припой на основе меди

Классы МПК:B23K35/30 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 1550°C 
C22C9/05 с марганцем в качестве следующего основного компонента
C22C9/06 с никелем или кобальтом в качестве следующего основного компонента
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-10-05
публикация патента:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к припоям на основе меди, которые могут быть применены при изготовлении деталей и агрегатов различного назначения. Предложен припой на основе меди, содержащий никель, марганец, кобальт, кремний, железо, бор, фосфор и титан. Технический результат - повышение пластичности высокопрочных нержавеющих сталей, облуженных припоем, повышение коррозионной стойкости и прочности паяных соединений. 2 табл.

Формула изобретения

Припой на основе меди, содержащий никель, марганец, кобальт, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремний, железо, бор, фосфор и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никель28,0-30,0
Марганец27,0-30,0
Кобальт4,0-6,0
Кремний0,8-1,2
Железо1,0-1,5
Бор0,15-0,25
Фосфор0,1-0,2
Титан0,05-0,12
МедьОстальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к припоям на основе меди, которые могут найти применение при изготовлении деталей двигателей и агрегатов различного назначения и, прежде всего, авиационных двигателей.

Известен припой на основе меди, имеющий следующий химический состав, в мас %:

Никель5,0-10,0
Марганец5,0-10,0
Железо1,0-3,0
Хром1,0-3,0
Титандо 3,0
Кремнийдо 1,0
МедьОстальное (СССР а.с. 147896)

Известен также припой на основе меди, имеющий следующий

химический состав, мас.%:

Никель3,7-5,2
Марганец10,1-12,6
МедьОстальное (патент РФ №2129063)

Недостатками известных припоев являются невысокая коррозионная стойкость паяных соединений высокопрочных нержавеющих сталей, снижение прочности и пластичности сталей после облуживания припоем и высокая температура пайки сталей - около 1200°С

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является припой следующего химического состава, мас.%:

Никель8,0-10,0
Марганец30,0-40,0
Кобальт0,01-0,1
МедьОстальное (патент РФ №2027573)

Недостатками припоя-прототипа являются снижение пластичности высокопрочных нержавеющих сталей после облуживания припоем, невысокая коррозионная стойкость и недостаточная прочность паяных соединений этих сталей.

Технической задачей изобретения является повышение пластичности высокопрочных нержавеющих сталей, облуженных припоем, повышение коррозионной стойкости и прочности паяных соединений.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен припой на основе меди, содержащий, никель, марганец, кобальт, который дополнительно содержит кремний, железо, бор, фосфор и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никель28,0-30,0
Марганец27,0-30,0
Кобальт4,0-6,0
Кремний0,8-1,2
Железо1,0-1,5
Бор0,15-0,25
Фосфор0,1-0,2
Титан0,05-0,12
МедьОстальное

Введение в предлагаемый припой дополнительных компонентов - кремния, железа, бора, фосфора и титана в заявленном соотношении с другими компонентами позволяет повысить пластичность высокопрочных нержавеющих сталей, облуженных припоем, увеличить прочность паяных соединений и повысить коррозионную стойкость паяных соединений.

Примеры осуществления

Предлагаемый припой, как и припой-прототип выплавлялись при индукционном нагреве в среде аргона. В таблице 1 представлены составы предлагаемого припоя (примеры 1-3) и припоя-прототипа.

Таблица 1
№п/пNiMn СоSiFe ВРTi Cu
128,0 27,05,0 1,21,00,2 0,20,05остальное
229,0 28,06,00,8 1,50,15,0,15 0,07остальное
330,0 30,04,01,0 1,20,250,1 0,12остальное
Прототип9,035,0 0,05- --- -остальное

Температурный интервал плавления припоев определяли методом дифференциального термического анализа на установке ДТА-7.

Пайка проводилась при печном нагреве в среде аргона с добавками газообразного флюса фторбората калия при температуре 1030°С. Выдержка при этой температуре составляла 30 минут.

Прочность паяных соединений определялась на образцах нахлесточных соединений, изготовленных из листов стали ВНС-2 толщиной 1 мм. Величина нахлестки составляла 3 мм, ширина образца - 10 мм. Припой в виде кусочков, нарезанных из полос толщиной 1,5 мм, укладывался с одной стороны нахлестки вблизи зазоров соединений.

Влияние облуживания на значения пластичности основного материала определялось на образцах из листов стали ВНС-2 толщиной 1 мм с длиной рабочей части образца 30 мм и шириной - 10 мм. На поверхность рабочей части образца наносилась фольга припоя толщиной 0,1 мм. Облуживаемая поверхность образца находилась в процессе нагрева в горизонтальном положении. Нагрев производился по режиму пайки. Испытание образцов производилось при комнатной температуре. Определялись прочность и относительное удлинение. В таблице 2 показано изменение относительного удлинения облуженных образцов по сравнению с необлуженными.

Определение коррозионной стойкости соединений проводилось на таких же образцах, как образцы для определения прочности соединений. Оценивалась коррозионная стойкость по изменению прочности соединений после коррозионных испытаний по сравнению с прочностью образцов, не проходивших коррозионных испытаний. При этом наличие коррозии соединений дополнительно проверялось при исследовании изломов образцов. В таблице 2 приведены результаты трехмесячных испытаний соединений в морской воде, как наиболее агрессивной среде.

Таблица 2
№ п/пТемпература плавления °С Прочность паяных соединений на срез, кгс/мм 2Снижение пластичности стали ВНС2 после облуживания, %Снижение прочности после коррозионных испытаний, %
1950-97031,5-40,1 20-234-6
2940-980 33,7- 40,518-216
3940-970 33,2-41,022-24 3-5
прототип 890-93018,3-20,145-68 48-71

По данным таблицы 2 видно, что предлагаемый припой обеспечивает примерно вдвое более высокую прочность соединений, чем прототип. Снижение пластичности стали ВНС-2 после облуживания предлагаемым припоем в два с половиной раза меньше, чем после облуживания припоем-прототипом. Коррозионная стойкость соединений, выполненных предлагаемым припоем, существенно выше, чем у соединений, паянных припоем-прототипом.

Применение предлагаемого припоя при пайке стальных деталей позволит существенно повысить надежность паяных соединений и обеспечить значительный экономический эффект от увеличения ресурса паяных деталей.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2273556

patent-2273556.pdf

Класс B23K35/30 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 1550°C 

быстрозакаленный припой из сплава на основе титана-циркония -  патент 2517096 (27.05.2014)
сварочная проволока -  патент 2511382 (10.04.2014)
пригодный для сварки, жаропрочный, стойкий к окислению сплав -  патент 2507290 (20.02.2014)
гамма/гамма' -суперсплав на основе никеля с многочисленными реакционно-активными элементами и применение указанного суперсплава в сложных системах материалов -  патент 2500827 (10.12.2013)
ролик для поддерживания и транспортирования горячего материала, имеющий наплавленный посредством сварки материал, присадочный сварочный материал, а также сварочная проволока для проведения наплавки сваркой -  патент 2499654 (27.11.2013)
аустенитный сварочный материал и способ профилактического технического обслуживания для предотвращения коррозионного растрескивания под напряжением и способ профилактического технического обслуживания для предотвращения межкристаллитной коррозии с его использованием -  патент 2488471 (27.07.2013)
сварочная проволока из нержавеющей стали с флюсовым сердечником для сварки оцинкованного стального листа и способ дуговой сварки оцинкованного стального листа с применением указанной сварочной проволоки -  патент 2482947 (27.05.2013)
сварочная проволока из низкоуглеродистой легированной стали -  патент 2477334 (10.03.2013)
способ нанесения покрытия на поверхность деталей с помощью электроконтактной сварки с использованием порошкового присадочного материала, содержащего железный порошок, и присадочный материал для его осуществления -  патент 2473413 (27.01.2013)
твердый припой -  патент 2469829 (20.12.2012)

Класс C22C9/05 с марганцем в качестве следующего основного компонента

Класс C22C9/06 с никелем или кобальтом в качестве следующего основного компонента

Наверх