Флюс для пайки медных сплавов с алюминиевыми Советский патент 1991 года по МПК B23K35/363 

Изобретение относится к пайке цветных металлов, а именно к флюсам для пайки медных сплавов с алюминиевыми, и может быть применено в электротехнической промышленности.

Цель изобретения - повышение активности флюса, уменьшение краевого угла смачивания припоя.

Флюс имеет следующий состав, мас.%: Хлористое олово79-83

Хпористый аммоний 7-10 Фтористый натрий1,5-2,3

Плюмбодифторид4-6

Борфтористый барий 2,3-3,2 Гексахлорэтан0,5-1,2

В данном флюсе борфтористый барий способствует удалению с поверхности металлов неметаллических включений, являясь одним из источников фтора (совместно с фтористым натрием и плюмбодифтори- дом) переводит тугоплавкие окислы на поверхности алюминиевых сплавов в легкоплавкие фториды.

Гексэхлорэтан применяется для снижения поверхностного натяжения и уменьшения краевого угла смачивания.

Хлористое олово служит источником хлора во флюсе, хлор реагирует с алюминием, образуя хлоридалюминия, который, воз- гоняясь, разрушает пленку оксидов на поверхности алюминиевых сплавов. В результате обменных реакций - на поверхности алюминиевых сплавов образуется слой олова, способствующий лужению при пайке. При содержании хлористого олова менее 79% снижается активность флюса, а при содержании хлористого олова более 83% дальнейшего улучшения свойства флюса не наблюдается. Оптимальное содержание хлористого олова во флюсе 79-83%.

Хлористый аммоний при температуре пайки разлагается с образованием хлористого водорода. Хлористый водород облегчает лужение меди путем перевода окислов меди на поверхности медных сплавов в легкоплавкие хлориды Хлористый водород также содействует удалению оксидной пленки с поверхности алюминиевых сплаBOB. Оптимальное содержание хлористого аммония в предлагаемом флюсе 7-10%, При содержании хлористого аммония менее 7% его влияние на свойства флюса незначительно. При содержании хлористого аммония более 10% ухудшается процесс лужения сплавов вследствие бурного газовыделения при разложении хлористого аммония.

Фтористый натрий растворяет окислы меди и алюминия на поверхности сплавов. Оптимальное содержание фтористого натрия 1,5-2,3%, при содержании фтористого натрия менее 1,5% снижается активность флюса, а при содержании фтористого натрия более 2,3% дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит,

Плюмбодифторид служит совместно с фтористым натрием и борфтористым барием-источником фтора во флюсе. Фтор один из компонентов флюса, повышающий жид- котекучесть и активность флюса. При разложении плюмбодифторида выделяющийся свинец совместно с оловом (хлористое олово входят в состав флюса) смачивает поверхности алюминиевых и медных сплавов. Плюмбодифторид способствует отфлюсо- выванию окислов алюминия с поверхности алюминиевых сплавов, а образующийся фтористый натрий с фтористым барием (борфтористый барий входит в состав флюса) образуют легкоплавкий флюс, Плюмбодифторид способствует лужению как алюминиевых, так и медных сплавов. Оптимальное содержание плюмбодифторида во флюсе 4-6%. При его содержании менее 4% снижается активность флюса при лужении алюминиевых и медных сплавов, а при содержании плюмбодифторида более 6% дальнейшего улучшения свойств предлагаемого флюса не происходит.

Борфтористый барий при пайке распадается на фтористый барий и фтористый бор и совместно с плюмбодифторидом и фтористым натрием служит источником фтора во флюсе. Фтористый бор в момент выделения находится в активном состоянии и реагирует с окислами на поверхности сплавов.

Образующиеся при пайке фториды способствуют процессу смачивания паяемых сплавов. Фтористый барий снижает температуру плавления образовавшегося шлака, что также способствует смачиваемости основного металла припоем. Легкоплавкие фториды способствуют удалению с поверхности металла неметаллических включений и переводу тугоплавких окислов на поверхности паяемого металла в легкоплавкие фториды. Оптимальное содержание борф- тористого бария 2,3-3,2%. При его содержании менее 2,3% существенного влияния на свойства флюса он не оказывает, а при его содержании более 3,2% дальнейшего улучшения свойств флюсэ не происходит.

Гексахлорэтан плавится при низкой

температуре 189°С и выделяющийся хлор реагирует с алюминием, находящимся на поверхности сплава. Образующийся хлорид алюминия разрушает пленку оксидов на поверхности алюминиевых сплавов. Совместно с хлористым оловом и хлористым аммонием гексахлорэтан является источником хлора во флюсе. Выделяющийся хлор переводит окислы на поверхности сплавов

в хлориды и оксихлориды, имеющие низкую температуру плавления и легко отшлаковы- вающиеся, что облегчает процесс лужения. Увеличение флюсующей активности приводит к снижению краевого угла смачивания,

что достигается оптимальным содержанием гексахлорэтана во флюсе 0,5-1,2%. При содержании гексахлорэтана менее 0,5% снижение краевого угла смачивания не наблюдается, а при содержании гексахлорэтана более 1,2% наблюдается повышение газопылевыделения и дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.

Состав флюса представлен в табл.1. Для испытания используют образцы

размером 100x100x10 мм из медных сплавов: БрАЖ 9-4, БрАМц 9-2, БрОЦ 4-3, и алюминиевых сплавов, Д1АМ, Д16АМ, АЛ9В. На образцы помещают навеску флюса 2 г и навеску припоя состава,%: кадмий

20; олово 15; цинк 65 и 0,5 г.

Образцы помещают в печь и выдерживают при 440-460°С в течение 20 мин Измеряют площадь растекания припоя F и краевой угол смачивания припоя ЙРезультаты представлены в табл.2.

Таким образом из табл.2 следует, что флюс оптимального состава 2-4 имеет явные преимущества перед известным. У предлагаемого флюса меньше краевой угол

смачивания припоя, что позволяет производить пайку в труднодоступных местах. При содержании компонентов во флюсе больше или меньше оптимального состава свойства флюса ухудшаются.

0

Формула изобретения

Флюс для пайки медных сплавов с алюминиевыми, содержащий хлористое олово, 5 хлористый аммоний, фтористый натрий, о т- личающийся тем, что, с целью повышения активности флюса и уменьшения краевого угла смачивания припоя, он дополнительно содержит Плюмбодифторид, борфтористый барий, гексахлорэтан при

следующем соотношениикомпонентов,

мас.%:

Хлористое олово79-83

Хлористый аммоний7-10

Фтористый натрия1,,3

Плюмбодифторид4-6

Борфтористый барий2,3-3,2

Гексахлорэтан0,5-1,2

Изобретение относится к пайке цветных металлов, в частности к составу флюса для пайки медных сплавов г алюминиевыми, Цель изобретения - повышение активности Флюса, снижение краевого угла смачивания припоя. Флюс содержит, мас.%: хлористое олово 79-83; хлористый аммоний 7-10; фтористый натрий 1,5-2,3; плюмбоднфто- рид 4-6; борфтористый барий 2,3-3,2; гекса- хлорэтан 0,5-1,2. Флюс обеспечивает получение краевого угла смачивания 4° на бронзе марки БрАЖ 9-4, БраМо 9-2, 5° на алюминиевом сплаве 2 табл

Таблица 1

Таблица 2