Паяльная паста для пайки и меднения стали и чугуна Советский патент 1990 года по МПК B23K35/24 

Изобретение относится к пайке, в частности к составам паяльной пасты, применяемой для пайки и меднения деталей из стали и чугуна в восстановительной атмосфере, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в производстве теплообменной аппаратуры, автомобилестроении и т.д.

Целью изобретения является снижение сегрегации пасты при хранении, повышение ее адгезионной активности и прочности паяных соединений.

Паяльная паста имеет следующий состав, мас.%:

Основной карбонат меди 30-85

Уксуснокислый никель

(ацетат никеля)3-10

Борфторат аммоний0,05-3,00

Уротропин0,05-0,30

Поверхностно-активное вещество (ПАВ). 0,001-0,050

Связующее5-15

ВодаОстальное

При введении в паяльную пасту уксуснокислого никеля происходит его гидролиз с образованием уксусной кислоты

Ni(CH3COO)2 + НаО-МКОНХСНзСОО) + +СНзСООН

и дальнейшее ее взаимодействие с основным карбонатом меди Си СОз Си(ОН)2

СиСОз Си(ОН)2 + 2СНзСОН - (ОН) (СНзСОО) + C02i+ Н20

с выделением углекислого газа.

Диффузия уксусной кислоты внутрь микрочастиц основного карбоната меди и дальнейшее химическое взаимодействие с микрокристаллами нарушает их компактную структуру, Происходящее при этом выделение углекислого газа также способствует дополнительному разрыхлению структуры. Все это создает условия перехода суспензии в более устойчивое состояние взвеси, что снижает сегрегацию пасты.

Модифицированная более развитая поверхность карбоната меди приобретает и более развитую гидратную оболочку, которая предохраняет микрочастицы от слипания (коагуляции), приводящего к укрупнению частиц и увеличению их седиментации. Суще- ствующее между гидратированными частицами через гидратные оболочки взаимодействие приводит к гелеобразованию с соответствующим повышением адгезионной активности пасты. Таким образом, добавка ацетата никеля повьпшает адгезионную активность паяльной пасты и устойчивость покрытия во времени при полном ее высыхании не поверхности, что позволяет механизировать процесс подготовки под пайку и облегчает технологический процесс сборки и пайки.

Паяльная паста обеспечивает более высокую прочность паяных соединений, ТЁК как восстанавливаясь в восстановительной атмосфере и взаимодействуя с паяемым материалом, образует медно-никелево-желез- ный сплав с повышенной прочностью.

При применении пасты для меднения поверхностей изделия из стали повышение содержания борфтората аммония более 0,05-0,1 Объявляется не рациональным, так как паяльная паста с указанным содержанием последнего достаточно активно и равномерным слоем меднит поверхность стали. Увеличение содержания борфтората аммония в данном случае может привести к не- желательному повышению скорости растекаемости меди по поверхности и образованию натеков.

При пайке изделий сложной конфигурации с большим числом капиллярных соединений, исчисляемых сотнями и тысячами штук; что имеет место в конструкциях теплообменников, активность пасты должна быть выше. В этом случае целесообразно борфторат аммония вводить в больших количествах (1-3%).

Содержание уротропина при наличии в составе пасты ацетата никеля может быть снижено да 0,05-0,30%, так как легкорастворимый ацетат никеля образует сильный раствор электролита, что способствует активизации высаживания медного слоя на паяемой стальной поверхности, повышается восстановительная способность пасты в зоне па йки и активность ее взаимодействия с

паяемой поверхностью. Учитывая положительное влияние уротропина, все же увеличение его содержания в пасте нецелесообразно.

Введение в состав паяльной пасты основного карбсгната меди менее 30% и уксус- нокислого никеля менее 3% не обеспечивает удовлетворительной паяемо- сти и меднения деталей из-за недостаточного количества вводимого в зону пайки

припоя.

При содержании основного карбоната меди и ацетата никеля более 85% и 10% соответственно паяльная паста имеет высокую вязкость и практически не может быть

нанесена на паяемые детали.

Введение в паяльную пасту ПАВ более 0,05% нецелесообразно из-за высокого вспенивания и пузырения пасты при нанесении ее методом погружения на паяемые

конструкции сложной конфигурации с развитой поверхностью и большим числом паяемых соединений (до нескольких тысяч штук).

Пузырение пасты создает условия неравномерного и некачественного ее нанесения на паяемую поверхность.

.Введение ПАВ менее 0,001% также не обеспечивает равномерного нанесения слоя пасты на поверхность паяемых издеЛИЙ, которые в реальном процессе массового производства могут иметь следы минеральных жиров и технических смазок. При содержании связующего (глицерин или этилен гликоль) менее 5% снижается

вязкость смеси и повышается сегрегация пасты. Повышение содержания связующего более 15% нецелесообразно из-за повышения стоимости пасты.

В табл. 1 приведены составы паяльных

паст.

В табл. 2 приведены результаты исследования свойств паяльных паст и паяных соединений на СтЮ,

Таким образом, предлагаемая паяльная

паста более длительный период остается однородной, она легче перемешивается и восстанавливается ее однородность.

Паяльная паста может быть приготовлена измельчением компонентов в порошок и

их смешиванием.

Формула изобретения

Паяльная паста для пайки и меднения стали и чугуна, содержащая основной карбонат меди, борфторат аммония, поверхностно-активное вещество, уротропин, связующее и воду, отлича ющаяся тем, что, с целью снижения сегрегации пасты при хранении, повышения ее адгезионной активности и прочности паяных соединений, в ее состав введен уксуснокислый никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Основной карбонат меди30-85

Уксуснокислый никель3-10

Борфторат аммония0,05-3,00 Поверхностно-активное

вещество0,001-0,050

Уротропин0,05-0,30

Связующее5-15

ВодаОстальное

Изобретение относится к пайке, в частности к составам паяльной пасты, применяемой для меднения и пайки деталей из стали и чугуна. Цель изобретения - снижение сегрегации пасты при хранении, повышение ее адгезионной активности и прочности паяных соединений. Паяльная паста имеет следующий состав, мас.%:основной карбонат меди 30-85

уксуснокислый никель 3-10

борфторат аммония 0,05-3,00

поверхностно-активное вещество 0,001-0,050

уротропин 0,05-0,30

связующее 5-15

вода остальное. Температура пайки пастой 1100°С, время выдержки 15-20 мин. Пайка и меднение осуществляются в восстановительной среде. Расслаивание пасты начинается через 13-15 сут. Адгезия пасты оценивается по 3 баллу, где отслаивание допускается до 35%. Прочность паяного соединения на срез Τ_ср=441-470 МПа. Паста может быть приготовлена путем смешивания порошков ее компонентов. 2 табл.

ОП-7, ОП-10.

Таблица 1

Таблица 2