° C.Расход и коэффициент теплового сжатия сформированного уплотнения легко определить по этой стандартной стеклянной заготовке.

__________________________________________________________________________

Заготовка Приблизительный коэффициент Минимум Максимум Коэффициент теплового расширения Поток теплового сжатия 10 7 / ° C (0-300 ° C) (Ш / В) сжатие × 10 7

__________________________________________________________________________

Цветной телевизор лампы 98 2.3 98 Черно-белый Лампа для телевизора 91 1,0 90 Глинозем до 71 Коварный металлический сплав 64 1,3 78 Глинозем 71 1,0 78 Глинозем Глинозем черно-белый 91 1,0 86 телевизионные лампы

__________________________________________________________________________

Следующие ниже примеры иллюстрируют настоящее изобретение в конкретных сравнительных терминах.В этих примерах все части являются массовыми частями, все проценты являются массовыми процентами, а все температуры указаны в ° C, если не указано иное. Все размеры сита относятся к серии сит США, в которой сито 400 меш имеет отверстие 37 микрон, сито 325 меш имеет отверстие 44 мкм, а сито 200 меш имеет отверстие 74 мкм. Коэффициенты теплового сжатия — от температуры уплотнения до комнатной температуры.

ПРИМЕР 1

Часть A

Стекло для припоя, имеющее следующий состав в мас.%: PbO 75% B ₂ O ₃ 8.4 ZnO 12,6 SiO ₂ 2,0 BaO 2,0

получают путем плавления обычных материалов шихты в платиновом тигле при температуре около 1000 ° C в атмосфере воздуха в течение около 2 часов. Затем стекло истирают на охлаждаемых водой валках и измельчают до размера частиц, при котором 70% по весу частиц имеют размер менее примерно 400 меш.

Часть B

Стеклокерамический огнеупорный наполнитель в виде частиц, имеющий состав: SiO ₂ 67,5 Al ₂ O ₃ 21.0 Li ₂ O 4,0 CaO 2,7 ZrO ₂ 2,0 TiO ₂ 1,8 ZnO 1,0

получают из обычных ингредиентов партии, как в Примере 42 патента США No. № 3788865 (но без красителей) плавлением в платиновом тигле при 1600 ° C в течение 72 часов с образованием гомогенного стекла в газовой стекловаренной печи. Затем гомогенное стекло охлаждают до комнатной температуры и подвергают термообработке при температуре около 730 ° C в течение 16 часов, а затем 1 час при 800 ° C с образованием полукристаллического стеклокерамического тела.Затем стеклокерамическое тело измельчается и измельчается с использованием вращающейся шаровой мельницы, загруженной шариками из оксида алюминия, и просеивается на фракцию +400 меш (т.е. диаметр частиц более 37 микрон). Коэффициент теплового расширения этих стеклокерамических частиц составляет 0 × 10 ^-7 / ° C (0 ° -300 ° C).

Часть C

Серия физических смесей (Набор 1) фракции +400 меш стеклокерамического огнеупорного наполнителя в виде частиц из Части B и стекловолокна из твердых частиц из Части A готовится путем тщательного перемешивания в обычном двойном конусе. роторный блендер.

Приготавливают аналогичную серию (набор 2) физических смесей дисперсного герметизирующего стекла из части A и фракции -400 меш стеклокерамического огнеупорного наполнителя из частиц из части B. Затем проверяется пригодность этих смесей для герметизации электронного компонента, включая оксид алюминия, с металлическими уплотнениями из ковара путем уплотнения испытательной таблетки и измерения расхода и коэффициента теплового сжатия для уплотнений, полученных с помощью процедуры, описанной выше. Уплотнение формируется на стандартном куске известково-натриевого стекла, описанном выше, путем помещения гранул на заготовку и плавления уплотнения при 480 ° C в течение 12 минут в печи с электрическим нагревом, используя скорость нагрева и охлаждения примерно 80 ° C. / минуту.Ковар металл имеет коэффициент теплового сжатия около 64 × 10 ^-7 / ° C в диапазоне от температуры герметизации до комнатной температуры, а глинозем имеет коэффициент около 71 × 10 ^-7 / ° C при той же температуре. диапазон. Результаты этих испытаний представлены ниже.

______________________________________

Набор 1 (изобретение)% Коэффициент расхода огнеупорного наполнителя при тепловом усадке в смеси × 10 7

______________________________________

0 3.8 96 5 3,52 80 10 2,44 76 15 1,38 71

______________________________________

Набор 2 (контроль) % Огнеупорный наполнитель Коэффициент текучести в смеси 10 7

______________________________________

0 3.8 96 5 2,75 84 10 1,51 79 15 0,95 76

______________________________________

Приведенные выше данные показывают, что некоторые смеси набора 1 удовлетворяют требованиям коварно-глиноземных уплотнений (т.е. > 1,3 и коэффициент теплового сжатия <78), и ни одна из смесей набора 2 не отвечает требованиям. Кроме того, наблюдается, что для данного содержания наполнителя набор 1 имеет более высокую текучесть и меньшую усадку, чем соответствующая смесь набора 2.

Часть D

Для дальнейшей демонстрации принципов настоящего изобретения между металлическим коваром и оксидом алюминия в электронном компоненте, содержащем обычный двухрядный корпус (то есть DIP), сформировано стекловидное уплотнение. Стеклянную пластину припоя получают смешиванием 85 частей по весу четвертой смеси набора 1 с 15 частями нитроцеллюлозно-амилацетатного связующего, которое содержит 98% амилацетата и 2% нитроцеллюлозы. Получают несколько плоских заготовок из оксида алюминия (ширина 1/4 дюйма × длина 3/4 дюйма), имеющих на одной стороне неглубокую полость (ширина 1/8 дюйма × длина 1/4 дюйма).Затем паста наносится шелкотрафаретной печатью на стороне нескольких заготовок из оксида алюминия, имеющих полость (но не в полости) до мокрой толщины приблизительно 12 мил, и нагревается до 400 ° C в течение 5 минут для образования стекловидной глазури на заготовках. . Одна заготовка из глазурованного оксида алюминия нагревается примерно до 520 ° C для смягчения глазури. На размягченную глазурь устанавливают свинцовую рамку из ковара, обычно имеющую форму решетки, и позволяют сеткам погрузиться в размягченную глазурь и врастают в нее в течение примерно 2 минут.Затем заготовка охлаждается.

Эта сборка выводной рамы и заготовки переворачивается, и сетка ковара помещается на другую заготовку из оксида алюминия, которая была покрыта аналогичным покрытием. Эту сборку нагревают со скоростью примерно 80 ° C в минуту до 450 ° C и выдерживают в течение 15 минут, чтобы сформировать плавкое уплотнение между оксидом алюминия и решеткой из ковара, а затем охлаждают до комнатной температуры. Получающийся в результате DIP напоминает бутерброд, где глинозем — это «хлеб», а коварная сетка — «мясо». Полости в каждом куске глинозема обращены к коваровой сетке и герметично закрыты.

Полученный электронный блок DIP подвергается термоциклированию при температуре от -65 ° C до + 200 ° C в соответствии с Военным стандартом 883, метод 1010, условие D. Герметичность корпуса измеряется до и после термоциклирования с помощью Испытания на общую утечку фторуглерода и обнаружение утечки гелия в соответствии с Военным стандартом 883, Метод 1014, условие A (гелий), Conditon C (грубая утечка, шаг 1). Сотня таких DIP протестирована, и ни одна из них не превысила скорость утечки гелия в спецификации испытаний 1 × 10 ^-8 куб.

Механическая прочность DIP проверяется путем испытания DIP на крутящий момент, при котором одна из частей пакета из оксида алюминия отрывается от пакета при кручении. Несколько пакетов проходят испытания, и для того, чтобы вызвать механическое повреждение, требуется усилие крутящего момента более 50 дюймов на фунт.

ПРИМЕР 2

Повторяются процедуры части C примера 1, за исключением того, что фракции частиц циркония в виде частиц +400 меш и -400 меш (ZrSiO ₄ ) используются в качестве огнеупорного наполнителя вместо стеклокерамического наполнителя в виде частиц. .Частицы циркона имеют коэффициент теплового расширения 33 × 10 ^-7 / ° C (0 ° -300 ° C). Результаты представлены ниже:

Набор 1 (изобретение)% коэффициент текучести огнеупора термического наполнителя в усадке смеси × 10 7

______________________________________

5 3,3 87 10 2,84 81 15 2,40 76

______________________________________

Аналогичные результаты получены при герметизации DIP, когда процедуры части C примера 1 повторяются с использованием третьей смеси набора 1 примера 2 в герметизирующей пасте.

______________________________________

Набор 2 (Контроль)% Коэффициент текучести огнеупора для термического наполнителя в смеси, сжатие × 10 7

______________________________________

5 1,87 89 10 1,06 85 150003 9 0,87 83

______________________________________

Очевиден драматический эффект относительно крупного размера частиц набора 1 на снижение коэффициента теплового сжатия при сохранении адекватного потока для герметизации плавлением.

ПРИМЕР 3

Часть A

Стеклянный припой в виде частиц части A примера 1 смешивают в серии различных пропорций (набор 1) с мелкодисперсным стеклокерамическим наполнителем из состава части B примера 1, который был измельчают и просеивают на фракцию, которая составляет от -325 меш до +400 меш (т.е. частицы, имеющие диаметр в диапазоне от 37 до 44 микрон).

Аналогичная серия (набор 2) физических смесей из дисперсного герметизирующего стекла и макрочастиц стеклокерамического наполнителя, имеющих случайное распределение частиц в диапазоне диаметров от 1 до 50 микрон, также подготовлена ​​с целью сравнения.

Плавкое уплотнение формируется в соответствии с процедурами части C примера 1 путем плавления при 450 ° C в течение 15 минут со скоростью нагрева и охлаждения примерно 80 ° C в минуту. Результаты испытаний представлены ниже.

Набор 1 (изобретение)% коэффициент текучести огнеупора термического наполнителя при усадке смеси × 10 7

______________________________________

5 2,82 85 10 1.86 79 15 1,62 76 25 1,45 71

______________________________________

Набор 2 (Контроль) % Коэффициент текучести огнеупора термический Наполнитель в смеси Усадка смеси × 10 7

______________________________________

5 2,75 86 10 1,72 81 15 1.17 76 25 0,96 70

______________________________________

Приведенные выше данные показывают, что некоторые из уплотнений комплекта 1 соответствуют требованиям по герметизации глинозема к ковару. Уплотнения могут быть сформированы при температуре плавления 450 ° C с использованием наполнителя с диаметром частиц от 37 до 44 микрон. Набор 2, имеющий случайные размеры частиц в диапазоне от 1 до 50, не сразу удовлетворяет этим требованиям.

ПРИМЕР 4

Часть A

Стекло для припоя в виде частиц, имеющее следующий состав в массовых процентах: PbO 84,1 B ₂ O ₃ 12,3 ZnO 2,7 SiO ₂ 0,4 BaO 0,5

получают по методикам Часть A примера 1. Стеклянный припой в виде частиц смешивают с наполнителем из стеклокерамики в виде частиц, имеющим состав части B из примера 1, но который измельчается и просеивается до фракции -325 меш +400 меш.Тогда диаметр частиц находится в диапазоне от 37 до 44 микрон. Формируют серию сварных швов путем обжига серии смесей припоя из стекла и стеклокерамического наполнителя (набор 1) при 400 ° C в течение 30 минут по процедуре примера 1. Результаты представлены ниже.

Аналогичную серию (набор 2) смесей готовят с использованием циркона с фракцией размера частиц -325 меш + 400 меш в качестве наполнителя вместо стеклокерамического наполнителя.

______________________________________

Набор 1 (стеклокерамический наполнитель)% Огнеупорный коэффициент текучести термического наполнителя в усадке смеси × 10 7

______________________________________

0 3.48 106 5 3,14 101 6 3,00 97 7,5 2,88 94

______________________________________

Набор 2 (циркониевый наполнитель) % Коэффициент текучести огнеупора Наполнитель в смеси 10 7

______________________________________

0 3.48 106 5 3,20 104 10 3,00 102 15 2,94 100 20 2,84 96

______________________________________

Приведенные выше данные показывают, что стеклокерамический наполнитель и наполнитель из циркона эффективны в выполнение требований по формированию пломб для лампочек цветных телевизоров. Для этой цели вполне подходят 6% стеклокерамики и 20% циркона.

Чтобы дополнительно продемонстрировать этот принцип, уплотнение воронки на лицевой панели в лампе цветного телевизора может быть выполнено следующим образом. Паяльную стеклянную пасту получают путем смешивания третьей смеси набора 1 из примера 3 (т.е. смеси, содержащей 6% стеклокерамического наполнителя) с органическим связующим, которое включает 98,8 части амилацетата и 1,2 части нитроцеллюлозы. Полученная паста содержит 92 мас.% Смеси и 8 мас.% Органического связующего. Паста имеет консистенцию, напоминающую зубную пасту.

Паяльная стеклянная паста выдавливается в виде валика на уплотняемую поверхность воронки для телевизионного стекла. Шарик припоя стекла сушится без плавления частиц припоя. Лицевую панель помещают на полоску припойной стеклянной пасты так, чтобы она герметично соединялась с воронкой, и сборку нагревают со скоростью 10 ° C в минуту до 400 ° C, выдерживая при этой температуре в течение 30 минут, а затем охлаждают до комнатной температуры при этой температуре. скорость 5 ° C в минуту.

Между лицевой панелью и воронкой образуется герметичное уплотнение из кристаллического стекла.

Для проверки герметичности колбу нагревают до 400 ° C и вакуумируют, как и во время работы в телевизионных приложениях, и в этих условиях уплотнения остаются неповрежденными и герметичными. Неудовлетворительное уплотнение может протечь или взорваться.

Часть B

Повторяются процедуры части A этого примера, за исключением того, что измельченный огнеупорный наполнитель в виде частиц измельчается и просеивается до размера -200 меш +325 меш (т.е. размер частиц находится в диапазоне от 44 до 74 микрон). Результаты представлены ниже.Набор 1 представляет собой серию смесей с использованием дисперсного стеклокерамического наполнителя, а Набор 2 представляет собой серию смесей с использованием дисперсного циркониевого огнеупорного наполнителя.

______________________________________

Набор 1% коэффициент текучести огнеупора термического наполнителя в усадке смеси × 10 7

______________________________________

0 3,5 106 5 3.1100 6 3,0 97 7,5 2,9 93 10 2,5 83 15 1,5 78 20 1,3 74

______________________________________

Набор 2 % Огнеупор Коэффициент расхода термического Наполнитель в усадке смеси × 10 7

______________________________________

0 3.5 106 5 3,3 102 10 3,1 100 15 3,0 98 17 3,0 96 20 2,9 94

______________________________________

Приведенные выше данные показывают взаимосвязь между долей наполнителя и поток усадки для формирования алюминиево-коварных металлических уплотнений при 400 ° C. В наборе 1 спецификациям будет соответствовать 15% стеклокерамического наполнителя.Набор 2 показывает эффективность циркона в снижении расширения при обеспечении хорошей текучести.

ПРИМЕР 5

Процедуры из Примера 4 повторяются за исключением того, что температура плавления составляет 390 ° C, а запечатанная заготовка представляет собой стекло для цветных телевизионных ламп. Ниже представлены результаты для каждой серии смесей с использованием стеклокерамических наполнителей и наполнителей из циркона.

______________________________________

Набор 1 (стеклокерамический наполнитель) Коэффициент текучести огнеупора термического наполнителя при усадке смеси × 10

______________________________________

0 3.1 106 5 2,9 100 6 2,8 96

______________________________________

Набор 2 (циркониевый наполнитель) % Огнеупор Коэффициент текучести термического Наполнитель в смеси Усадка смеси × 10 7

______________________________________

0 3,1 106 5 2.9104 10 2,5 102 15 2,4 100 20 2,3 97

______________________________________

Эти данные показывают, что доля стеклокерамического наполнителя составляет 6%, а доля циркониевого наполнителя — 20%. размер частиц крупнее 37 микрон обеспечивает характеристики потока и сжатия, необходимые для герметизации лицевых панелей и воронок цветных телевизоров.

Часть B

Процедуры для набора 1 части A повторяются, за исключением того, что температура обжига составляет 380 ° C. Результаты представлены ниже.

______________________________________

Набор 1 (стеклокерамический наполнитель)% Огнеупорный коэффициент текучести термического наполнителя в усадке смеси × 10

______________________________________

0 2,1 108 5 1.9 101 6 1,7 97 10 1,5 86

______________________________________

Эти данные показывают, что спецификации на уплотнения для черно-белых телевизионных ламп и черно-белых телевизионных ламп с оксидом алюминия легко достигаются настоящее изобретение.

ПРИМЕР 6

Для дальнейшей демонстрации принципов настоящего изобретения припойное стекло из бората свинца, содержащее 85% по массе PbO и 15% по массе B ₂ O ₃ , получают и измельчают в соответствии с процедурами части A примера 1.

Алюмосиликатная глина муллитового типа состава 3 Al ₂ O ₃ . 2 SiO ₂ просеивают на фракцию сита +400 США и фракцию сита -400 США.

Затем готовят серию смесей с использованием описанного выше герметизирующего стекла из бората свинца с указанной выше алюмосиликатной глиной +400 меш. Также готовят другие смеси припоя на основе бората свинца и стеклокерамических наполнителей из Части В Примера 1, а также циркона и β-эвкриптита.

Смеси готовят, плавят при 450 ° C в течение 15 минут и оценивают методом примера 1. Результаты представлены ниже. С целью контроля готовят набор смесей с использованием глины с меньшим размером частиц (т.е. -400 меш), чтобы проиллюстрировать значительные улучшения, достигнутые при практическом применении настоящего изобретения.

__________

__________________________________________________________________________

Набор 1 Изобретения% Огнеупорный наполнитель Тип частиц Коэффициент расхода в смеси Размер огнеупорного наполнителя Диаметр Термическое сжатие

__________________________________________________________________________

× 10 7 .581 123 20 муллитовая глина > 37 μ 2.651 87 20 циркон> 37μ 5.073 89 20 стеклокерамика > 37μ 1.374 75 9000ry 20 3,359 76

__________________________________________________________________________

Контроль набора 2 % Огнеупорный наполнитель Тип коэффициента потока частиц в смеси Огнеупорный наполнитель 900 ________________________________________

× 10 7 15 муллитовая глина <37μ 4.682 95 20 муллитовая глина <37μ 1,206 91 25 муллитовая глина <37μ 1,153 87 30 ___________________ муллитовая глина <37μ 1.000

Приведенные выше данные показывают, что рабочие характеристики для многих приложений уплотнения выполняются со смесями набора 1, в то время как смеси набора 2 менее желательны для многих из этих приложений.

Другие составы припоя для стекла, которые оказались особенно подходящими для смешивания с порошкообразным огнеупорным наполнителем, имеющим размер частиц, превышающим 37 микрон, в практике настоящего изобретения, включая:

Оксид, вес.%, Вес.%

______________________________________

PbO 75,5 71,0 B 2 O 3 8,5 10.0 ZnO 12,0 15,8 SiO 2 2,0 2,2 BaO 2,0 1,0

______________________________________

Для удобства раскрытия патенты и публикации, упомянутые выше, включены в настоящий документ посредством ссылки.

Обеспечение механических характеристик паяных тонкостенных конструкций из тугоплавкого сплава Ni — 20Cr — 6Al — 1Ti –1Y 2 O 3

1.

Банных О.А., Лякишев Н.П., Поварова К.Б. Принципы создания новых материалов на основе алюминидов для работы при высоких температурах. Матер., № 3, 69–80 (1995).

Google Scholar

2.

Дж. Т. Дорси, К. С. Потит, К. Э. Вурстер и Р. Р. Чен, «Требования к металлической системе тепловой защиты, окружающая среда и интегрированные концепции», J. Spacecraft Rockets, 41 , No.2. С. 162–172 (2004).

Артикул Google Scholar

3.

Гусарова И.А., Божко С.А., Богачева А.Г. Исследование влияния космического пространства на свойства материалов теплозащитного экрана. Часть 1. Даль Схидноукр. Нац. Ун-та, № 14 (168), 58–63 (2011).

4.

Лукин В.И., Рыльников В.С., Афанасьев-Ходыкин А.Н., Тимофеева О.Б. Особенности диффузионной сварки жаропрочного сплава ЭП975 и литого монокристаллического интерметаллического сплава ВКНА-4У для блиск-конструкций. Int., 28 , № 7. С. 562–567 (2014).

Артикул Google Scholar

5.

Дж. Такахаши, М. Н. Мартинс, Дж. А. де Лима, А. А. Малафронте, Л. Портанте, МОГ да Круз и П. Р. Пашолати, «Частота плунжера ускоряющей структуры боковой пары для микротрона IFUSP», in: Ускоритель частиц, конф. (Ванкувер, Канада, 12–16 мая 1997 г.), Ванкувер, Канада (1997), стр. 2998–3000.

6.

Махненко В.И., Квасницкий В.В., Ермолаев Г.В. Влияние пластических деформаций на напряженно-деформированное состояние при диффузионной сварке металлов с различными физико-механическими свойствами // Автомат. Сварка, № 8, 5-10 (2008).

7.

Кондратьев А.В., Коваленко В.А. Обзор и анализ мировых тенденций и проблем расширения применения полимерных композиционных материалов в агрегатах ракетно-космической техники // Вопр.Проект. Произв. Конструкц. Летат. Аппар., , № 3 (67), 7–18 (2011).

8.

Шевцова Л.И. Производство композиционных материалов «алюминий – никель-алюминид» SPS-методом // В сб .: Proc. XIII Всероссийское. Школа-семинар «Новые материалы. Продукция, структура и свойства », Томск Политех. Томск, 2013. С. 140–143.

9.

В. Сливинский, В. Гайдачук, А. Гайдачук, Н. Сливинская, Оптимизация веса сотовых конструкций для космических приложений, в: 56-я Междунар.Astronautical Congr. (Фукуока, Япония, 17–21 октября 2005 г.), Фукуока, Япония (2005 г.), стр. 1–10.

10.

Кляцкин А.С., Исследование закономерностей формирования структуры высоколегированных никелевых тугоплавких композитов и разработка на их основе тугоплавких сварных сплавов : Автореферат кандидатской диссертации. Машиностроение), Московский техн. Ун-та, Москва (1991).

11.

Дж. Притчард, «Конструкция горячей зоны для вакуумных печей», Промышленное отопление, Сентябрь, 95–98 (2007).