Флюс для пайки чугуна с другими металлами

Флюс для пайки чугуна с другими металлами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу флюса для пайки чугуна с другими металлами. Цель изобретения - повышение активности при пайке никелевых сплавов и никельными припоями. Флюс содержит следующие компоненты, мас.%: фтористый ниобий 18-25

бура 35-39

хлористый натрий 8-12

гексаметафосфат натрия 21-27

борид магния 3-6

сернистый алюминий 2-4. Гексаметафосфат натрия растворяет окислы никеля, хрома, связывает окись магния и создает восстановительную среду в зоне пайки. Борид магния является весьма реакционно-способным веществом, восстанавливающим окислы металлов до чистого металла. Борид магния реагирует с фтористым ниобием, обеспечивая выделение фтористого бора. Сернистый алюминий способствует растворению окислов алюминия, легирует слой припоя, прилегающий к флюсу, понижая его температуру плавления и повышая его жидкотекучесть. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (19) (11) 1609596 А 1 (ц1) В 23 К 35/363

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОТКРытиям

ПРИ fNHT СССР (21) 4645620/31-27 (22) 01.02.89 (46) 30. 11.90. Бюл. 1(- 44 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.А.Яшин, А.В.Грановский, Н.А.Макаренко и В.В.Катренко. (53) 621.791.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1423331, кл. В 23 К 35/363, 1988. (54) ФЛЮС ДЛЯ ПАЙКИ ЧУГУНА С ДРУГИМИ

МЕТАЛЛАМИ (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составу флюса для пайки чугуна с другими металлами . Пель изобретения — повьппение активности при лайке никелевых сплавов и никельными припоями. Флюс содержит

Изобретение относится к пайке, а именно к составу флюса пля пайки чугуна с другими металлами высокотемпературными припоями, и может найти ,применение в различных отраслях про- мьппленности при создании конструкций из различных металлов, а также при ремонте изделий из чугуна.

Целью изобретения является повышение активности флюса при пайке чугуна никелевыми припоями, а также при пайке сплавов на основе никеля.

Флюс имеет следующий состав,мас.X:

Бура 35-39

Хлористый натрий 8-12

Фтористый ниобий 18-25

Гексаметафосфат натрия 21-27

2 следующие компоненты, мас.X: фтористый ниобий 18-25; бура 35-39, хлористый натрий 8-12; гексаметафосфат натрия 21-27 борид магния 3-6; сернистый алюминий 2-4. Гексаметафосфат натрия растворяет окислы никеля, хрома, связывает окись магния и создает восстановительную среду в зоне пайки. Борид магния является весьма реакционноспособным веществом, восстанавливающим окислы металлов до чистого металла. Борид магния реагирует с фтористым ниобием, обеспечивая выделение фтористого бора. Сер нистый алюминий способствует растворению окислов алюминия, легирует ие слой припоя, прилегающий к флюсу, понижая его температуру плавления и повышая его жидкотекучесть. 2 табл.

Борид магния 3-6

Сернистый алюминий 2-4

Бура является основным компонентом флюса. Бура растворяет в себе окислы металлов, очищает поверхность от них и способствует лучшему растеканию припоя. При содержании буры менее 351 ее влияние оказывается не-. достаточным, и при содержании буры более 397 дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

Хлористый натрий расширяет температурный интервал активности флюса, повьппает его жидкотекучесть, способствует лучшему смачиванию флюсом металла. Хлористый натрий спо-. собствует удалению окислов алюминия!

609596 с йоверхности металла. При содержании хлористого натрия менее 8% его влияние оказывается недостаточным при содержании хлористого натрия более 127. дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

Фтористый ниобий снижает температуру плавления флюса, чем повышает время воздействия флюса на панемую поверхность, повышая тем самым активность флюса. Фтористый ниобий является источником фтора, связывающего окисел кремния в газообразный фторид кремния, улучшая тем самым смачивание чугуна припоем. При содержании фтористого ниобия менее 18%

„его влияние недостаточно, при содержанйи фтористого ниобия более 257

-4 дальнейшего улучшения свойств флюса- 20 не происходит.

Рексаметафосфат натрия способствует удалению окислов с поверхности металлов. Особенно хорошо гексаметафосфат натрия удаляет окислы никеля 25 и хрома. (NaPO>)<+ 2CrO> = 4CrP0< + 2NaP0< . (NaP0>)<+ 6Ni0 = 6NaNiP0<

Гексаметафосфат натрия связывает окись магния, имеющую высокую температуру плавления в легкоплавкие соединения Na

Таким образом, гексаметафосфат натрия восстанавливает окислы на

40 поверхности металлов и способствует улучшению их смачивания припоем, а

-;.àêæå повышает активность флюса по отношению к сплавам никеля. При содержании гексаметафосфата натрия ме- 45 нее 21Х его влияние недостаточно. По вышение содержания гексаметафосфата натрия более 27Х не- приводит к даль-нейшему улучшению свойств флюса.

Борид магний, примененный в данном флюсе, является более активным компонентом, чем бор аморфньй, примененный в прототипе. Бор в бориде магния находится в виде химического соединения и легко вступает в реакцию.

Совместно с гексаметафосфатом натрия и алюминием сернистый борид магния м создает восстановительную среду при,пайке. Борид магния легко реагирует ! с фтором, образующимся при высоких температурах пайки из фтористого ниобия

Mg P + 12F — 2BF + ЗМрР

При этом образуется газообразный фтористый бор, который проникает в поры, несплошности чугуна и в зазоры между деталями и офлюсовывает их.

Благодаря этому повышается активность флюса при пайке. При реакции борида магния с кислородом, адсорбированным на поверхности паяемых деталей>и восстановлении им окислов, выделяется тепло, что улучшает смачивание поверхности изделий флюсом. При этом образуются окислы магния и бора. Окись магния растворяется гексаметафосфатом натрия и сернистым алюминием, а окись бора сама служит флюсующим компонентом, растворяяя окислы на поверхности металлов. Окись бора переводит окись кремния на поверхности чугуна в легкоплавкое борсиликатное стекло, тем самым борид магния совIìåñòío с фтористым ниобием способствует улучшению смачивания чугуна припоем. При содержании борида магния менее ЗЕ его влияние оказывается недостаточным. При содержании борида магния более 67 дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

Сернистый алюминий является одним из восстановителей в составе флюса.

Сернистый алюминий способствует удалению с поверхности металла труднорастворимых окислов магния и алюминия. Сернистый алюминий совместно с боридом магния придает флюсу экзотермические свойства при реакции с кислородом и окислами металлов, что ускоряет растекание флюса по поверхности деталей при пайке. Совместно с боридом магния сернистый алюминий переходйт в припой, снижая температуру плавления поверхностного слоя припоя. Таким образом слой припоя, контактирующий с флюсом, обладает большей жидкотекучестью и способен проникать в поры, трещины, зазоры.

Это обеспечивает лучшую растекаемость припоя по паяемому изделию.

При содержании сернистого алюминия менее 27. его влияния недостаточно, при содержании сернистого алюминия более 47 дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

Та бли ца 1

Компоненты

Содержание компонентов в составах, мас.Х

I.1 . 2 3 . 4 5

22 35 37 39 42

6 8 10 12 16

30 25 20 18 16

Бура

Хлористый натрий

Фтористый ниобий

Гексаметафосфат

30 27 26 21 14

1 3 4 6 7

2 3 4 5 натрия

Борид магния

Сернистый алюминий

Таблица 2

Площадь растекания припоя мм а

Состав флюса

;лонн 49-0,5-10-4-0,4

Никель Ннхром

НП2

ВПР-13

Чугун

С412-28

Монель- Чугун- Ник металл С412-28 HtI2 нхро

133

142

149

146

134

106

107

111

91

82

91

95 .93

86

84 98

92 117

95 122

94 123

86 102

79 . 91

2

4

Прототип

98 121

106 127

101 128

102 123

97 1!8

92 96

117

121

122

119

116

5

16

Были изготовлены 5 составов флюса (табл. 1) .

На образцы из чугуна С4-12-28 раз,мером 100 80х10 мм помещали навеску

1 г испытуемого флюса и 0,2 r припоя, образцы помещают в муфельную печь и нагревают до 950 С и выдерживают 5 мин, а после охлаждения измеряют площадь растекания припоя. В тех же условиях испытывали образцы из никеля НП2, монель-металла, нихрома. В качестве припоя применялся

JI0MHA 49-0,5-10-4-0,4, а также припой ВПР-13.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как следует из данных табл.2, .флюс оптимального состава (составы 2-

4) имеет явные преимущества перед известным принятым за прототип. При содержании компонентов во флюсе боль09596 6 ше или меньше оптимальноГо количества свойства флюса ухудшаются.

5 .

Формула изобретения

Флюс для пайки чугуна с другими металлами, содержащий буру, .хлориI стый натрий, фтористый ниобий, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с це10 пью повышения его активности при пайке никелевых сплавов и никелевыми припоями, он дополнительно содержит гексаметафосфат натрия, борид магния, сернистый алюминий, при следующем со15 отношении компонентов, мас.l.3:

Бура 35-39

Хлористый натрий 8-12

Фтористый ниобий 18-25

Гексаметафосфат натрия 21-27

Борид магния 3-6

Сернистый алюминий 2-4