ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА Российский патент 2009 года по МПК B23K35/28 C22C5/08 

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра и может быть использовано в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении.

Известны припои на основе серебра, меди и цинка, предназначенные для пайки в диапазоне температур 610-1000°С и широко используемые для получения неразъемных изделий (Лашко Н.Ф. Пайка металлов. / Н.Ф.Лашко, С.В.Лашко. - М.: «Машиностроение», 1967, с.211).

Известен припой на основе серебра марки ПСр 45 (ГОСТ 19738-74), содержащий, мас.%:

Серебро 44,5-45,5 Медь 29,5-30,5 Цинк 23,5-26,0

Этот припой обладает повышенной температурой пайки 780°С, высокой прочностью σ_В=363-500 МПа, но низкой пластичностью δ=10-15%, что ограничивает его применение.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является припой на основе серебра марки ПСр 40 (ГОСТ 19738-74), содержащий, мас.%:

Серебро 39,0-41,0 Медь 16,4-17,4 Цинк 16,6-17,8 Кадмий 26,0-26,5

Данный припой имеет пониженную температуру пайки 620°С, удовлетворительную прочность σ_В=372-431 МПа и достаточно высокую пластичность δ=25-30%. Однако существенным недостатком данного припоя является содержание в нем кадмия. Соединения кадмия очень токсичны, оказывают вредные воздействия на организм человека и вызывают профессиональные заболевания, что создает определенные трудности при изготовлении и применении данного припоя на производстве, предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и в конечном итоге снижает технологические возможности использования данного припоя.

Основной задачей изобретения является расширение технологических возможностей использования припоя и повышение производственной безопасности.

Поставленная задача достигается тем, что припой на основе серебра, содержащий медь и цинк, дополнительно содержит индий и олово при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Серебро 39-41 Медь 30-35 Цинк 22-26 Индий 1-3 Олово 1-2

Заявляемый припой по сравнению с прототипом характеризуется отличительными признаками, которые позволяют расширить технологические возможности использования припоя и повысить производственную безопасность.

По отношению к прототипу у предлагаемого припоя имеются следующие отличительные признаки: припой на основе серебра, содержащий медь, цинк, дополнительно содержит индий, олово при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Серебро 39-41 Медь 30-35 Цинк 22-26 Индий 1-3 Олово 1-2

Соединения индия и олова практически безвредны для организма человека, что существенно снижает трудности при изготовлении и использовании данного припоя на производстве, не предъявляет повышенные требования к производственной безопасности. Кроме того, предлагаемый сплав имеет расширенный интервал предела прочности 390-530 МПа, что позволяет его использовать для пайки более широкой гаммы сплавов. Одним из основных условий надежности сварного шва при пайке является идентичность механических свойств сварного шва и свариваемых деталей (Стрижко Л.С. Металлургия золота и серебра. / Л.С.Стрижко. - М.: МИСИС, 2001, с.336). Меняя содержание компонентов в предлагаемом сплаве, возможен подбор технологических характеристик, удовлетворяющих оптимальным условиям пайки. Тем самым расширяются технологические возможности применения данного припоя, в том числе для изготовления товаров народного потребления.

Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Замена кадмия индием в припое на основе серебра, содержащем медь и цинк, позволяет расширить технологические возможности использования припоя и повысить производственную безопасность.

Для получения предложенного припоя были приготовлены композиции, химический состав и свойства которых в сопоставлении с известным припоем приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1 Припой Состав № Содержание компонентов, мас.% Серебро Медь Цинк Кадмий Индий Олово Предложенный 1 39,0 30,0 26,0 - 3,0 2,0 2 40,0 32,5 24,0 - 2,0 1,5 3 41,0 35,0 22,0 - 1,0 1,0 Известный 4 40,0 16,9 16,9 26,2 - -

Таблица 2 Припой Состав № Температура, °С Предел прочности, σ_В, МПа Относительное удлинение, δ, % солидуса ликвидуса пайки Предложенный 1 600 635 635 380-450 20-24 2 618 650 650 380-440 22-26 3 640 670 670 370-430 24-30 Известный 4 595 620 620 372-431 25-30

Добавка олова в припой в предлагаемом диапозоне компонентов обеспечивает получение предлагаемого припоя в виде порошка путем механического измельчения в широком диапозоне гранулометрического состава 50-315 мкм. Следует отметить, что предлагаемый припой в виде порошка является одним из наиболее эффективных материалов, применяемых для качественной пайки электротехнических контактов.

Таким образом, применение заявляемого припоя по сравнению с прототипом позволяет расширить технологические возможности использования припоя и повысить производственную безопасность.

Припой может быть использован в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: серебро 39-41; медь 30-35; цинк 22-26; индий 1-3; олово 1-2. Сплав припоя имеет широкий интервал предела прочности 390-530 МПа. Введение олова обеспечивает получение припоя в виде порошка с широким диапазоном гранулометрического состава 50-315 мкм. Соединения индия и олова практически безвредны для организма человека, что существенно снижает трудности при изготовлении и использовании данного припоя на производстве и расширяет технологические возможности применения данного припоя. 2 табл.

Припой на основе серебра, содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий и олово при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Серебро 39-41 Медь 30-35 Цинк 22-26 Индий 1-3 Олово 1-2