припой для пайки изделий и способ их пайки

Формула изобретения

1. Припой для пайки изделий из стали и никелевых сплавов, содержащий медь и марганец и изготовленный в виде слоев, отличающийся тем, что он содержит медь в виде проволоки диаметром 0,5 1,5 мм и марганец в виде покрытия толщиной 5 10 мкм.

2. Способ пайки изделий из стали и никелевых сплавов, включающий нагрев и пайку через припой из меди, покрытой слоем марганца, отличающийся тем, что припой используют в виде проволоки диаметром 0,5 1,5 мм, покрытой слоем марганца толщиной 5 10 мкм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пайки изделий из стали и никелевых сплавов, преимущественно массового производства, с использованием припоя из меди.

Известен припой для пайки изделий, например лопастей рабочего колеса, выполненный из медного сплава в виде кольца. Процесс пайки осуществляют в восстановительной атмосфере при температуре 1200^oC [1].

Известный припой, из-за высокой температуры пайки, не позволяет паять изделия массового производства.

Известен припой для пайки изделий, например пластин твердого сплава со сталью при температуре 950^oC, представляющий собой медную ленту, покрытую слоем марганца на каждой стороне поверхности 0,1 - 0,4 ее толщины [2].

Данный припой не представляется возможным использовать в виде колец, поскольку при указанной толщине марганца при нарезке колец нанесенный слой осыпается, а низкая температура пайки не позволяет получать паяный шов без дефектов.

Задачей изобретения являлось создание припоя для пайки изделий массового производства в виде колец, изготовленных из медной проволоки, покрытой слоем марганца.

Задача решена за счет того, что припой содержит медь в виде проволоки диаметром 0,5 - 1,5 мм и марганец в виде покрытия на ее поверхности толщиной 5 - 10 мм, что может составлять 0,5 - 1,0% от содержания меди, а пайку проводят при температуре 1050 - 1090^oC, обеспечивающей получение расплавленного припоя в виде кашеобразного состояния.

Технический результат - отсутствие дефектов в паяных соединениях, упрощение процесса изготовления припоя, повышение его технологичности и безотходности.

Предложенный припой представляет собой медную проволоку диаметром 0,5 - 1,5 мм, покрытую слоем марганца толщиной 5 - 10 мкм. Указанная толщина оптимальна, поскольку при толщине слоя марганца менее 5 мкм имеют место непропаи, а выше 10 мкм - происходит отслаивание покрытия при механической обработке проволоки.

Припой изготавливают в виде колец. Процесс их изготовления прост, технологичен и безотходен. Температура пайки изделий - 1050 - 1090^oC. Ниже 1050^oC жидкотекучесть припоя недостаточна для заполнения зазоров при пайке, выше 1090^oC поднимать температуру нецелесообразно по технологическим соображениям.

Ниже приведен пример осуществления способа пайки изделий.

Паяли радиаторы водонагревного котла, изготовленные из Ст. 20. Паяемый радиатор состоит из тысячи колец, надетых на трубки. Зазоры в паяемых соединениях могут выходить из рамки действия капиллярных сил. Чтобы получить паяное соединение без дефектов, необходимо иметь расплавленный припой в кашеобразном состоянии. Такое состояние припоя при пайке получают малым содержанием в нем марганца, но достаточным для образования жидкой фазы, способной смачивать паяемые поверхности.

Предварительно поверхность изделий подвергали обезжириванию. В качестве припоя применяли медную проволоку марки М1 диаметром 0,5 - 1,5 мм, на которую перед пайкой наносили гальваническим способом слой марганца толщиной 5 - 10 мкм, что составляло 0,5 - 1,0% от содержания меди. Из проволоки изготавливали кольца, которые располагали в качестве припоя на паяемые детали. Пайку осуществляли в индукционной печи в среде аргона при температуре 1050 - 1090^oC с выдержкой 10 - 12 мин. Результаты проведенных экспериментов приведены в таблице.

Проверку качества спаянных изделий проводили по металлографическим исследованиям. Анализ таблицы 1 показал на отсутствие в паяных соединениях незаполненных зазоров, непропаев и др. дефектов при использовании в процессе пайки заявленного припоя. Кроме того, припой в виде проволоки (кольца) позволил упростить технологию его изготовления, повысить технологичность и безотходность.