книги / Справочник по пайке

медь, никель, молибден, железо, сплавы типа ковар, фени и коррозионно-стойкая сталь. За­ щитными атмосферами при пайке обычно явля­ ются водород или вакуум. Для изделий, которые должны обеспечивать длительный нагрев в ва­ кууме до 500 °С, используются серебряные при­ пои, а для изделий, нагреваемых до 700 °С, - золотые, имеющие более высокую температуру и более низкую, чем у серебряных, упругость пара. Наибольшее применение имели золотые припои марок ПЗлМ37,5В; ПЗлМОВ; ПЗлМН1,5В и серебряные припои ПСр72В; ПСрМПд68-27-5В; ПСрМПд59-31-10В.

Особую группу припоев, разработанных взамен золотых и серебряных, составляют при­

пои на основе медь-германий [18-20]. Марки этих припоев и их физико-механические свой­ ства приведены в табл. 52.

Не содержащие серебра припои на основе меди являются полноценной заменой серебря­ ных припоев, особенно в условиях производст­ ва продукции массового спроса бытовой тех­ ники. В зависимости от конструкции паяемого соединения разработанные сплавы позволяют достигать свойств, близких к свойствам соеди­ нений, полученных с серебряными припоями. Медно-германиевые припои полностью отве­ чают требованиям производства электроваку­ умных приборов и являются полноценными заменителями золотых и серебряных припоев.

* 1мм рт. ст. * 133 Па.

860

983

8580

84

86

390

450

41

56

12,5

15,4

16,6

17.5

ЖАРОПРОЧНЫЕ И КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЕ ПРИПОИ

НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ

Никелевые припои широко применяют в качестве припоев для пайки коррозионностойких, жаропрочных сталей и сплавов. Они позволяют получать паяные соединения, обла­ дающие высокими прочностью и коррозионной стойкостью как при комнатной, так и при высо­ ких температурах. Наибольшее применение получили никелевые припои, легированные хромом, кремнием, марганцем, железом, бором, фосфором. Хром значительно повышает жаро­ прочность и жаростойкость никелевых сплавов

и температуру плавления. Понижают темпера­ туру плавления также введением кремния, бора, фосфора, марганца. Вольфрам и ниобий, повы­ шая жаростойкость, несколько понижают тем­ пературу плавления никелевых сплавов.

Отечественными припоями на никелевой основе группы «ВПр» (табл. 53-55), широко применяемыми в самолето- и двигателестроении, паяют высоколегированные, коррозионностойкие стали и жаропрочные сплавы. Пайку осуществляют в восстановительной или за­ щитной газовой среде, а в некоторых случаях возможен индукционный или электронно­ лучевой нагрев.

Марка

ВПр7

ВПр 10

ВПрП

ВПр11-40Н

ВПр24

Содержание основных элементов, % (масс.) (Ni - основа)

Длительное время успешно используется для пайки ответственных соединений конструк­ ций и узлов активных зон ядерных реакторов отечественный припой марки ПГ-17Н системы Ni-Ge-Cr-Fe-Si-Mn (ТУ 1604.001-85). Температу­ ра пайки 1010 1050 °С. Соединения длительно

(более 10 тыс. ч) эксплуатируются в агрессивных средах, включая жидкометаллические, до 650 °С.

В табл. 58, 59 приведены никелевые аморфные припои, выпускаемые «МИФИАМЕТО» в виде пластичной ленты шириной 20 мм и толщиной до 0,06 мм.

Припои на основе железа

В практике пайки применялись сравни­ тельно редко, так как, несмотря на их низкую стоимость, не удавалось получать пластичные припои со сравнительно низкой температурой плавления. Одним из первых припоев на осно­ ве железа для пайки стали был применен чу­ гун, однако паяные соединения обладали низ­ кой пластичностью, имела место диффузия углерода в паяемый металл.

Железо с марганцем образуют ряд твердых растворов (рис. 14), сплавы обладают высокой пластичностью, однако температура их плавле­ ния высокая, в связи с чем для пайки сталей их не применяют. Введение в эти сплавы никеля, углерода, меди, кремния, бора позволяет снизить температуру плавления и улучшить технологи­ ческие свойства (растекаемость, смачиваемость) припоя. Железомарганцевые припои пластичны, позволяют получать из них полосы, фольгу, что расширяет область их применения. Припой

полного расплавления 1100 °С. Припои на железомарганцевой основе (табл. 60, 61) (ОСТ 34-115-74) нашли применение в произ­ водстве крупногабаритных строительных ме­ таллоконструкций [22]. Наиболее широко в этой области используются припои П-87 и П-100. Применение этих припоев дает явное преимущество перед сваркой, так как повыша­ ет производительность труда, снижает трудо­ емкость, сокращает ручной труд. Индукцион­ ная пайка стыковых соединений элементов стальных металлоконструкций надежно обес­ печивает равнопрочность паяного соединения (узла). На базе порошков этих припоев разра­ ботаны составы паст, пленок, закладных дета­ лей (кольца, шайбы, втулки).

HtutoSkit дми Мп, л/ф

Рис. 14. Диаграмма состояния сплавов системы железо-марганец

Разработка припоев на железной основе П-87 и П-100 позволила применить пайку вза­ мен сварки в производстве крупногабаритных стальных строительных конструкций.

Отечественные сложнолегированные при­ пои на основе железа систем Fe-Cu-Ge и Fe-Cr-Ge-Si-Ni марок ПЖГ-20 и ПЖГ-22 с со­ держанием германия до 25 % (табл. 62) имеют более высокую жаростойкость, чем никелевые припои с германием (ПГ-17Н, см. п. «Никеле­ вые припои»). Соединения могут длительно работать в условиях активной зоны атомных реакторов с жидкометаллическим теплоноси­ телем при температуре до 800 °С, коррозион­ ная стойкость соединений в кислотных, ще­ лочных и пароводяных средах - на уровне ос­ новного материала [21].

Марка

припоя

П-49

П-80

П-87

П-100

Содержание основных компонентов, % (масс.) (Fe - остальное)

Припои применяют в виде порошка, крупки и закладных деталей, полученных прес­ сованием. Припои жидкотекучи, хорошо за­ полняют зазоры размером 0.01 0,5 мм, обра­ зуя вакуумно-плотные соединения.

Марганцевые припои

Основным компонентом в марганцевых припоях является никель (табл. 63).

Марганец с никелем образуют ряд твердых растворов (рис. 15), и при содержании 39,5 % Ni сплав Mn-Ni имеет температуру плавления 1005 °С. Припои на основе марганца обладают хорошей растекаемостью и способностью сма­ чивать паяемый металл, а также высокой пла­ стичностью. Применяются они для пайки кор­ розионно-стойких сталей, инконеля, нихрома и

др. Пайку этими припоями выполняют при нагреве в печах или ТВЧ в среде нейтральных газов. Нагрев желательно производить быстро во избежание испарения марганца из припоя.

МассовыедолиHi, %

Рис. 15. Диаграмма состояния сплавов системы марганец-никель

Хрупкость припоев, содержащих титан, препятствует изготовлению из них ленты (полос), фольги или проволоки традиционными методами обработки давлением. Современные технологии

высокоскоростного затвердевания из расплава со скоростями охлаждения 105 106 °С/с позволя­ ют получать титановые припои в виде пла­ стичных лент и тонких порошков (табл. 66, 67).