Флюс для пайки сталей

Флюс для пайки сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пайке сталей, в частности к составу флюса для пайки сталей . Цель изобретения - повышение качества паяных соединений, снижение коррозионной активности флюса и улучшение смывземости остатков флюса после пайки Флюс содержит следующие компоненты. мас.%: калий борфтористый 27.5 31,0; борная кислота 20,0 25.0; калий бифторид 20,0-25,0; бура 7,5 9,5. калий фтористый 5.0 6.5, натрий фтористый 5.0 6.5; цезий фтористый 5,0-6,5. Флюс может быть испольлован при пайке бесспребряными припоями при 650 в холодильниках и других изделиях народного хозяйства и обеспечивает качественное выполнение ремонтных работ и выход годных изделий 2 табл Ё

СОГОЗ СОГЦ Т(:КИХ

СОЦИЛЛИСТИЧГ СKVIX

РГСПУЬЛИК (чт В 23 К 35/363 (ОСУДЛРСТПГННЫЙ КОМИТЕ Т

ПО И 3ОЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ!ТИЯМ

ПРИ ГКН1 СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О (с (00 ЬЭ

О (21) 4839839/27 (22) 16.04.90 (46) 23.01.92, Бюл. N . 3 (71) Научно-производственное обьединение

"Компоэит" и Особое конструкторское бюро

Института высоких температур АН СССР (72) Н.Н, Жуйкова, В.Н. Крысанова, P.Å. Ковалевский, И.А. Олешко, В.Н. Плиско, F.Ã.

Лисеева и А.Я. Куфайкин (53) 621.791.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1316774, кл. В 23 К 35/363, 1986.

Лашко С.В., Лашко И.Ф. Пайка металлов. — М.: Машиностроение, 1988, с. 157. (54) ФЛЮС ДЛЯ ПАЙКИ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к пайке сталей, в частности к составу флюса для пайки стаИзобретение относится к пайке, в частности к составу флюса для пайки сталей, преимущественно нержавеющих.

Наиболее близким к предлагаемому является известный флюс для пайки стали, медных и никелевых сплавов, содержащий фтористый калий, борный ангидрид, хлористый кадмий, хлористый натрий, эвтектику: борфтористый бура-калий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Фтористый калий (KF) 20- 25

Хлористый кадмий (С4С!р) 5-13

Борный ангидрид (ВгОз) 10-18

Хлористый натрий (МаС!) 4-10

Эвтектика: борфтористый бура-калий 45 -60 (МагВ40т-KBF I)

Этот флюс используется при пайке припоями, плавящимися при 450-500"С Он

„„. рЦ „„1706820 А1 лей. Цель изобретения — повышение качества паяных соединений, снижение коррозионной активности флюса и улучшение смываемости остатков флюса после пайки

Флюс содержит следующие компоненты, мас. (,: калий борфтористый 27.5 31,0; борная кислота 20,0- 25.0; калий бифторид

20,0- 25,0; бура 7,5 -9,5: калий фтористый

5,0-6.5; натрий фтористый 5.0 6,5: цезий фтористый 5,0-6,5. Флюс может быть использован при паике бессеребряными припоями при 650-850"С в холодильника и других изделиях народного хозяис(ва и обеспечивает качественное выполнение ремонтных работ и выход годных изделий

2 табл. имеет невысокий верхний интервал активности — 650"С. Этот флюс нельзя использовать при пайке припоями на основе системы медь-цинк, так как они плавятся при более высокой температуре. К недостаткам флюса следует также отнести наличие в еro составе хлористых солей, остатки которых после пайки могут вызвать коррозию паяных соединений.

Известен флюс ПВ-209Х для пайки низкоуглеридистых и корроэионностойких сталей, содержащих борную кислоту. гидрат окиси калия и фтористый калий при следующем соотношении компонентов, мас. .

Борная кислота (НзВ04) 34,8-36.8

Гидрат окиси калия (КОН) 27,9- 29,9

Фтористый калий (KF) 34,3--36,3

Этот флюс обладает недостаточной акTHBHocTblo при пайке медно-цинковыми

1706820 припоями, имеет невысокий верхний интервал активности 750 С. Применение флюса приводит к образованию cTf .êëîîèäíoãî, трудноудаляемого шлака. Остатки флюса являются коррозионно-активными, за счет содержания КОН, поэтому их необходимо тщательно удалять.

Известен флюс для пайки коррозионностойких сталей ПВ 209, содержащий фтористый калий, борн ый ангидрид и борфтористый калий при следующем соотношении компонентов, мас, :

Фтористый калий (KF) 41-43

Борный ангидрид (В20э) 34-36

Борфтористый калий (KB F4) 22-24

При пайке с этим флюсом медно-цинковые припои плохо растекаются, После пайки на поверхности соединений образуется стекловидный шлак, который требует значительных затрат на свое удаление при тяжелых условиях работы (удаление флюса проводят горячей водой).

Цель изобретения — повышение качества паяного шва, снижение корроэионной активности флюса и улучшение смываемости остатков флюса после пайки.

Поставленная цель достигается тем, что паяльный флюс, содержащий борфтористый калий и фтористый калий дополнительно содержит буру, борную кислоту, калий бифторид, калий фтористый, натрий фтористый, цезий фтористый при следующем соотношении компонентов, мас. (:

Калий борфтористый (KBF<) 27,5-31,0

Борная кислота (НзВОэ) 20,0-25,0

Калий бифторид (КНГ ) 20,0-25,0

Бура (йа В От) 7,5--9,5

Фтористый калий (KF) 5,0-6,5

Фтористый натрий (NaF) 5,0-6,5

Фтористый цезий (CsF) 5,0-6,5

Все компоненты флюса сплавляются при 850-900 С. Интервал активности флюса

650-850"С.

Флюс не содержит коррозионно-активных соединений.

Борфтористый калий хорошо смачивает поверхность сталей, активно влияет на разложение оксидов железа, хрома, никеля.

При его содержании меньше 27,57ь уменьшается растекаемость припоя, а при содержании его больше 31)(, уменьшается температура плавления флюса.

Фтористый цезий способствует более полному смачиванию припоем поверхности. За счет обменной реакции из флюса высаживается на паяемую поверхность пленка жидкого цезия, он частично переходит в расплав припоя. что способствует увеличению растекаемости и повышению качества паяного шва.

При содержании CsF менее 5 растекаемость припоя уменьшается, при содержании CsF более 6.5 " возрастает нижний интервал активности флюса.

Фтористый калий разрушает окисную пленку на сталях, хорошо смачивает поверхность металла и припоя. При содержании

KF меньше 5 активность флюса уменьшается, при содержании KF больше 6,5 возрастает температура плавления флюса.

Фтористый натрий повышает жидкотекучесть флюса. При содержании NaF меньше 57ь уменьшается растекаемость припоя, при содержании Naf- больше 6,5;(, возрастает температура плавления флюса.

Введение буры обусловлено ее хорошими раскисляющими свойствами. При увеличении буры больше 9,5 возрастает вязкость флюса, а при содержании буры меньше 7,5 уменьшается растекаемость припоя.

Борная кислота и бифторид калия введены для улучшения смачиваемости припоем паяемой поверхности и образования более рыхлого легко смываемого шлака.

При сплавлении происходят следующие реакции:

КН Гг- КС+Í Г1;

НЗВО3 НВО H,Oi )

Н ВО + КЕ- КВО HF .

Образующийся метаборат калия способствует увеличению растекаемости припоя. Остатки метабората калия и образующегося диспергированного KF легко смываются теплой водой.

При увеличении содержания борной кислоты больше 257, возрастает вязкость флюса.

При уменьшении содержания борной кислоты меньше 20;(, уменьшается растекаемость припоя и ухудшается смываемость флюса.

При содержании КНГр больше 25 уменьшается температура плавления флюса, при содержании KHFz меньше 20 уменьшается растекаемость припоя и ухудшается смываемость флюса.

При сплавлении компонентов флюса удаляется кристаллиэационная вода, образуется борат калия и сложные фторборатные соединения, которые не являются гигроскопичными и корроэионно-ак тивными.

Ориентировочный срок хранения флюса 5 лет.

Флюс не содержит в своем составе коррозионно-активных соединений (например, хлоридов, щелочей), поэтому остатки флюса на паяемой поверхности не приведут к коррозии паяных соединений.

1706820

Флюс приготавливают следующим образом.

Компоненты флюса взвешиваются в заданном процентном соотношении, шихтуются, а затем плавятся при 850-900 С в 5 алундовом тигле или платиновом. После этого полученный сплав перетирается в порошок.

Флюс может использоваться в виде порошка, в виде суспензии, при пайке гаэовы- 10 ми горелками, погружением в печах и нагревом током высокой частоты.

Остатки флюса после пайки легко смываются в проточной, теплой воде в течение

10 — 15 мин. 15

Сравнительные результаты исследования эффективности известного и предполагаемого флюсов при печной пайке сталей

08КП и 12Х18НТ10Т при 750 — 800 С экспериментальным припоем (марки ПМЦГ 35) 20 мас.g: Cu 42,8; Zn 35; Мп 11; Sn 5: Ga 5; Sl

0,2; AI 1, приведены в табл. 1.

Критерием оценки качества флюса является растекаемость, измеряемая коэффициентом растекаемости приведенного 25 припоя по паяемой поверхности и прочность паяного соединения на разрыв.

Как видно иэ приведенной табл.1, расстекаемость экспериментального припоя системы Cu-Zn-Мп (ПМЦГ 35) при пайке с 30 предлагаемым флюсом выше.

Для исследования влияния флюса на прочность паяного соединения, спаяны крестообразные образцы соединения медь М

1+сталь 20 с медно-цинковым припоем 35

ПМЦГ 35, мас.$: Cu 42,8, Zn 35, Мп 11, Sn

5, Ga 5, Sl 0,2, А! 1, с применением предлагаемого флюса. Для сравнения напаяны образцы с флюсом ПВ 209, Результаты испытаний на разрыв при- 40 ведены в табл. 2.

Разрушение почти всегда происходит по медному образцу (основному металлу).

Увеличение прочности и уменьшение разброса экспериментальных результатов 45 при использовании предлагаемого флюса можно обьяснить увеличением растекэемости припоя и снижением количества дефектов в паяном шве.

Таким образом, предлагаемый флюс позволяет увеличить растекаемость бессеребряных медно-цинковых припоев при пайке стали. Увеличение растекаемости припоя способствует улучшению смачиваемости припоем паяемых поверхностей. а следовательно, повышает качество паяного шва, что обеспечивает более высокие прочностные характеристики.

Сокращение времени на отмывку шлака после пайки повышает производительность процесса и улучшает условия работы.

Предлагаемый флюс можно использовать при пайке сталей бессеребряными припоями, плавящимися в интервале температур 650-850 С. Флюс может быть использован в машиностроительной, энергетической и приборостроительной промышленности при производстве и ремонте паяных изделий.

Использование предлагаемого флюса обеспечивает качественное выполнение ремонтных работ, повышает выход годных изделий, продлевает их эксплуатационный период.

Формула изобретения

Флюс для пайки сталей, содержащий борфтористый калий, фтористый калий и буру, отличающийся тем, что, с целью повышения качества паяного шва, снижения коррозионной активности флюса и улучшения смываемости остатков флюса после пайки, он дополнительно содержит борную кислоту. бифторид калия, фтористый натрий, фтористый цезий при следующем соотношении компонентов, мас. $:

Борфтористый калий 27,5 — 31,0

Борная кислота 20-25

Бифторид калия 20 — 25

Фтористый калий 5,0-6,5

Бура 7.5 — 9,5

Фтористый натрий 5,0 — 6,5

Фтористый цезий 5,0-6,5

1706820

1 1 !

I 11 СЗ 1

1 ° Х I

3- ОО

Ю— х ! (4 1 сп 1 1

Ю 1 1

1 1

1 1

1 ° С 1

1-

1 (!СО 1

1 Ю

1 1

iï

Г

Ф ("1

Г

1

I

1

I—

I

1 !

I

1

1

1

1 !

I

t.

I !

1

1 ! !

1

1

1 !

l

I

1

I

1 (1

1 !

1

1

1

I

°1

1

1 !

1 !

1

1

1

I

I

Г

< 1 п

1 I ! 1

1 1- 1

1 О

1 1

1 Х 1

1 СО 1 ! 1- и х

1 С 4 л

C) 1- — — — —

I I

l 1

1 С 1

I Y 1

1 1- ОС3 1 (.Э Ю I

<и\

Г4

С 3

<3 г3

< 3

Э о

r о с

3о о

-t (4 п

СЧ

<1 1 (7 с!

Ю с 3

Г4

С 4

< \

С 4

Г<

Ю (II о

Э

Ф с .а Ф

3

3- О

v о (3

Д

Ю и

С4

Ю

Ю

4 <Л (Л

<п сп

I а ГЧ (n (3

Г4

Э о ю

Ф (С3 с

<(3

3- Г4 о о о

Г4

C t,3 -t

И ((3 (и

< 3

3/ 3

Ю

<3i (.) .?? (>

<и г, (Л

И

<Л

< 4

О3

1 л ф 2-, I 3

Ю сп (1 с

П1 (4 О (tt Г4 о

Г,<Г о ж

a

Щ

Ф

0 ох сч о о с с и

-4 и

< 3

«! (П с

<Л П о

Г

-3 (V (3

Г сп

< (O у

0 (Л

Ю (1

И с 4 с (4

< 3 (и

< 3 (п

ГЧ сп

С< (3 с 3 д+

<34Ъ о

:т с

СЗ Ю к!

1

1

I

I

1

1 !

1

1

1

I

1

1 !

1

I

I

<и

<и

Г4 (3

<(3

-u

С 43

< La, Х 3

Й

C 4

Г D <и .7

Г(3 t< (3

o <-.

cn ..v

ct

t са :с у

Ю

С 4 (3 (<3

nt u

<4

Г<< 3 с с(3 х

t3

° <О со ?

ГП

Ю и

<О е

r u

Ф п

«(и

Г

< (<3 х и

C.4

Г4

D u

t(«t

I. Z

Ю

-3 (О и

С<

< 5 (<г ° Y, 1 в

3- Р

4 Z

СС3

С4

<3t (П

<Х У з а

М (tt (и с(3 л и

С <3

Г- М М

at

lо о

v и

С 3!

3l л

«.

Г( (1

Ю

«О

CI Г4

3 3 — n

<3 Ct

Cl

1 с

1

П1 с<

Ю -С (4

Щ

М а

О<

Ю -С

СЧ

<?3 а

С 3

С4 (О..! С.I (< (<

СО

1 1 ! I

1 1

1 1

1 1

1 1

1 I

1 1

1 I

1 1

1 1

1 1

1 1

1

I

1

I

I

1

1

1 !

I !

1

I

I

1 ! !

1

1

1 !

I !

1 т о

1 C т а

1 С

1

1 (1

1 !

1 !

1

1

1

1

1 !

1

1

1

1 ! !

1

1

1

1 г-!

1 !

I

1 ФС

v ! П) т

I !

1

I

I

1

1

1

I

1

1

1 — — —

1 1! — 1

I Ю !

1 1

1 СО 3

1 I- 1

Ю Х

1 (V 1

1 1 I с с! С !

1 I- CO !

1 (Э CI 1

1 I

1 1! 1! !—

I Ю I

I !

° z

1 1- ОЭ 1

1 <3 х

1 сч 1

С(1 I с 1

t-

1 1

1 I

l С !

3- С

u cO с»

I — -+ —— -4

1 I

1 1

11 С> 1

I l (n 1

1 1- CO 1

1 (3 !

Ю1 Х

t 1 С 4 I

z с! 1! 1

° а

1 1- У 1 (3 CO

1 Ю 1

1 1!

<П Л С3 л

Г! cl < I cn

Таблица 2

Составитель Н. Жуйкова

Редактор С, Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 229 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101