ФЛЮС ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ Российский патент 2006 года по МПК B23K35/363 

Изобретение относится к пайке, а именно к составу флюса для низкотемпературной пайки меди и ее сплавов оловянно-свинцовыми припоями.

Известен паяльный флюс для низкотемпературной пайки по авт.св. СССР №715264, В 23 К 35/362, 1980 г.

Данный флюс предназначен для пайки и лужения оловянно-свинцовыми припоями и содержит следующие компоненты, мас.%: ZnCl₂ - 54-56, KCl - 32-34, NaCl - 10-12, CuCl₂ - 1-2. Хотя флюс и обладает высокой активностью, но в нем присутствует большое количество хлорида цинка, за счет чего увеличивается стоимость флюса и возрастает его коррозионная активность.

Известен паяльный флюс для низкотемпературной пайки по потенгу России №2243074, В 23 К 35/363, 2004 г.

Этот флюс предназначен для низкотемпературной пайки меди и ее сплавов и содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: хлорид цинка - 10-40, хлорид аммония - 1,0-4,5, гидроксиламин гидрохлорид - 0,05-1,0, гидразин солянокислый - 0,2-1,0, карбамид- 1,1-3,0, вода - остальное.

Хотя этот флюс имеет общие компоненты с предлагаемым, но он обладает высокой коррозионной активностью и более сложный по составу.

Решаемая задача - совершенствование состава флюса.

При создании предлагаемого флюса достигнут технический результат - получен флюс с более низкими коррозионными свойствами для низкотемпературной пайки меди и латуни, т.к. большое количество теплообменников в автомобилестроении паяются именно из этих материалов.

Этот технический результат достигается тем, что флюс для низкотемпературной пайки, содержащий хлорид цинка, хлорид аммония, карбамид и воду, дополнительно содержит хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид цинка4-30Карбамид1-10Хлорид аммония0,5-3Хлорид натрия0,5-2ВодаОстальное

Хлорид цинка вводят в пределах 4-30% для обеспечения достаточной активности флюса. При меньшем содержании хлорида цинка активность флюса недостаточная, а при большем его содержании активность флюса практически не возрастает, но стоимость флюса растет.

Введение хлорида аммония и хлорида натрия способствуют увеличению площади растекания припоя по паяемой поверхности. Содержание этих компонентов во флюсе более 3 и 2%, соответственно, нецелесообразно, т.к. дальнейшее увеличение их концентрации во флюсе не приводит к увеличению площади растекания припоя. При содержании каждого из этих компонентов во флюсе меньше чем 0,5%, наблюдается заметное снижение площади растекания припоя.

Образующиеся при нагреве в водном растворе ионы хлора интенсивно разрушают оксидную пленку на поверхности деталей из меди и латуни. Это улучшает смачивание припоем паяемой поверхности и образование прочного соединения. Причем флюс достаточно активен даже при низких температурах пайки. Температурный интервал активности флюса 200-400°С.

Флюс готовят следующим образом: сначала соединяют сыпучие компоненты флюса (хлорид цинка, карбамид, хлорид аммония и хлорид натрия), затем добавляют растворитель (воду), после чего тщательно перемешивают полученный раствор.

В табл.1 приведены примеры исследованных составов флюсов, а также состав прототипа.

Флюсующую активность флюса испытывали по способности расплавленного припоя растекаться по основному металлу. В качестве основного металла использовали пластины размером 50×50×0,5 мм из меди M1 и латуни. Л63. Пластины с навеской припоя (0,6 г) и флюса помещали в печь с температурой 320°С и выдерживали в течение 3 мин. После остывания пластин определяли площадь растекания припоя. Она составляла по меди M1≈400 мм², по латуни ≈ 180 мм².

В процессе пайки флюсы 2-5 показали хорошие результаты, как при пайке меди, так и латуни. Предлагаемые флюсы имеют достаточно высокую флюсующую активность, хотя она несколько ниже, чем у прототипа.

При этом предлагаемый флюс обладает более низкой коррозионной активностью, что не менее важно при пайке.

Коррозионную активность флюса оценивали по величине тока, проходящего между электродами: припой (ПОССу-30-2) - паяемый металл (медь M1 или латунь Л63), помещенными в раствор флюса объемом 100 мл. Флюс при каждом измерении использовался новый.

Полученные результаты приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, минимальные токи, проходящие через раствор флюса, наблюдаются в составах 2-5. Составы 1 и 6 обладают повышенной коррозионной активностью.

Таблица 1КомпонентыСостав, %Исследованных флюсовПрототипа1234567Хлорид цинка241020303510-40Карбамид0,515810121,1-3Хлорид аммония0,10,512341-4,5Хлорид натрия0,10,511,522,5-Гидроксиламин гидрохлорид------0,05-1,0Гидразин солянокислый------0,2-1,0ВодаОстальное

Таблица 2СоставТок, проходящий между парой электродов, мкАПрипой ПОССу-30-2 - Медь M1Припой ПОССу-30-2 - Латунь Л63183±579±5272±565±5369±568±5471±566±5570±572±5686±581±57≈120≈110

Предлагаемый флюс обладает низкой коррозионной активностью при хорошей флюсующей способности и значительно дешевле благодаря исключению двух достаточно дорогих компонентов.

Изобретение может быть использовано при низкотемпературной пайке меди и ее сплавов оловянно-свинцовыми припоями. Флюс содержит, мас.%: хлорид цинка 4-30, карбамид 1-10, хлорид аммония 0,5-3, хлорид натрия 0,5-2, вода - остальное. При нагреве данного флюса образуются ионы хлора, которые интенсивно разрушают оксидную пленку на поверхности деталей из меди и латуни. Флюс обеспечивает улучшение смачивания припоем паяемой поверхности, способствует увеличению площади растекания припоя и образованию прочного соединения. Температурный интервал активности флюса 200-400°С. 2 табл.

Флюс для низкотемпературной пайки меди или ее сплавов, содержащий хлорид цинка, хлорид аммония, карбамид и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид цинка4-30Карбамид1-10Хлорид аммония0,5-3Хлорид натрия0,5-2ВодаОстальное