ФЛЮС ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 2006 года по МПК B23K35/363 

Изобретение относится к флюсам для пайки алюминия и его сплавов низкотемпературными припоями.

Известны составы флюсов для пайки алюминия /1/, содержащие триэтаноламин с добавками солей фторборатов цинка, кадмия, аммония.

Недостаток описанных флюсов в том, что этот флюс для пайки поверхности алюминия и алюминиевых сплавов требует температуру 320-370°С для активации солей.

Наиболее близкий из этой серии по технической сущности принят за прототип флюс /2/, заключающийся в том, что содержит триэтаноламин и 10-15% тетрафторбората цинка.

Недостатком указанного флюса является недостаточная активация поверхности алюминия при температуре плавления припоя 250-300°С. Флюс обеспечивает активацию поверхности при температуре 320-370°С при разложении терафторбората цинка, что приводит к почернению места пайки из-за обугливания триэтаноламина.

Целью данного изобретения является создание флюса с низкой температурой активации поверхности алюминия для использования как флюсовой наполнитель в трубчатых низкоплавких свинцово-оловянных припоях типа ПОССу 30-0,5 или ПОССу 18-0,5.

Поставленная цель решается тем, что флюс, содержащий триэтаноламин, еще содержит в качестве активатора бифторид аммония и загуститель - ацетамида, при следующем соотношении компонентов, мас %: триэтаноламин - 43-75; бифторид аммония - 25-50; ацетамид - 0-7.

Общим признаком предложенного состава флюса и флюса по прототипу является использование основы триэтаноламина.

Отличительным признаком предложенного флюса является то, что он содержит в качестве активатора бифторид аммония и загуститель - ацетамид.

Указанные отличия позволяют активизировать поверхность алюминия в момент плавления свинцово-оловянного припоя при температуре 250-300°С. Флюс представляет собой смесь триэтаноламина, активатора бифторида аммония и загустителя - ацетамида. При снижении содержания бифторида аммония меньше 25% снижается активность флюса, требуется увеличение его расхода и увеличиваются остатки обугливания триэтаноламина, снижается качество пайки.

При повышении содержания бифторида аммония более 50% снижается смачиваемость поверхности, припой собирается в шарики, недостаточно растекается по поверхности и приходится увеличивать расход материала, при этом снижается качество пайки по внешнему виду. При отсутствии связующего - ацетамида флюс представляет жидкую массу и может использоваться нанесением кистью на паяемую поверхность. При использовании такого флюса в трубчатом припое имеет место вытекание флюса из трубки при хранении и неполной пайке изделий при последующем использовании. При содержании ацетамида во флюсе более 8% флюс при комнатной температуре принимает кристаллическую структуру и трубка с внутренним флюсом-наполнителем ломается при изгибе, что повышает расход в виде отходов.

Неожиданное влияние соотношения компонентов проявилось в том, что бифторид аммония при нагревании с триэтаноламином нейтрализует его ОН-группу с образованием фторгидрата этаноламина. При появлении нейтральной или кислотной среды (при излишней дозировки бифторида аммония) флюс снижает смачиваемость и растекаемость припоя. Во время прогревания до температуры 300°С места пайки поверхности алюминия флюс разжижается, растекается по паяемой алюминиевой поверхности, активирует ее растворением окислов и расплавленный припой растекается по поверхности. При 360°С компоненты флюса в основном испаряются.

Флюс указанного состава применим при пайке алюминия или алюминиевых сплавов, как например сплавы Mg-Al, низкотемпературными припоями типа ПОССу 18 или ПОССу 30-0,5.

Следующие примеры поясняют изобретение более подробно.

Пример. Флюс приготовлен из смеси 73 г триэтаноламина нагреванием до 120°С с добавкой 25 г бифторида аммония и 2 г ацетамида. Пластинку алюминия весом 1 г нагревали до 270°С град, помещался цилиндрик 0,3 г припоя ПОССу 30-0,5 и 0,1 г флюса. После прогрева пластинки до 300°С в течение 3 мин пластинку промывали от остатков флюса, взвешивали и замеряли по миллиметровой сетке площадь растекания припоя. Площадь пятна пайки отнесенная к навеске равна 2,2 мм²/г. Пятно пайки образца с флюсом по прототипу 0,5 мм²/г.

Примеры приведены в виде таблицы

Компоненты %/№опыт№1№2№3№4№5триэтаноламин6143738435Бифторид аммония3550251565ацетамид47210Растекание мм²/г2,22,61,10,60,8В примере №4, приведенном в таблице, место пайки утолщенное и меньшей площади чем №1-3.
В примере №5 место пайки в виде 4 отдельных капель-паек.

Предложенный флюс обеспечивает повышение смачивания припоя ПОССу 30-0,5 по алюминиевой поверхности и способен использоваться как наполнитель.

Источники информации, принятые во внимание.

1. Хряпин В.Е. Справочник паяльщика. М.: Машиностроение, 1981, с.106.

2. Авт.св. СССР №944845, М.кл. В 23 k 35/362.

Флюс может быть использован для пайки алюминия и его сплавов как наполнитель в трубчатых низкоплавких свинцово-оловянных припоях типа ПОССу 30-0,5 или ПОССу 18-0,5. Флюс содержит, мас.%: триэтаноламин 43-75, бифторид аммония 25-50 и ацетамид 0-7. Флюс обеспечивает хорошую растекаемость припоя, низкую температуру активации поверхности алюминия, составляющую 250-300°С. 1 табл.

Флюс для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов, содержащий триэтаноламин и активатор, отличающийся тем, что он содержит загуститель - ацетамид, а в качестве активатора - бифторид аммония, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Триэтаноламин43-75Бифторид аммония25-50Ацетамид0-7