Флюс для пайки чугуна с другими металлами Советский патент 1990 года по МПК B23K35/363 

Изобретение относится к пайке, а именно к составу флюса для пайки чугуна с другими металлами высокотемпературными припоями, и может найти .применение в различных отраслях про- мьшшенности при создании конструкций из различных металлов, а также при ремонте изделий из чугуна.

Целью изобретения является повышение активности флюса при пайке чугуна никелевыми припоями, а также при пайке сплавов на основе никеля. Флюс имеет следующий состав ,мае.%: Бура35-39

Хлористый натрий 8-12 Фтористый ниобий 18-25 Гексаметафосфат натрия 21-27

Борид магния3-

Сернистый алюминий 2-4 Бура является основным компонентом флюса. Бура растворяет в себе окислы металлов, очищает поверхность от них и способствует лучшему ра сте- канию припоя. При содержании буры менее 35% ее влияние оказывается недостаточным, и при содержании буры более 39% дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

Хлористый натрий расширяет температурный интервал активности флюса, повьш1ает его жид,котекучесть, способствует лучшему смачиванию i флюсом металла. Хлористый натрий спо-, собствует удалению окислов алюминия

О5

о со

СП

со

О5

с поверхности металла. При содержании хлористого натрия менее 8% его влияние оказывается недостаточным. при содержании хлористого натрия 5олее 12% дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

Фтористый ниобий снижает температуру плавления флюса, чем повьш1ает время воздействия флюса на паяемую поверхность, повышая тем самым активность флюса. Фтористый ниобий является источником фтора, связывающего окисел кремния в газообразный фторид кремния, улучшая тем самым смачивание чугуна припоем. При содержании фтористого ниобия менее 18% го влияние недостаточно,, при содержании фтористого ниобия более 25% дальнейшего улз шения свойств флюса ке происходит.

Рексаметафосфат натрия способствует удалению окислов с поверхности металлов. Особенно хорошо гексамета- фосфат натрия удаляет окислы никеля и хрома.

{NaPOj)g+ 2СгОз 4СГР04, + 2NaP04 .{NaP03)g+ 6NiO 6NaNiPO

Гексаметафосфат натрия связывает окись магния, имеюп ую высокзпо температуру плавления5В легкоплавкие соединения Na MgPgO g TO Na MgPgOfe, что повышает активность флюса. Гек- саметафосфат натрия является восстановителем, присоединяя кислород, он переходит в пирофосфат натрия, а затем в артофосфат.

Таким образом, Гексаметафосфат натрия восстанавливает окислы на поверхности металлов и способствует улучшению их смачивания припоем, а также повышает активность флюса по отношению к сплавам никеля. При содержании гексаметафосфата натрия ме- jiee 21% его влияние недостаточно. По зьш1ение содержания гексаметафосфата натрия более 27% не--приводит к дальнейшему улучшению свойств флюса. -

Борид магний, примененный в данно (шюсе, является более активным компонентом, чем бор аморфный, примененный в прототипе. Бор в бориде магни находится в виде .химического соединения и легко вступает в реакцию. Совместно с гексаметафосфатом натрия и алюминием сернистый борид магния создает восстанови тел ную среду при

.пайке. Борид магния легко реагирует с фтором, образующимся при высоких температурах пайки из фтористого нио- с ПИЯ

MgjPj, + + 3MgF2

При этом образуется газообразный фтористый бор, который проникает в Q- поры, несплошности чугуна и в зазоры между деталями и офлюсовывает их. Благодаря этому повышается активность флюса при пайке. При реакции борида магния с кислородом, адсорбирован- 15 1м на поверхности паяемых деталей.и восстановлении им окислов, выделяется тепло, что улучшает смачивание поверхности изделий флюсом. При этом образуются окислы магния и бора. Окись 0 магния растворяется гексаметафосфатом натрия и сернистым алтоминием, а окись бора сама служит флюсующим компонентом, растворяяя окислы на поверхности металлов. Окись бора пере- 5 водит окись кремния на поверхности чугуна в легкоплавкое борсиликатное стекло, тем самым борид магния сов- (местно с фтористым ниобием способствует улучшению смачивания чугуна 0 припоем. При содержании борида магния менее 3% его Влияние оказывается недостаточным. При содержании борида более 6% дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит. 5 Сернистый алюминий является одним из восстановителей в составе флюса. Сернистьй алюминий способствует удалению с поверхности металла труднорастворимых окислов магния и алюми- 0 ния. Сернистый алюминий совместно с боридом магния придает флюсу экзотермические св-ойства при реакции с кислородом и окислами металлов, что ускоряет растекание флюса по поверх- 5 ности деталей при пайке. Совместно с боридом магния сернистый алюминий переходит в припой, снижая температуру плавления поверхностного слоя припоя. Таким образом слой припоя, контактирующий с флюсом, обладает большей жидкотекучестью и способен проникать в поры, треощны, зазоры. Это обеспечивает лучшую растекае- мость припоя по паяемому изделию. При содержании сернистого алюминия менее 2% его влияния недостаточно, при содержании сернистого алюминия более 4% дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

0

5

Ёыли изготовлены 5 составов флю- ;са (табл. 1) .

На образцы из чугуна С4-12-28 раз мером 100)80х10 мм помещали навеску 1 г испытуемого флюса и 0,2 г припоя, образцы помещают в муфельную печь и нагревают до 950 С и вьщер- живают 5 мин, а после охлаждения измеряют площадь растекания припоя. В тех же условиях испытьгеали образцы из никеля НП2, монель-металла, нихрома. В качестве припоя применялся .ЛОМНА 49-0,5-10-4-0,4, а также припой ВПР-13.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как следует из данных табл.2, .флюс оптимального состава (составы 2- 4) имеет явные преимущества перед и3весTHbiMj принятым за прототип. При содержа нии компонентов во флюсе боль-

5

10

15

20

ше или меньше пптимальнб1Го количества свойства флюса ухудшаются.

Формула изобретения

Флюс для пайки чугуна с другими металлами, содержащий буру, .хлористый натрий, фтористый ниобий, отличающийся тем, что, с целью повьппения его активности при пайке никелевых сплавов и никелевыми припоями, он дополнительно содержит гексаметафосфат натрия, борид магния, сернистый алюминий, при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Бура

Хлористьй натрий

Фтористый ниобийГексаметафосфат

натрия

Борид магния

Сернистый алюминий

35-39

8-12

18-25

21-27 3-6 2-4

Изобретение относится к пайке, в частности к составу флюса для пайки чугуна с другими металлами. Цель изобретения - повышение активности при пайке никелевых сплавов и никельными припоями. Флюс содержит следующие компоненты, мас.%: фтористый ниобий 18-25

бура 35-39

хлористый натрий 8-12

гексаметафосфат натрия 21-27

борид магния 3-6

сернистый алюминий 2-4. Гексаметафосфат натрия растворяет окислы никеля, хрома, связывает окись магния и создает восстановительную среду в зоне пайки. Борид магния является весьма реакционно-способным веществом, восстанавливающим окислы металлов до чистого металла. Борид магния реагирует с фтористым ниобием, обеспечивая выделение фтористого бора. Сернистый алюминий способствует растворению окислов алюминия, легирует слой припоя, прилегающий к флюсу, понижая его температуру плавления и повышая его жидкотекучесть. 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2