Способ лужения изделий Советский патент 1992 года по МПК C23C2/08 C23C2/28 

I

Изобретение iii носи геи к нан(ч:еимю олоппчпых иок 1Ы1иГ1 ич lacn.iiana и может б|,1гь И -ио 1ьчор1ано в производстве инструмен 1-ои, пр( ;иатначснных для низкотемпературной пайки.

Цедыо Изобретения является повышение износостойкости и смачиваемости jiymcHovi иоиерхности оловянными ириПОЯММ,

Согласно изобретению способ лужения изделий, преимущестнерпк) медных с желез11(,1м покрытием, включает нанесение cjto) олова на поверхность изделий и последующую термодиффузионную обработку в нсокпсляющей среде (три т е t-in с р а т у р е и з от е р ш t ч е с к ой в ьи; с ржк и 800-880°С, сксфостях магрена и охлаждения не более 1 , / ( /с в течение времени, определяемого luj формуле

lO

-L-.(i- 7«0)

to fxf (0, f 1

г - время ичо 1 ермическс м выдер -

ки, с; о - тодшииа 1нтермотач.тп1 дного

слон (9-18) Щ-- см;

- температура nacvj ермичес кой

ньщсржкп , (J;

- с к ОГ {)Г к I i

- ск(трость ii.irpeisa изделии,..

Т./с;

V - СКОРОС ТЬ ОХ.Ч.ЧЛПеНПЯ Jt4/;cJIl H,

Г,/с.

Т(;рмод,И1 фучпо;1ную |-1бработку проводят при температуре не (П1же 8(Я)(1. Этим обеспечир.аотс:я оГ1рлзпвание в межфазршй зоне ;IИ( })yзиoннoгo .ччаимо- дейстпия интерметаллидиой ф,чч1.1 . В результате измен,ни,ч криста пличес -- кой структуры inniepxHociного сдоя происходит увеличение межс азной энергии взаимодействия между этим слоем И оловом, что обеспечивает сгабил1,ну|о смачинаемость рабочей itoHepx нос i i изделий, в частности накс нечви1 ,а, оловом или оловосодержа1дт1м припоем при пайке с канифолiiiHjiM фнюсом. Темпера- тура термодиг|х})учионной обр чботки не может быть ниже 80(J t:, так как nfiH более низкой температуре не происходит образования на поверхности железа прочного слоя интерметаллидиой фазы FejSnj, которая обеспечивает смачипа- емость рабочей Г1о(ерхности, Температура термодиф {1узионн(11 обработки не может быть пыше 88()(, так как при

2

g ti

Ь

0

ji-j

jo 4В ,о gg

ir,

С очее BMiMiKMx темпера гурах дм(11футип о.попа I) жолезо идет по 1 р;и1им,гчм з(ркн Ж мгеча, а иптермртаплид находится п пленочных Fii-uuMicHHi i пя fpaiiHiu JX терси, что дс.пает XIIVUKUM желечиое иог;рытис и г рдгт к его ра-фу- шеиию при кгплуатации, Толщина интгр- мета.идидного слоя не должна быть ме- иое ,) мкм, так как бппрр тонкий сдоГ иппог малую стойкость и быстро итма- ii;Hi;;U- Tcn niiii мк спдуатации с посдедую- щс й потерей смачиваемости. Толщина ИИ гсрметалппдного ciiit Пыть НС 6oriee 18 мкм, так как н Гюдее толстом сдое фс)11мируют :я яначитедр.ныс ннутреинис напряжения, вичьшаннцие рас 1 )ес ргняание тгсжрытия и F яpyl leпиe ег о целостности. и охчаждепие ;Г1ДС 1) ))0;-;6димо .чит1 со ско- ростг.ю не Гюлсг ,||л или t, предолра Ht-нмя г рас I r ec кигьчния HHTciu-u TajTrDir Hoi o Jici i и желетного покрытия мз-ча различия я, i;o-i lK{)HiuieH- T. i -: термичес1сого расширения ;ui срап - Н(:НПК) с we,iiiiH ос:нонс(й изделия. Про- яел,сни( оир абоч кп н иеоь иг:дпю ;и й cpi: - Д - l(oбмo/lи o дли сох1)а11сния от окис- ,n.;f(iiM и 1)ачру||;е;|ич же гр -пюгг) покрытия I :;)я (чдог л ;1ри iwcoiaix TCMHcjiaTy- I ах,

II р I м с р. 1 р),1;.1И луж;Ч(И( Нл;.Ч|Г 1 ик I ii; ria.n ьникон , И Гото 1ен- 1:1 IX )|Ч ме;П и nr.Kpt-irh : :-;едр )ом. Тол iiiiuia жрпс тиосо п(1крмтия состардяда /0-)()0 Л1КМ, Haironc iHMi : iiai-pcrtaJU д(1 (V t:., погружали 150 (fi uoc ( рлстнор чн-.рпс Г1ГО lU HKa) п 1 рс;1наритсл 1,но 1 ;К1)1, (-лоем олова пачющуэт иоперх- И(, ть наконе чника, Ь /имтопчомпр-.ю образом наконачники но-к.ччали 1 модибддмюиую подстаику так, чтобы (, олона не соприкас.адся с матс11И- аггом подставки и другими наконечр1И- к . ITonc iaHKv noMf ui,;uni ii печь, ко- :-oiia54 reprif пч liri ;и(|;| Нал ,;с i., часем Г попод.или откяч1 у ni j:i;iyxa ич пе пт до

,и

остаточнсл о .данления 1-10 мм .c i . и ик.1111) нагрев . Иагреп о(1рачног) прс-- I Cv UiJin со скорое Tj-,Hi 1 , I ./ /МИ1 ) , темпрр;ггуру нак(41счник он контролировали с пс. Tiipr-ionapi.i, чаче- KafieHfiofi п оГфазец--с)Иде 1чт1ь, iiiHii одинаковые размеры с ot iiafiaibma- pMbiffii наконрчши лми . Пг И иостплепип rcbi4t pa7-ypiii 800 С по Ti pM .niasx , ч.чче- каненн( , оГ 11ачси-с I Mjirrcii ь, IIJIOEIO- ИЧО7 ( р.иЧ1 .; и . i l |;|.|, ;cfv+I. /, Ilii ijjop

муле опредпляли ллнтельность изотермической вылгржки, которая составляла 45 NOIH, что гоответствояало образованию И1гтерметпллид 1ого слоя толщиной 9 мкм. После изотермической выдержки проводили режим охлаждения обрязцов со скоростью 0,5l C/c ( 30°С/мин), По достижении 300 С печь открывали, наконечники извлекали из печи и дл.иьнейгаее их охлаждение пронодили на воздухе. Конкретные режим1,1 осуществления процесса и свойства покрытий приведены в таблице.

Для получения сравнительных данных параллельно проводили л ткение паяльных наконечников по известным способам. Сохранение смачиваемости и износостойкость (тбработанн1-гх предлагаемым способом наконечников устанавливали по количт тву паек, выполненных наконечниками на полуавтомате Ylaйки №1кросхем до разрушения железного покрытия или потери способности смачиваться припоем марки ГЮСб , ПОСК50-18 со спирто-канифольным фпю- сом ФКСП ло 033200.

Клк следует из таблицы, изобретение обеспечивает повьииение смачиваемости и износостойкости поверхности при пайке оловосодержагцими припоями со спирто-канифольным флюсом маркм ФКСП по сравнению с известньм способом, который не обеспечивает получения слоя интерметаллиля состава

А0216

Ke,Sn- и, следонател I.HO, смячивле- мости поверхности в аналогичных условиях .

Формула изобретения

Способ лужения изделий, преимущественно медных, имеюпщх на повг-рх10 ности покр:.1тие из железа, включающий нанесение слоя олова на поверхность изделий и последующую гермодиффузи- онную обработку, отличающий- с я том, что, с целью повьппения из15 носостойкости и смачиваемости луженой поверхности оловянн 1ми припоями, термодиффузионную обработку проводят в неокисляюцей среде при температуре изотермической мьщержки 800-880 С,

70 скоростях нагрева и охлаждения не более 1,7°С/с в течение времени, определяемого по формуле

Гс/-/вПоЛГЬ 4--(i-ltO}

.г. . 1 -

)(i-4,, f)

w- exp

де S - время изотермической вьщержки, с; с/ - толщина интерметаллидного

слоя (9-18) кг см; t - температура изотермической

вьщержки,С; V - скорость нагрева изделия,

с/с;

V - скорость охлаждения изделия, С/с.

Разрушение покрытия и самого паяльного наконечника

Нет смачивания покрытия припоем с флюсом ФКСП

Составитель Л.Казакова Редактор Т.Куркова Техред М.Моргентал Корректор Г.Решетник

Заказ 231А - ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Изобрепепие относится к нанесению олоияниых покрытий из расплава и может otiiTj, использопаио в произ- водгтпс инструментов, предназначенных для ниг котемпературной, пайки. 11с,ть изобре 1М1ия - повышение износостойкости и смачиваемости оловянными припоями луженой поверхности. Способ включает нлиесение слоя олова на предварительно железненное медное изделие и последующую )ти(}lфyяиoнIlyю обработку п неокисляю.цой среде при температуре изотермической выдержки ,800-880°С, скоростях нагрерл и охляж- дения не более 1, в течение времени, определяемого по формуле VT k -1,8510 /fl/vr 7 I / V, ) (t -780 ) 6440 I/10-- exp (0,01145 t), где f - время изотермической вьцер к- ки, с; толщина интерметаллидного слоя (9-18) -10- см: t. температура изотермической вьщержки, С; V - скорость нагрева изделия, С/с; V - скорость охлаждения изделия , С/с . При таких условиях термообработки на границе раздела образуется имтерметал- лидная фаза P ejSn, которая обеспечивает повышение смачиваемости поверхности и ее износостойкости. Изобретение позволяет увеличить к тличество паек одним наконечником до 86000 при использовании спирто-канифольного флюса и оловянных припоев. 1 табл. с ;Р сл со 4 о го Ob