Припой для пайки чугуна

Припой для пайки чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, применяемого для пайки чугуна при ремонте и заделке чугунных отливок. Цель изобретения - улучшение смачиваемости . Припой имеет следующий состав, мас.%: цинк 23,7-33,9; олово 1,0-1,4; марганец 6-8; никель 4-6; алюминий 0,1-0,3; кадмий 8-10; сурьма 0,6-0,8; гафний 0,3-0,5; лантан 0,1-0,4; медь - остальное Температура плавления припоя 815-830°С„ Пайка производится с флюсом АНШ-200 при температуре , время выдержки 5 мин. Твердость НВ металла шва составляет 182 едо Прочность паяного соединения при пайке чугуна СЧЩ2 равна 24 кгс/мм Площадь растекания припоя (навеска припоя 0,3 г, флюса 1 г в среднем по чугуну СЧ-12-28 равна 79 мм, С17 64 мм . СЧ1Ц2 - 67 мм Х28Л -86мм 4Н15Д7Х2 - 74 мм о Припой выплавлялся в две стадии. На первой стадии в алундовом тигле при 1200°С сплавлялись порошки меди, марганца, никеля, гафния, олова, алюминия и лантана, покрытого парафином во избежание окисления , в среде аргона 96% и водоро- g да 4% и вьщержке 7 мин. Затем его охлаждали до засыпали поверх- Л ность расплава бурой, снова нагреваг. тт ли в печи до 1200°С без подачи защит- VM. ного газа и быстро вводили кадмий и а сурьму, расплав перемешивали и выливали в изложницу. Припой ИСПОЛЬЗО вали при запайке дефектов на чугунных корпусах насосов. 2 табл, У Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()) 4 В 23 К 35/Зц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I, д У1

23,7-33,9

1,0-!,4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4210291/31-27 (22) )7,03.87 (46) 28,02.89, Бюл. У 8 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.Т.Катренко, А.В.Грановский, Н.А.Макаренко и А.В.Дубинин (53) 621 .79) .3(088.8) (56) Иванов Б.Г. Журавицкий Ю.И., Левченков В.Н. Сварка и резка чугуна. М.: Машиностроение, 1977, с.68, (54) ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, применяемого для пайки чугуна при ремонте и заделке чугунных отливок. Цель изобретения — улучшение смачиваемости. Припой имеет следующий состав, мас.7: цинк 23,7-33,9; олово 1,0-1,4; марганец 6-8; никель 4-6; алюминий

0,1-0,3; кадмий 8-10; сурьма 0,6-0,8; гафний 0,3-0,5; лантан 0,1-0,4; медь — остальное. Температура плавления припоя 815-830 С. Пайка произвоо

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для пайки чугуна, и может найти применение при ремонте изделий из чугуна, а также при заделке дефектов чугунных отливок.

Целью изобретения является улучшение смачиваемости.

Припой имеет следующий состав, мас.7:

Цинк

Олово

„„Я0„„1461609 А 1 дится с флюсом АНШ-200 при температуре 920 С, время выдержки.5 мин, Твердость НВ металла шва составляет

182 ед. Прочность паяного соединения и при пайке чугуна СЧЩ2 равна 24 кгс/мм.

Площадь растекания припоя (навеска припоя 0,3 г, флюса 1 г) в среднем по чугуну СЧ-12-28 равна 79 мм, С17

64 мм СЧ)Ц2 — 67 мм, Х28Л вЂ” 86мм, 4Н15Д7Х2 — 74 мм . Припой выплавлялся в две стадии. На первой стадии в алундовом тигле при 1200 С сплавляо лись порошки меди, марганца, никеля, гафния, олова, алюминия и лантана, покрытого парафином во избежание окисления, в среде аргона 967. и водоро- Я да 47 и выдержке 7 мин. Затем его

4 охлаждали до 300 С засыпали поверхность расплава бурой, снова нагрева-.. ли в печи до 1200 С без подачи защитного газа и быстро вводили кадмий и сурьму, расплав перемешивали и выливали в изложницу. Припой использо ф, вали при эапайке дефектов на чугун- „ф ных корпусах насосов. 2 табл. а

Марганец 6-8

Никель 4-6

Алюминий 0,1-0,3

Кадмий 8-10

Сурьма 0,6-0,8

Гафний 0,3-0,5

Лантан 0,1-0,4

Медь Остальное

Температура плавления припоя 8)5830 С.

Медь придает припою необходимую вязкость и прочность, повышает тем1461609 пературу плавления и жидкотекучесть.

При содержании меди менее 48Х снижается пластичность шва, при содержании более 497 повьппается температура плавления припоя.

Олово улучшает смачиваемость паяемого металла припоем, облегчает лужение, повышает жидкотекучесть прийоя, снижает температуру плавления.

При содержании олова менее 1Х указанные эффекты не проявляются в должной мере, при содержании олова более 1,4 происходит охрупчивание припоя.

Марганец повышает прочность припоя, улучшает растекаемость припоя по паяемой поверхности, способствует приданию припою цвета, близкого к цвету чугуна. При содержании марганца менее 67 укаэанные эффекты проявляются недостаточно. При содержании марганца более 87. припой при длительном контакте с воздухом приобрета-i ет красноватый цвет, температура его плавления повьппается.

Никель совместно с медью повьппает пластичность паяного шва, совместно с марганцем способствует созданию белого цвета и повышает прочность металла шва. При содержании никеля ме" нее 47. улучшение указанных свойств не достигается, при содержании никеля более 67. повышается температура плавления припоя.

Алюминий служит для создания защитной пленки на поверхности паяного шва, чем препятствует окислению марганца. Алюминий снижает температуру плавления припоя и повышает прочность паяного. соединения за счет образования алюминидов никеля, При содержании алюминия менее 0,17 прочность паяного соединения не увеличивается, при содержании более О,ЗХ ухудшается смачивание припоем чугуна.

Кадмий применен с целью улучшения проникновения припоя в поры чугуна, сурьма и лантан — с целью улучшения смачивания припоем графита чугуна, а гафний увеличивает адгеэию припоя к чугуну.

Цинк наряду с медью является основным компонентом, снижающим темпе" ратуру плавления припоя, улучшающим

его растекаемость по поверхности чугуна., Кадмий совместно с цинком, оловом и сурьмой снижает температуру плавления припоя, повьппает жидкотекучесть

55 расплавленного припоя, способствует проникновению припоя в поры чугуна, чем увеличивает прочность сцепления припоя с чугуном и, следовательно, прочность паяного соединения. Кадмий является активным металлом, он улучшает смачиваемость припоем поверхности чугуна, так как способен восстанавливать окислы на поверхности чугуна до металла. При содержании его менее 8Х указанные эффекты полностью не проявляются, При содержа нии кадмия более 107 дальнейшего улучшения свойств припоя не наблюдается.

Сурьма, проникая благодаря кадмию в зазоры между графитом и металлической матрицей, а также в поры графита, способствует смачиванию графита припоем за счет установления акцепторных связей, При содержании сурьмы менее 0,6Х она незначительно влияет на свойства припоя. При содер. жании сурьмы более 0,8 дальнейшего улучшения свойств припоя не наблюдается.

Гафний наряду с алюминием способствует созданию окисной пленки на поверхности, чем предотвращает ее окисление. Кроме того, облегчается смачивание сурьмой графитовых включений чугуна.

При содержании гафния в припое менее 0,37 указанные эффекты проявляются слабо, при содержании более 0,57. снижается пластичность припоя.

Лантан является очень активным металлом, способствует активации поверхностного слоя паяемого металла, улучшает смачивание припоем поверхности чугуна, способствует улучшению растекаемости припоя по поверхности чугуна, облегчает и ускоряет процесс лужения. Лантан измельчает зерно припоя при его кристаллизации, чем улучшает механические характеристики паяного соединения. При содержании лантана менее 0,1Х его действие проявляется слабо, а при содержании более

0,4Х дальнейшего улучшения свойства припоя не наблюдается:

Припой выплавляли из имеющихся по рошков, используемых для производства порошковой проволоки. Выплавку осуществляли в две стадии.

На первой стадии в алундовом тигле смешивали в необходимой пропорцйи порошки меди, марганца, никеля,. гаф1461609

8-10

0,6"0,8

0,3-0,5

О, 1-0,4

Остальное

Кадмий

Сурьма

Гафний

Лантан

Медь

Таблица 1

Наименование ком- Содержание компонентов, мас., в составах

L понента

1 2 . 3 4 5

1,6

3

0 5

1,1

0,7

0,6

26,5

49

1,4

6

0,3

0,8

0 5

0,4

23,7

44 46 47

0,8 1 1,2

5 6 7

7 4 5

007 О1 02

11 8 9

0,3 0,6 0,7

0 15- 0,3 0,4

008 О1 . 02

31,6 33,9 29,3

Медь

Олово

Марганец

Никель

Алюминий

Кадмий .Сурьма

Гафний

Лантан

Цинк ния, а также гранулы олова и алюминия, лантан вводили в смесь в виде монолитного куска, покрытого парафином во избежание окисления. Тигель

5 помещали в предварительно нагретую до 1200 С печь, в которую подавали смесь газов,X: Ar 96, Н 4. После нагрева содержимого тигля до 1200 С тигель выдерживали в печи в течение

7 мин с целью растворения тугоплавких компонентов в жидком сплаве. Затем печь выключали и охлаждали сплав, увеличивая подачу защитного газа.

После охлаждения сплава до 300 С тигель вынимали из печй, поверхность сплава засыпали толченой плавленой бурой, повторно нагревали сплав до

1200 С в шахтной печи без подачи защитного газа и быстро вводили грану- 20 лированный цинк, а затем кадмий и сурьму, расплав при этом перемешивали вольфрамовым стержнем. Тигель вынимали из печи и выливали припой в изложницу, получая трехгранные прут- 25 ки.

Примеры выполнены припоя даны в табл.1.

Испытания проводили на образцах иэ чугуна размером 50х50х6 мм сле- ЗО дующих марок: серого СЧ 12-28, щело-, честойкого СЧЩ2, высококремнистого

С-17, нирезиста 4Н15Д 7х2, хромисто-, го Х28Л.

На шлифованную поверхность образца наносили 1 r флюса АНШ-20 и 0,3 г припоя. Образец помещали в муфельную печь и выдерживали при температуре

920 С в течение 8 мнн, после охлаждения измеряли площадь пятна растекания припоя. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно иэ табл.2, наилучшие свойства, а также лучшее растекание припоя и смачивание поверхности чугуна достигаются припоями составов

2-4.

Данный припой был использован при запайке дефектов на чугунных корпусах насосов.

Формула изобретения

Припой для пайки чугуна, содержащий цинк, олово, марганец, никель, алюминий, медь, о т л и-ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения смачиваемости, он дополнительно содержит кадмий, сурьму, гафний и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Цинк 23-7-33,9

Олово 1-1,4

Марганец 6-8

Никель 4-6

Алюминий 0,1-0,3

1461609

Т а б л и ц а 2

Со став припоя

Площадь растекания припоя, мм

Твердость (НВ) металла шва

СЧ-1 2-28 С-17

Х28Л 1 5ДХ2

Составитель Л.Абросимова

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 631/12 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101

2

4

59

76

79

81

49 . (54

63 67

66 69

64 65

51: 49

70 61

87 73

85 76

88 74

72 58

l 70

176

182

188

186

П рочно с ть паяного соединения по

СЧЩ2, кгс/мм

18

22

24

26