Паста для высокотемпературной пайки Советский патент 1990 года по МПК B23K35/24 

1

(21)4408543/25-27

(22)12.04.88

(46) 15.05.90. Бюп. Р 18 (72) А.Е.Шапиро, Г.Я.Кержнер, В.К.Струнец и А.П.Пугач

(53)621.791.3 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 659327, кл. В 23 К 35/24, f 979.

(54)ПАСТА ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ

(57)Изобретение относится к высокотемпературной пайке металлов и может быть использовано в машиностроении для изготовления паяных конструкций из углеродистых и легированных сталей. Цель изобретения - повышение качества паяных соединений при пайке в энцогазе. Паста в качестве органических с

растворителей содержит смесь толуола бутилацетата и ацетона при их соотношении, мас.%: голуол 61-63; бутил- ацетат 11-13; ацетон - остальное, при общем соотношении компонентов в пасте, мас.%: органическое связующее вещество 3-18; смесь толуола, бутил- ацетата и ацетона 11-46; металлический порошок остальное. В качестве металлического порошка содержится смесь порошка меди и карбонильного железа, а в качестве органического связующего вещества - смесь поливи- нилбутирали с поверхностно-активным веществом в количестве 3-12% по массе или смесь акриловой смолы с поверхностно-активным веществом в.количестве 10-18% по массе. При этом снижается пористость швов и количество инородных включений. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.- (Л

Изобретение относится к высокотемпературной пайке металлов и может быть использовано в машиностроении для изготовления паяных конструкций из углеродистых и легированных сталей. Цель изобретения - повышение качества паяных соединений при пайке в эндогазе. Паста в качестве органических растворителей содержит смесь толуола, бутилацетата в ацетона при их соотношении, мас.%: толуол 61-63

бутилацетат 11-13

ацетон остальное, при общем соотношении компонентов в пасте, мас.%: органическое связующее вещество 3-18

смесь толуола, бутилацетата и ацетона 11-46

металлический порошок остальное. В качестве металлического порошка содержится смесь порошка меди и карбонильного железа, а в качестве органического связующего вещества - смесь поливинилбутирали с поверхностно-активным веществом в количестве 3-12% по массе или смесь акриловой смолы с поверхностно-активным веществом в количестве 10-18% по массе. При этом снижается пористость швов и количество инородных включений. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к высокотемпературной пайке металлов, в частности к составу пасты для высокотемпературной пайки, и может быть использовано в машиностроении для изготовления паяных конструкций из углеродистых и легированных сталей.

При пайке металлов во многих случаях применяются паяльные пасты, которые повышают производительность труда и качество соединений деталей при различной величине сборочных зазоров. Пасты для высокотемпературной пайки, как правило, состоят из Металлических порошков и органических веществ, которые испаряются или

сгорают в процессе нагрева под пайку, оставляя минимальное количество углеродных и оксидных остатков.

Цель изобретения - повышение качества паяных соединений при пайке в эндогазе.

СЛ

о

00

со

зд

до

Паста содержит в качестве смеси растворителей смесь толуола, бутил- ацетата и ацетона при их соотношении, мае.%:

Толуол 61-63

Бутилацетат 11-13

Ацетон Остальное при следующем соотношении компонентов в пасте, мас.%:

Органическое связующее вещество3-18

Смесь толуола, бутил- ацетата и ацетона 11-46 Смесь порошков меди и карбонильного железа Остальное В качестве органического связующего вещества паста может содержать смесь поливинилбутираля с поверхност- но-активным веществом (ПАВ) в количестве 3-12% по массе или раствор акриловой смолы с ПАВ в количестве 10-18% по массе. Смесь растворителей более эффективно растворяет полимери- зующийся компонент пасты и обеспечивает более полное разложение и выгорание связующего вещества в процессе нагрева под пайку в эндогазе, который содержит не только водород, но и окись углерода. Это особенно важно при использовании паяльных паст, содержащих порошки железа (в частности карбонильного железа) для пайки в эндогазе деталей из угле- родистых сталей. Наличие углерода и его соединений в паяемом металле, пас-re и газовой среде обуславивает протекание сложного комплекса химических реакций в процессе нагрева под пайку, результатом которых может быть как выгорание, так и осаждение углерода. Концентрация растворителей, соответствующая минимальному количеству углеродсодержащих остатков на образцах, была принята за оптимальную Данные представлены в табл.1.

Для экспериментальной проверки приготовлены и испытаны 12 паяльных паст, 6 из которых показали наилуч- шие результаты, представленные в таблице 2. В качестве органического связующего использовали смеси поли- винилбутирали или раствора акриловой смолы АС-82 с поверхностно-активным веществом (ОП-7 или ОП-10). Поверхностно-активное вещество берут из расчета 0,5% от общей массы пасты., В качестве металлического порошка используют смесь порошков меди (мар- ки ПМА) и карбонильного железа по ТУ6-09-3000-78 в соотношении 1:7. В качестве растворителя используют смесь толуола, бутилацетата и ацетон в количестве 62±1, 12±1 и 26+2% соответственно .

Пасту этого состава наносят в сборочные зазоры телескорпических соединений трубопроводов из стали 20. Над

0 5

Q $ Q

5

5

зазорами с пастой устанавливают кольца латунного припоя Л63. Пайку 1 производят в конвейерной печи СКЗ-4.20. 1 ,5/ 11 ,5 в среде эндогаза при 1020-1040 С. После пайки производят ме- таллографический разрушающий контроль паяных соединений, оценивая количество пор и включений в швах при увеличении 70.

Соотношение основных компонентов в пасте также установлены экспериментально при испытании паст на базе поливинил б утирали и полиакрилата. При содержании полимерного связующего вещества менее 3% или смеси растворителей более 46% паста не обладает стабильностью и быстро расслаивается. Существенно увеличивается и пористость паяных швов.

При содержании полимерного связующего более 18% или смеси растворителей менее 11% не только увеличивается пористость, но и остается большое количество углеродистых остатков в шве и на поверхности деталей.

Пасту приготавливают перемешиванием компонентов в стеклянной таре или в смесителе из нержавеющей стали. При этом связующее вещество вместе с ПАВ сначала смешивают с растворителем, а затем в полученный раствор постепенно вводят металлический порошок и всю смесь тщательно перемешивают до получения однородной массы. Приготовленная паста должна храниться в герметичной таре. Паста сохраняет свои технологические свойства в течение 2 ч без перемешивания и в течение смены (6-8 ч) при дополнительном периодическом перемешивании. Поэтому она может использоваться для механизированного нанесения в сборочные зазоры перед пайкой с помощью шприцев, пневмодозаторови т.п.

4

Из табл.2 следует, что паста состава (4-6 и 9-11) значительно повышает качество паяных соединений, выполненных латунным припоем в среде эндогаза, а именно снижает пористость швов в 2 раза и количество инородных включений в 3-5 раз. Повышение качества позволяет повысить надежность паяных узлов, уменьшить потери от брака и количество выборочно контролируемых паяных узлов в партии.

Формула изобрете

Толуол 61-63

Бутилацетат 11-13

Ацетон Остальное при следующем соотношении компонентов в пасте, мас.%:

Телескопические

933

Органическое связующее вещество3-18

Смесь органических растворителей11-46

Металлический порошок Остальное

щ а я с я нического

тем, что в связующего

качестве вещества

а ю - орга- она

содержит смесь поливинилбутирали с поверхностно-активным веществом в количестве 3-12% по массе.

Таблица 1

Остальное

0,38 0,31 0,20 0,18 0,18 0,33

Таблица2

1563933

8 Продолжение табл. 2