ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА Российский патент 2013 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.

Известен припой на основе серебра, предназначенный для пайки в диапазоне температур 620-640°C и используемый для получения неразъемных изделий (Лашко Н.Ф. Пайка металлов / Н.Ф. Лашко, С.В. Лашко. - М.: «Машиностроение», 1967. - С.211), содержащий, мас.%:

Серебро 64,5÷65,5; Кадмий 34÷36

Данный припой имеет пониженную температуру пайки, высокую жидкотекучесть. 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.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является припой на основе серебра марки ПСр 65 (ГОСТ 19738-74 - Припои серебряные. Марки), содержащий, мас.%:

Серебро 64,5÷65,5; Медь 19,5÷20,5; Цинк Остальное

Данный сплав принят в качестве прототипа.

К основным недостаткам данного сплава следует отнести повышенную температуру плавления 695÷722°C и низкую жидкотекучесть, что ограничивают область применения данного сплава для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение технологических возможностей использования припоя.

Технический результат достигается тем, что припой на основе серебра содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Серебро 64,5÷65,5; Медь 19,5÷20,5; Индий 3,0÷5,0; Цинк Остальное

Общим для известного и заявляемого припойных сплавов на основе серебра является наличие в сплаве, мас.% в пределах серебра - 64,5÷65,5 и меди - 19,5÷20,5.

Отличие от припойного сплава-прототипа заключается в дополнительном введении в заявляемый припойный сплав индия. Соединения индия практически безвредны для организма человека, что существенно снижает трудности при изготовлении и использовании данного припоя на производстве, не предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и, этим самым, расширяет технологические возможности применении данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.

Оптимальное содержание индия в припойном сплаве установлено опытным путем. Добавка индия в количестве 3,0÷5,0 мас.% снижает температуру расплава, повышает его жидкотекучесть и пластичность, что значительно улучшает технологические условия пайки. Дальнейшее увеличение содержания индия в составе припойного сплава снижает его растворимость в твердом растворе системы Ag-Cu-In и при увеличении содержания индия свыше 5,0% приводит к образованию интерметаллидов, что вызывает резкое повышение прочности сплава, падение пластичности и жидкотекучести. В свою очередь снижение содержания индия ниже 3,0% повышает температуру пайки и затрудняет использование данного припоя при пайке ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике, т.е. уменьшает технологические возможности применения данного припоя.

Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Дополнительное введение индия в состав в заявляемого припойного сплава на основе серебра, содержащего медь и цинк, обеспечивает расширение технологических возможностей использования припоя для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.

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

Таблица 1 № п/п Припой Содержание компонентов, мас.% Температура плавления максимальная, °C Жидкотекучесть Серебро Медь Цинк Индий 1 С содержанием In<3,0% 65,0 20,0 13,0 2,0 684 уд. 2 Предложенный 65,0 20,0 12,0 3,0 672 хор 3 65,0 20,0 11,0 4,0 658 хор 4 65,0 20,0 10,0 5,0 646 хор 5 С содержанием In>5,0% 65,0 20,0 9,0 6,0 636 уд. 6 Известный 65,0 20,0 15,0 - 722 уд.

Как видно из таблицы, заявляемый припойный сплав с различным химическим составом в заявленном диапазоне соотношения компонентов (сплавы №№2-4) по сравнению с известным, благодаря оптимальному сочетанию в сплаве компонентов в указанном количественном соотношении, обладает более низкой температурой плавления - 646÷672°C и оптимальной жидкотеку честью.

Таким образом, применение заявляемого припойного сплава по сравнению с прототипом расширяет технологические возможности применения данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.

Изобретение может быть использовано для пайки и лужения деталей в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении. Припой содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: серебро 64,5-65,5; медь 19,5-20,5; индий 3-5; цинк остальное. Дополнительное введение индия в припойный сплав на основе серебра содержащий медь и цинк, снижает температуру расплава, повышает жидкотекучесть и пластичность припоя, что позволяет расширить технологические возможности применении данного припоя. 1 табл.

Припой на основе серебра, содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Серебро 64,5-65,5 Медь 19,5-20,5 Индий 3-5 Цинк Остальное