СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ СИЛУМИНОМ, И МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ СИЛУМИНОМ Российский патент 2008 года по МПК B23K1/19 B23K35/02 B23K103/10 

Описание патента на изобретение RU2333081C2

Изобретение относится к способам пайки алюминия и алюминиевых сплавов, плакированных силумином, и материалам для пайки.

Известен способ изготовления многослойного композиционного материала на основе алюминия, включающий окисление анодированием поверхности алюминиевой фольги толщиной 5-200 мкм на глубину 0,1-50 мкм, сборку алюминиевой фольги в пакет и скрепление пакета в монолит путем склеивания или диффузной сварки (RU 2030294 С1, В32В 15/20, 1995.03.10).

Данный способ неприменим при пайке алюминиевых конструкций, так как диффузионная сварка невозможна из-за деформации конструкции при давлении, необходимом для диффузионной сварки.

Известен способ изготовления спаянного продукта и многослойный спаиваемый блок, включающий слой металлической фольги из припоя и слой алюминия, покрывающий хотя бы часть поверхности припоя, причем слой алюминия имеет толщину, равную примерно от 1 до 20 мкм (WO 02066200, В23К 1/008; В23К 1/19, В23К 35/00, В23К 35/02, 2002.08.29).

Данный способ предназначен для изготовления спаянного продукта из состава компонентов, включающего материал, имеющий температуру плавления, превышающую 660°С, и не подходит для пайки алюминия.

Известен также способ пайки алюминия с использованием припоев в виде фольги из низкоплавких сплавов, покрытой флюсом, помещаемой между паяемыми поверхностями или дополнительно с нанесением флюса на паяемые поверхности (Лашко С.В., Лашко Н.Ф., Пайка металлов, 4 изд., Москва, Машиностроение, 1988, с.273-275) - прототип.

Недостатком данного способа является сложность изготовления фольги из припоя, кроме того, известный способ предполагает так называемые «мокрые» процессы, то есть покрытие изделия флюсом, нанесение которого не всегда происходит равномерно, что снижает качество пайки. Материал для пайки, изготовленный из фольги из припоя, имеет недостаточную пластичность.

Задачей настоящего изобретения является упрощение подготовки к пайке алюминия и его сплавов, плакированных силумином, повышение качества пайки.

Задача изобретения решается тем, что в способе пайки алюминия и его сплавов, плакированных силумином, включающем размещение между паяемыми поверхностями фольги, используют фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, толщиной 5-50 мкм, с нанесенной на нее с одной или обеих сторон композицией на основе фторалюминатного флюса с толщиной слоя 5-50 мкм, после чего нагревают сборку до расплавления фольги с образованием между паяемыми поверхностями слоя расплавленного силумина и флюса и охлаждают ее.

Между паяемыми поверхностями размещают фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, с композицией, которая может иметь состав, мас,%: эвтектическая смесь солей KF и AlF3 - 80-98 и связующее - 2-20.

Задача решается также тем, что материал для пайки алюминия и его сплавов, плакированных силумином, включающий фольгу, согласно изобретению представляет собой фольгу из алюминия или его сплавов с нанесенной на нее с одной или обеих сторон композицией на основе фторалюминатного флюса с толщиной слоя 5-50 мкм, при этом фольга выполнена из алюминия или его сплавов, не являющихся припоем, и имеет толщину 5-50 мкм.

Композиция, нанесенная на фольгу из алюминия или его сплавов, может иметь состав, мас.%: эвтектическая смесь солей KF и AlF3 - 80-98 и связующее - 2-20.

Способ пайки алюминия и его сплавов с использованием заявляемого материала для пайки осуществляют следующим образом.

На пластину из алюминия или из алюминиевых сплавов, плакированную силумином, помещают лист материала для пайки - фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, толщиной 5-50 мкм с нанесенной на нее композицией, состоящей из эвтектической смеси KF и AlF3 и связующего, в качестве которого могут быть применены полимеры - акрилаты, метакриалаты, полистирол, полиизобутилен и пр. На фольгу помещают деталь из алюминия или его сплавов. Полученную сборку помещают в печь для пайки, нагретую до температуры пайки 580-640°С. Пайку можно производить в среде защитного газа, а также на воздухе. При нагреве до температуры пайки происходит плавление алюминиевой фольги с нанесенной на нее композицией и силумина с поверхности алюминия или алюминиевых сплавов, плакированных силумином, и образование между паяемыми поверхностями слоя расплавленного силумина и флюса, что и обеспечивает качественную пайку. После прогрева в течение 4-5 минут сборку извлекают и охлаждают. Деталь припаяна к пластине.

В состав композиции, нанесенной на фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, в качестве фторсиликата щелочного металла могут входить: Li2SiF6, и/или Na2SiF6, и/или K2SiF6, и/или Rb2SiF6, и/или Cs2SiF6, и/или их смесь.

В состав композиции, нанесенной на фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, в качестве фторалюмината щелочного металла могут входить: LiAlF4, и/или KAlF4, и/или NaAlF4, и/или RbAlF4, и/или CsAlF4, и/или их смесь.

Материал для пайки алюминия и его сплавов может состоять из одного и/или более слоев фольги из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, с нанесенной композицией.

Технический результат изобретения заключается в упрощении способа пайки благодаря использованию готового материала для пайки.

Способ пайки алюминия и его сплавов с использованием заявляемого материала для пайки осуществляют следующим образом.

На пластину из алюминия или из алюминиевого сплава помещают лист материала для пайки - фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоем, с нанесенной на нее композицией, на фольгу помещают деталь из алюминия или его сплавов. Полученную сборку помещают в печь для пайки, нагретую до температуры пайки 580-640°С. При нагреве до температуры пайки на поверхности фольги, покрытой композицией, происходит выделение кремния с последующим сплавлением кремния и алюминия и образованием расплавленного слоя силумина на поверхности фольги и, с учетом малой толщины фольги, превращением алюминиевой фольги в слой расплавленного силумина, то есть припоя и флюса, обеспечивающего качественную пайку. После прогрева в течение 4-5 минут сборку извлекают и охлаждают. Деталь припаяна к пластине.

Материал для пайки алюминия и его сплавов получают следующим образом.

Готовят композицию для нанесения на фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, обеспечивающую при нагреве до температуры пайки 580-640°С выделение кремния на поверхности фольги, например, композицию, имеющую состав: K2SiF6 - 79%; AlF3 - 6%; KAlF4 - 8%, алюминиевый порошок с 2%, связующее - 5%. Компоненты, составляющие композицию, диспергируют в растворителе, в качестве которого может быть применен ацетон, толуол и другие соединения, растворяющие связующее композиции, которое может быть представлено полимерами-акрилатами, метакриалатами, полистиролом, полиизобутиленом и пр. Полученную суспензию наносят на алюминиевую фольгу толщиной от 5 до 50 мкм путем распыления. В зависимости от количества нанесенной суспензии слой покрытия может составлять 5-50 мкм. Композицию наносят с одной или с обеих сторон фольги. Фольгу с нанесенной композицией сушат при комнатной температуре. В таком виде материал для пайки алюминия можно легко сворачивать в рулон, нанесенное покрытие при этом не разрушается, и хранить в течение нескольких дней.

Способ иллюстрируется примерами проведения пайки с различным материалом для пайки, отличающимся в пределах заявленных интервалов значений параметрами толщины фольги и толщины нанесенной на фольгу композиции. Результаты приведены в таблице. В зависимости от конфигурации паяемых деталей и их размеров используют материал для пайки, отличающийся толщиной фольги из алюминия и толщиной слоя, нанесенной на нее композиции.

При использовании слоя фольги толщиной менее 5 мкм материал имеет низкую прочность, при толщине более 50 мкм материал не будет переведен в силумин целиком, кроме того, при увеличении толщины фольги увеличивается жесткость материала для пайки, он плохо прилегает к паяемым поверхностям, что снижает качество пайки. От толщины слоя композиции, наносимой на фольгу, также зависит качество пайки. Слоя нанесенной на фольгу композиции с толщиной менее 5 мкм может не хватить для проведения качественной пайки, слой толщиной более 50 мкм приведет к завышенному расходу реагентов и сложности удаления остатков композиции со спаянной поверхности.

Материал для пайки алюминия и алюминиевых сплавов№ п/пТолщина алюминиевой фольги, мкмТолщина слоя композиции, мкм1.55 с одной стороны2.5По 5 с обеих сторон3.520 с одной стороны4.5По 20 с обеих сторон5.550 с одной стороны6.5По 50 с обеих сторон7.255 с одной стороны8.25По 5 с обеих сторон9.2520 с одной стороны10.25По 20 с обеих сторон11.2550 с одной стороны12.25По 50 с обеих сторон13.505 с одной стороны14.50По 5 с обеих сторон15.5020 с одной стороны16.50По 20 с обеих сторон17.5050 с одной стороны18.50По 50 с обеих сторон

Похожие патенты RU2333081C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ, ПЛАКИРОВАННОГО СИЛУМИНОМ, И АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ СИЛУМИНОМ 2007
  • Полторыбатько Андрей Валентинович
  • Шаклеин Денис Анатольевич
  • Задов Владимир Ефимович
RU2354514C2
СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ И МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ 2006
  • Полторыбатько Андрей Валентинович
  • Шаклеин Денис Анатольевич
  • Задов Владимир Ефимович
RU2333082C2
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ ДЛЯ ПАЙКИ 2006
  • Полторыбатько Андрей Валентинович
  • Шаклеин Денис Анатольевич
  • Задов Владимир Ефимович
RU2324578C2
СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2005
  • Полторыбатько Андрей Валентинович
  • Шаклеин Денис Анатольевич
  • Задов Владимир Ефимович
RU2288080C1
СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2005
  • Полторыбатько Андрей Валентинович
  • Шаклеин Денис Анатольевич
  • Задов Владимир Ефимович
RU2288079C1
Способ бесфлюсовой пайки титана и его сплавов с алюминием и его сплавами 1987
  • Перевезенцев Борис Николаевич
  • Соколова Нина Михайловна
  • Тюнин Юрий Николаевич
  • Селиванов Владимир Константинович
  • Базелев Борис Павлович
  • Ефремов Владимир Иванович
  • Коцаренко Виктор Николаевич
SU1551482A1
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ 2014
  • Степанов Владимир Валерьевич
  • Васенев Валерий Валерьевич
  • Мироненко Виктор Николаевич
  • Свобонас Дмитрий Адольфович
  • Бажанов Андрей Владимирович
  • Леонов Сергей Тимофеевич
  • Данилин Вячеслав Владимирович
RU2584357C1
СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ 2005
  • Литвиненко Николай Петрович
  • Шиханов Владимир Филиппович
RU2285593C1
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ 2014
  • Степанов Владимир Валерьевич
  • Мироненко Виктор Николаевич
  • Васенев Валерий Валерьевич
  • Горностаев Игорь Николаевич
  • Бажанов Андрей Владимирович
  • Бутрим Виктор Николаевич
  • Леонов Сергей Тимофеевич
RU2596535C2
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ 2014
  • Степанов Владимир Валерьевич
  • Васенев Валерий Валерьевич
  • Мироненко Виктор Николаевич
  • Горностаев Игорь Николаевич
  • Свобонас Дмитрий Адольфович
  • Бажанов Андрей Владимирович
  • Бутрим Виктор Николаевич
  • Леонов Сергей Тимофеевич
RU2585598C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ СИЛУМИНОМ, И МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ СИЛУМИНОМ

Изобретение относится к способам пайки алюминия и алюминиевых сплавов, плакированных силумином и материалам для пайки. Между паяемыми поверхностями помещают материал для пайки в виде фольги из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, толщиной 5-50 мкм, с нанесенной на нее с одной или обеих сторон композицией на основе фторалюминатного флюса, с толщиной слоя 5-50 мкм. Нагревают сборку до расплавления фольги с образованием между паяемыми поверхностями слоя расплавленного силумина и флюса и охлаждают ее. Изобретение позволяет упростить подготовку к пайке материала из алюминия или его сплавов, плакированного силумином, повысить качество пайки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 333 081 C2

1. Способ пайки алюминия и его сплавов, плакированных силумином, включающий размещение между паяемыми поверхностями фольги, отличающийся тем, что между паяемыми поверхностями размещают фольгу из алюминия или его сплавов, не являющихся припоями, толщиной 5-50 мкм, с нанесенной на нее с одной или обеих сторон композицией на основе фторалюминатного флюса, с толщиной слоя 5-50 мкм, после чего нагревают сборку до расплавления фольги с образованием между паяемыми поверхностями слоя расплавленного силумина и флюса и охлаждают ее.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют фольгу с нанесенной на нее композицией, имеющей состав, мас.%: эвтектическая смесь солей KF и AlF3 80-98 и связующее 2-20.3. Материал для пайки алюминия и его сплавов, плакированных силумином, включающий фольгу, отличающийся тем, что на фольгу нанесена с одной или с обеих сторон композиция на основе фторалюминатного флюса, с толщиной слоя 5-50 мкм, при этом фольга выполнена из алюминия или его сплавов, не являющихся припоем, и имеет толщину 5-50 мкм.4. Материал по п.3, отличающийся тем, что нанесенная на фольгу композиция имеет состав, мас.%: эвтектическая смесь солей KF и AlF3 80-98 и связующее 2-20.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2333081C2

ЛАШКО С.В
и др
Пайка металлов
- М.: Машиностроение, 1988, с.16-17, с.273-275
КОНТАКТНО-РЕАКТИВНЫЙ СПОСОБ ПАЙКИ 0
  • С. В. Лашко, Г. Н. Сухачева, Н. Н. Раров, Е. И. Чулков, В. Р. Гусев,
  • Н. Ф. Лашко А. М. Никитинский
SU247021A1
Способ пайки узлов из алюминиевых сплавов 1989
  • Суслов Александр Александрович
  • Батов Леонид Павлович
  • Калинин Юрий Николаевич
  • Хмылов Георгий Иванович
SU1646735A1
СПОСОБ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ 1996
  • Сузуки Тошихиро
  • Танака Цунехико
  • Огасавара Меитоку
RU2164460C2
US 4579605 A, 01.04.1986.

RU 2 333 081 C2

Авторы

Полторыбатько Андрей Валентинович

Шаклеин Денис Анатольевич

Задов Владимир Ефимович

Даты

2008-09-10Публикация

2006-05-10Подача