Способ пайки разнородных материалов

Способ пайки разнородных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в различных областях техники для получения соединений разнородных материалов, работающих при термоциклировании. Цель изобретения - повьтение работоспособности паяного соединения путем снижения термомеханических напряжений при сохранении высокой прочности и теплопроводности. На подлежащей пайке поверхности пластичного 1атериала формируют отдельные выступы различной высоты, увеличивая ее по мере удаления от центра паяного соединения . Между вершинами выступов и паяемой поверхностью металлопластичного материала размещают припой. Производят нагрев до температуры пайки и охлаждение. Приведена расчетная зависимость выбора высоты выступов. Выполнение выступов различной высоты обеспечивает эффективную компенсацию термомеханических напряжений за счет различной деформации изгиба выступов в разных точках соединения и позволяет получать соединения с большими площадями контакта без снижения прочности на сжатие и сдвиг и без значительного увеличения термического сопротивления. 1 3.П. ф-ЛЫ. с (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 511 4 В 23 К 1/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4 172067/31-27 (22) 04 ° 01. 87 (46) 07.01.89, Бюл, Р 1 (71) Институт проблем сверхпластичности металлов АН СССР (72) P.Ô.Ìàèëååâ и С.И.Перепелица (53) 621.791.36 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 622596, ;.л. В 23 К 1/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 774868, кл. В 23 К 31/02, 1979. (54) СПОСОБ ПАЙКИ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к пайке и может быть использовано в различных областях техники для получения соединений разнородных материалов, работающих при термоциклировании.

Цель изобретения — повышение работоспособности паяного соединения путем снижения термомеханических напряжений при сохранении высокой прочности

„„Я0„„1449263 A 1 и теплопроводности. На подлежащей пайке поверхности пластичного материала формируют отдельные выступы различной высоты, увеличивая ее по мере удаления от центра паяного соединения. Между вершинами выступов и паяемой поверхностью металлопластичного материала размещают припой.

Производят нагрев до температуры пайки и охлаждение. Приведена расчетная зависимость выбора высоты выступов. Выполнение выступов различной высоты обеспечивает эффективную компенсацию термомеханических напряжений за счет различной деформации изгиба выступов в разных точках соединения и позволяет получать соединения с больщими площадями контакта беэ снижения прочности на сжатие и сдвиг и беэ значительного увеличения термического сопротивления.

1 э,п. ф-лы.

1449263

30

Изобретение относится к пайке. в частности к способам пайки разнородных материалов, иможет быть использовано в различных отраслях

5 машиностроения, электроники и радиотехники при получении соединений, Работающих при термоциклировании.

Целью изобретения является ловышение работоспособности паяного соединения путем снижения термомеханических напряжений при сохранении высоких прочности и теплопроводности.

Способ реализуется следукщим образом. 15

Hk подлежащей пайке поверхности пластичного материала формируют отдельные выступы различной высоты, увеличивая последнюю по мере удаления от центра паяного соединения, между вершинами выступов и яояемой поверхностью мапопластиного материал& р&зием(ают припой, прОизводят нагрев до температуры пайки и охлажденке. 25

Высота каждого выступа может быть рассчитана по формуле

l ЗгТ (Ы, - Ы 1) EI x

Ь

Ю юа « у

tt Ы 1М где h - минимально допустимая мни высота выступа; и - коэффициент запаса;

r - -расстояние от центра паяного соединения до края выступа; 35 е,, Ы - коэффициенты термического расширения (КТР1 пластичного и малопластичного материалов соответственно; 40

Т вЂ” температура солидуса припоя;

F, — модуль упругости пластичного материала; (6„) — допускаемое напряжение 45 о на изгиб для пластичного материала;

I W х ° х момент инерции и момент сопротивления поперечного сечения выступа относительно оси, перпендикулярной линии, соединяющей выступ с центром паяного соединения.

Выполнение выстУпов Различной высоты обечпечивает эффективную компенсацаю термомеханических напряжений в процессе охлаждения до температуры пайки и посдедуищего термоциклкрования, сохраняя при этом максимально возможную устойчивость паяного соединения на сжатие и сдвиг и минимальное тепловое сопротивление. . Пример. Паяют детали иэ малопластичного компоэита, представляющего собой спеченный карбидотитановый каркас, инфильтрироваиный жаропрочным никелевым сплавом (ЖНС), и из пластичного ЖНС. Деталь иэ компоэита имеет размеры 30х50х10 мм, деталь иэ

ЖНС вЂ” 30x50x60 мм. Размеры паяного соединения 30х50 мм, На поверхности детали иэ ЖНС, подлежащей пайке, выполняют выемки, образуя на этой поверхности 25 цилиндрических выступов, расположенных в шахматном порядке таким образом, что один выступ размещается в центре паяного соединения, а четыре выступа — по его углам.

Диаметр выступов 5 мм. Высоты центрального выступа 6 мм, шести выступов, вписывающихся в окружность диаметром 24 мм с центром в середине паяного соединения, 12 мм, десяти выступов, вписывающихся в окружность

1 диаметром 42 мм, 15 мм, остальных восьми выступов 18 мм. Между паяемыми поверхностями размещают пасту припоя BHp11-40Н слоем толщиной

0,5 мм. Пайку производят в печи в вакууме 10 Па при температуре

1160 С с выдержкой 15 мин.

Полученные соединения не имеют видимых дефектов в шве и соединяемых деталях и при термоциклировании на воздухе от 20 до 1000 С выдерживают до 30 циклов.

Для сравнения такие же детали паяют по известному способу. Для этого на поверхности ЖНС выполняют конусные штыри высотой 3 м . Соосно этим штырям делают отверстия диаметром 1 мм, в которые засыпают порошок припоя ВПР11-40Н. Пайку производят на том же оборудовании и при тех же условиях, что и по преллагаелюму способу. В паяном соединении наблюдаются трещины по припою и по телу композита. Соединение выдерживает не более двух термоциклов от 20 до

1000 С.

Изобретение позволяет повысить качество паяных сеединений разнородных материалов с большой разностью

KTP за счет более эффективной компенсации термомеханических напряжений посредством деформации изгиба высту-, l44 9263 пов, формируею х на поверхности пластичного материала и за счет оп тимизации размеров этих выступов.

Использование данного способа позволяет получать лаяные соединения большой площади в изделиях, применяемых в различных областях машиностроения и приборостроения, например в крупногабаритных штампах горячего деформирования с паяной твердосплавной гравюрой или в металлокерамических узлах радиосхем.

Формула изобретения

Составитель Л,Абросимова

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор Г.Релетник

Заказ 6907/12 Тирам 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ пайки разнородных материалов, преимущественно пластичных с малопластичными, при котором на подлежащей лайке поверхности пластичного материала формируют отдельные выступы, помещают между вершинами выступов н паяемой поверхностью малойпастичиого материала припой, нагревают до температуры пайки и охлавдают, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности паяного соединения путем сникения термомеханических напряжений при сохранении высоких прочности и теплопроводности, выступы выполняют различной высоты, увеличивая последнюю по мере удаления от центра паяного соединения..

2, Способ по л.l о т л и ч а ю

5 шийся тем что величину кажЭ дого выступа рассчитывают по формуле

1 Згт(а(— a()ЕЕ

h мин л (g )W где Ь „„ — минимально допустимая

10 высота выступа, n — коэффициент запаса;

r - расстояние от центра паяного соединения до края выступа;

15 F, - модуль упругости пластичного материала;

В„) — допустимое напряжение на изгиб для пластичного материала;

20 a(, и a(g — коэффициенты термического

"расширения пластичного и малопластичного материа- лов соответственно;

Т - температура солндуса при25 поя;

Х „ и W „ — соответственно моменты инерции ц солртивления поперечного сечения выступа оси, перпендикулярной

30 линии, соединяющей выступ с центром паяного соединения.