Способ пайки керамики с металлами и неметаллами Советский патент 1986 года по МПК B23K1/20 

12

Изобретение относится к пайке, в частности к способам контактно-реактивной пайки с послойным введением компонентов припоя, и может быть использовано при пайке керамики с ме- таллами и неметаллами.

Цель изобретения - повышение работоспособности паяных изделий путем снижения температуры нагрева при пайке и изменения процессов контактного плавления компонентов припоя.

Способ осуществляют следующим образом.

Между паяемыми поверхностями деталей размещают слои припоя, состояш е из меди, титана и легкоплавкого металла, выбираемого из группы; олово, свинец, индий и их сплавы, причем слой легкоплавкогс металла помещают между слоями меди и титана. Детали поджимают и производят нагрев выше температуры полного расплавления припоя в результате контактных реакций. После выдержки, обеспечивающей смачивание паяемых поверхностей припоем, производят охлаждение изделий до комнатной температуры.

При нагреве деталей под пайку происходят следующие, процессы. При достижении температуры контактного плавления медь - легкоплавкий металл в зоне пайки между слоями меди и титана образуется жидкая прослойка. При дальнейшем нагреве происходит растворение меди в этой прослойке, а за- тем .и титана. Полное расплавление припоя достигается ниже температуры контактного плавления пары медь - титан, при зтом активность образовавшегося припоя отличается от активности расплава заранее выплавленного припоя того же состава и активности эвтекти- ки медь - титан. Полученный расплав Qбecпeчивaёт хорошее смачивание керамики и не изменяет Свойств керамики, исключая чрезмерное взаимодействие титана с керамик:ой.

Пример 1. При пайке корпуса электровакуумного прибора соединяют алюмооксидную керамику 22ХС с коваром 29НК. Между керамикой и коваром закладывают многослойную фольгу с соотношением толщин входящих материалов, позволяющим получить при расплавлении припой состава, %: медь 80, олово 10 титан 5, индий 5 и с расположением слоев олова и индия между медью и титаном. Кольцо из керамики 22ХС и ос0

01

5

5 0

Й 5 о 5

0 5

242

нование из ковара 29НК собирают в приспособлении, нагревают в вакууме до 860°С и дают изотермическую вьщер- жку в течение 3 мин. После этого паяные узлы охлаждают с печью. Кроме вибро- и ударопрочности эти образцы обладают вакуумной плотностью.

Пример 2. Для акселерометров, выполнен1|1ых конструктивно по двухпроводной схеме, паяют алюмоок- сидную керамику 22ХС с пьезокерамикой на основе твердого раствора циркона- та-титаната- свинца ЦТС-83Г. Между керамическими деталями закладывают многослойную фольгу с соотношением . толщин металлов, позволяющим получить при контактном плавлении припой состава, %: медь 80, олово 10, титан 5, свинец 5 и с расположением слоев олова и свинца между слоями меди и титана. Детали из керамики и многослойный припой Собирают в приспособлении, нагревают в печи с защитной атмосферой аргона до 850°С, дают изотермиче- ,скую выдержку 1 мин с последующим охлаждением паяного узла с печью. После вибрационных испытаний не разрушается ни один образец. При ударных испытаниях до разрушения установлено, что разрушение идет по пьезокерамике ЦТС-83Г, а не по паяному шву.

Использование предлагаемого способа пайки керамики с металлами и неметаллами позволяет паять детали и узлы из керамик на различных основах с t разными металлами и.неметаллами, снизить температуру пайки и время изотермической выдержки, довести прочность соединений при вибро- и ударных нагрузках до уровня прочности керамики, обеспечитъ необходи 1ую вакуумную плотность, повысить качество паяных соединений, увеличив надежность и долговечность паяных узлов.

Фо°рмула изобретения

Способ пайки керамики с металлами и неметаллами, при котором в паяльный зазор вводят послойно компоненты припоя, способные к контактному плавлению, преимущественно медь и титан, производят нагрев до температуры вьше температуры полного расплавления при- Аоя и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности паяных изделий путем снижения температуры нагрева и изменения активности припоя, между

312601244

слоями меди и титана размещают слой из группы: олово, свинец, индий и пегкоплавкого металла, выбираемого их сплавы.

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам контактно-реактивной пайки, и позволяет повысить работоспособность паяных изделий за счет снижения температуры на- грева при пайке и изменения пр.оцессов контактного плавления компонентов припоя. Между паяемыми поверхностями деталей размещают слои припоя, состоящие из меди, титана и легкоплавкого металла, выбираемого из группы: олово, свинец, индий и их сплавы, причем слой легкоплавкого металла помещают между слоями меди и титана. При нагреве деталей под пайку осуществляется контактное плавление медь - легкоплавкий металл (олово, свинец, индий или их сплавы) с образованием жидкой фазы, в которой происходит растворение оставшегося количества меди, а затем и титана. Полное расплавление припоя достигается ниже температуры контактного плавления медь - титан. Данные способ позволяет довести прочность соединений при вибро- и ударных нагрузках до уровня прочности керамики . (Л