Флюс для реактивно-флюсовой пайки алюминия и его сплавов

Флюс для реактивно-флюсовой пайки алюминия и его сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Сецналнстннесини

Реснубпн»

ОП ИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i>i 740451 (6l ) Дополнительное к авт. свив-ву (22) Заявлено 28.1 2.77. (21) 2560660/25-27 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 17.06.80 (51) М. Кл.

B 23 K35/362

Йеудлрстееиимй комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК621.791. .048 (088. 8) (72) Авторы изобретения

П. Т. Горячев, В. А. Генель и H. И. Алешин центральная научно-исследовател ская лаборатория химической тары (71) Заявитель (54) ФЛЮС ДЛЯ РЕАКТИВНО-ФЛЮСОВОИ ПАИКИ

АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Изобретение относится к паяльному производству, в частности к флюсам для реактивнэ-флюсовой пайки алюминий и его сплавов.

При реактивно-флюсовой пайке припой образуетса в результате химической ре5 аапии между паяемым металлом и компонентами, входящими в состав флюса. Основной реакцией, протекающей при осу ществлении этого способа, является воо-

10 становление металла из флюса. Процесс протекает по схеме

ИеЖ4 Яйе" Мее3Ъ АМе

I 15 где Ìåüà - галогенид металла во флюсе;

)4е" цааемый металгг, Meets- галогенид нааемого металла„

Me - металл, востановленный из флк -, C8„

Металл, появившийся в свободном виде в результате этой реакции, смачивает паа емые поверхности и служит припоем или, осаждаясь в виде покрытия на пааемых

2 поверхностях, облегчает процесс пайки дополнительно вводимым припоем.

Наиболее широко реактивно-фшосовая пайка применяется при соединении поверхностей из алюминия или его сплавов, имеющих стойкие окисные пленки, которые затрудняют использование обычных способов пайки. Основу флюсов при этом составляют хлориды легкоплавких металлов цинка, олова, кадмия, которые хорошо смачивают окисную пленку алюминия. Кроме того, в их состав входят вещества, растворяющие окисную пленку на поверхности алюминия - это преимущественно хлориды и, фториды щелочных металлов.

Известен, например, флюс 1 для реактивно-флюсовой пайки алюминия, содержащий, вес.%:

Хлористый калий 47

Хлористый литий 38 .Фтористый натрий 5

Хлористый. кадмий l0, Однако этот флюс имеет относительно высокую температуру активности (интервал

3 7404 активности 560-620ОС), что затрудняет

erо использование при ручных процессах пайки конструкций из алюминии из-за опао ности оплавления паяемых кромок.

Кроме того, активность этого флюса не достаточно высока при пайке алюминия и его сплавов.

Наиболее близким по составу компонентов к предлагаемому флюсу является известный f2), содержащий, вес.%:

1О

Хлористый калий 28

Хлористый литий 42

Фтористый натрий 6

Хлористый цинк 24 .

Недостаток известного флюса - наля- 15 чие химической эрозии наяемого материала и снижение вследствие этого механичео ких свойств паяного соединения.

Uenb изобретения состоит в повышении качества реактивно-флюсовой пайки алюми- 20 ния и его сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что флюс дополнительно содержит дихлорид меди при следующем соотношении компонентов флюса, вес.%:

Хлорид цинка 20 40

Дихлорид меди 60-80 .

Дихлорид меди является термически не-стойким химическим соединением. При нагреве он довольно легко диссоциирует с 30 выделением хлора. . Разложение идет цо реакции

CuСЮ вЂ” CuÑ + 1/2 С22

При взаимодействии дихлорида меди с алюминием выделяется значительная теп- З5 ловая энергия.

В результате протекания этой реакции восстанавливается медь, имеющая большую температуру плавления,чем алюминий.

Выделяющийся при нагреве хлор, взаимо40 действуя с окисной пленкой на поверхности алюминия, разрушает ее, создавая обнаженный контакт между алюминием и дихлоридом меди. Это подтвер>кдается эксперимен45 тально.

Проведенный термографический анализ показал, что выделение хлора начинается при.температурe 320 С и сопровождается

50 эндотермическим эффектом. При температуре 430 С наблюдается начало болыпого экзотермического эффекта, вызванного реак цией восстановления меди, которая проте кает с большой скоростью.

Таким образом, выделяющийся в период нагрева хлор сначала подготавливает поверхность, после чего на ней идет црак тически мгновенное восстановление меди. à большой теплоты реакции и сравнительно низкой температуры плавления алюминия может произойти расплавление паяемых изделий. Следовательно, необхо- димы ограничения на соотношение массы ,припоя и паяемого материала. Это подтверждается как расчетным путем, так и экспериментально.

Так как алюминий имеет малый удельный вес, то при пайке тонкостенных изделий с большой поверхностью сная,например изделий из фольги, необходимо учитывать опасность его расплавления в случае избытка дихлорида меди над расчетным количеством.

Дихлорид меди, восстанавливаясь на поверхности алюминия до меди, создает барьерный слой, который препятствует развитию химической эрозии паяемого материала и ухудшению его пластичности за счет контакта алюминия и цинка. В свою очередь, восстановленный цинк расплавляется, образуя при охлаждении паяное соединение.

Для осуществления процесса пайки щзедварительно готовят механическую смесь кристаллогидратов дихлорида меди и цинка и дегидратируют ее на воздухе при температуре 150-160 С до полного удаления влаги. Затем смесь помещают между спаиваемыми поверхностями. К месту пайки, например, при пайке внахлестку подводят стальной стержень, нагретый до 500600 С, и прижимают его с усилием 510 кгс/см2. Время выдержки под нагрузкой 5-20 сек. После охлаждения место пая промывают сначала содовым водным раствором, затем водой и сушат на воздухе.

П р и м е p l. Берут две пластины из алюминиевой фольги толщиной 0,14 мм размером 5х40 мм. Одну пластинулюмешают на асбестовую прокладку и на ее конец на длине 4-5 мм насыпают 5060 мг флюса, содержащего 40 вес% дихлорида меди.

Нижний образец накрывают верхним с нахлестом 4-5 мм. Берут предварительно нагретый до 500оС, стальной стержень диаметром 12 мм и его торец прижимают к месту нахлеста пластин с усилием

5 кгс/см . Время выдержки 5-6 сек. После охлаждения образец промывают сначала водным содовым раствором, затем водой. При растяжении пластин до разрыва место сная не нарушается.

Пример 2. Берут одну пластину из алюминиевой фольги согласно примеру 1. Другую пластину размером 5х

7 40451

Составитель Е. Гонории

Редактор H. Вирко Техред А. Щецанская Корректор И. МускаЗаказ 3094/14 Тираж 1160 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и ожрытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4,;х40 мм. изготавливают из алюминиевого листа толщиной 1 мм. Нахлест 4-5 мм.

Количество флюса около 100. мг. Состав флюса, вес.%:

Хлорид цинка 30

Дихлорид меди 70.

Температура нагрева стержня 550 С, усилие прижима 7-8 кгс/смЯ, время выдержки около 10 сек. После охлаждении и промывки испытание на растяжение,показало, что место сная не разрушается вплоть до разрыва образцов.

Пример 3. Берут две пластины размером 5х40 мм, изготовленные из алюминиевого листа толшиной 1 мм. Вели-, чина нахлеста 4-5 мм. Количество флюса

;около 100 мг. Состав флюса, вес.%:

Хлорид цинка 20

Дихлорид меди 90, Температура нагрева стержня 600 С. 20

Усилие прижима .10 кгс/см . Время выдержки 20 сек. После охлажчения и промывки испытание на растяжение показало, что место спая не разрушается вплоть до разрыва образцов.

Формула изобретения

Флюс для реактивно-флюсовой пайки алю" минин и его. сплавов, содержаший хлорид цинка, о т л и ч а ю m и и с.я тем, что, с пелыо повышения качества пайки, флюс .. дополнительно содержит дихлорид меди, :при следуюшем соотношении компонентов,,вес.%:

Хлорид цинка 2040

Дихлорид меди 6080.

Источники информации, принятые во внимайие при эксиертизе

1. Справочник по пайке (Йод ред.

С. И. Лоцмакова, И. E. Петрушина,, B. П. Фролова), М;, Машиностроение,, 1975, с. 107,табл. 2.

2. Справочник по пайке (цод ред., С. Н. Лоцманова, И. Е. Петрушина, В. П. Фролова). М., Машиностроение, 1975, с, 107, табл. 2.;