Золото олово припой температура плавления

Легкоплавкие припои для пайки

Особолегкоплавкие припои — с температурой ликвидуса в интервале 39—145 °С, находят применение, когда опасен перегрев паяемого материала или материала деталей изделия, не подвергаемых пайке, но испытывающих нагрев при термическом цикле пайки, или при ступенчатой (повторной) пайке.

Такие припои нашли особенно широкое применение в электронике, электротехнике, в частности, при изготовлении приборов противопожарного назначения.

В последние 5—10 лет целью легирования припоев явилось повышение их прочности, хладостойкости, снижения электросопротивления и токсичности, снижения температурного коэффициента линейного расширения (особенно предназначенных для пайки монтажа ЭВМ и счетных машин), сообщение припою магнитных свойств, необходимых при пайке магнитных и электромагнитных приборов, средств автоматизации.

Весьма важной задачей легирования было повышение коррозионной стойкости соединений меди, паянной свинцовыми припоями, и алюминия, паяного оловянными припоями. Для особо-легкоплавких и легкоплавких припоев большое значение имеет возможность варьирования шириной их интервала затвердевания с целью устранения усадочной пористости в паяных швах, а также повышения содержания первичных кристаллов с целью проведения абразивного лужения паяемых сплавов. Припои, весьма слабо взаимодействующие с паяемым металлом, легировали с целью активирования такого взаимодействия.

Галлиевые припои

Низкая температура плавления и хорошая смачивающая способность галлия служат основанием для использования его в качестве компонента припоев.

Галлий обладает необычайно высокой способностью проникать по границам зерен некоторых металлов, особенно легкоплавких — олова, кадмия, свинца, цинка, а при нормальных температурах и по границам алюминия с образованием легкоплавкой эвтектики, что связано с его малой растворимостью в этих металлах при температуре 20 °С. Алюминий после лужения галлием при температуре ниже 120 °С становится хрупким и непрочным вследствие образования по границам его зерен особолегкоплавкой эвтектики, богатой галлием, с температурой плавления ниже 29,7 °С. Выше температуры 120 °С галлий образует с алюминием сравнительно широкую область твердых растворов и при достаточной выдержке способен диффундировать с границ зерен внутрь их, что приводит к полному или частичному восстановлению пластичности и прочности паяемого металла.

Галлиевые пасты позволяют собирать изделия под пайку с большими зазорами, что важно для типов соединений с замкнутыми паяными швами, например, телескопических, когда затруднен прижим соединяемых деталей, а сборка с капиллярными зазорами существенно удорожает процесс.

Наполнителем галлиевых паст — припоев служат тонкодисперсные порошки, главным образом меди, серебра, никеля. Для улучшения свойств легкоплавкой составляющей паст в галлий добавляют индий, олово (табл. 5). Дисперсность наполнителя галлиевых паст обычно составляет 35—71 мкм. Припой марки № 3 (табл. 5) применен для пайки деталей электровакуумных приборов, работающих при нагреве до 850—1040 °С без нарушения вакуумной плотности (по данным Б. Ф. Чугунова и др.).

Некоторые двойные сплавы галлия с медью, серебром, золотом, магнием, титаном, никелем, кобальтом могут быть пригодны в качестве припоев для диффузионной пайки титана, меди, ряда металлов и их сплавов вследствие образования с галлием широкой области твердых растворов.

Галлий и галлиевые пасты интенсивно окисляются при нагреве на воздухе выше 400 °С и превращаются при этом в темную порошкообразную массу. Поэтому пайку галлиевыми пастами при температурах выше 400 °С необходимо вести в вакууме (р = 1,33- 10 -2 Па).

Галлий в качестве основы полностью расплавляемых припоев применяют весьма редко. Галлиевые припои в последнее время используют для диффузионной пайки меди. Диффузионная пайка алюминиевых сплавов чистым галлием выполнена В. Вуихом при толщине слоя этого металла 10—15 мкм и давления в процессе пайки (0,15—0,30) 10 -3 Па, с последующей гомогенизацией после пайки в течение 3—20 ч при температурах 250 и 500 °С. При этом получено равнопрочное соединение с незначительным содержанием в нем галлия.

Для предотвращения коробления и растрескивания кристаллов в силовых полупроводниковых приборах и для повышения циклической прочности приборов в режимах «включено-выключено» нашел применение припой, состоящий из галлия и олова (до 60 % Ga).

По данным Н. Ульмана, трубки из коррозионно-стойкой стали, паянные при температуре 1250 °С галлиевыми пастами, изготовленными путем растирания жидкого галлия с порошком никеля, при ширине зазора 20—100 мкм, имеют шов, аналогичный по структуре паяемому металлу. Такие паяные соединения имеют высокую коррозионную стойкость в жидком натрии.

Припои с висмутом

Висмут — металл малопластичный, поэтому его редко применяют для пайки металлов и сплавов. Однако сплавы, богатые висмутом, используют в качестве особолегкоплавких припоев (табл. 6). Температура начала плавления таких припоев находится в интервале 46,7—144 °С.

Для припоев, богатых висмутом, характерно увеличение объема при переходе из жидкого состояния в твердое, а также при охлаждении после затвердевания. Припои с висмутом слабо смачивают некоторые металлы, например железо, конструкционные стали, и отличаются сравнительно высоким электросопротивлением и низкими механическими свойствами. Для улучшения смачиваемости висмутовыми припоями эти металлы перед пайкой оцинковывают и лудят оловянно-свинцовым припоем. Висмутовые припои применяют чаще всего для пайки меди.

Для улучшения способности к смачиванию и сцеплению с паяемым металлом — медью в висмутовые припои вводят до 0,5—5 % железа, никеля, кобальта, платины, иридия, рутения, осмия, рения, палладия, золота.

Для усиления эффекта увеличения объема висмутового припоя при затвердевании с целью устранения течей в емкостях вводят германий, кремний, галлий. Добавка до 0,5 % Ge в такие припои к тому же упрочняет их.

Применение в практике пайки нашли особолегкоплавкие сплавы эвтектического состава, содержащие висмут, свинец, олово, кадмий, с температурой плавления ниже 150 °С.

Использование легкоплавких припоев, таких, как эвтектика Bi—Sn вместо Sn—Pb, позволяет исключить из шва свинец и существенно снизить тепловые напряжения в изделиях. Пайка с бесканифольным флюсом возможна при 170 °С.

Временное сопротивление разрыву соединений из меди, паянных висмутовыми припоями, приведенными в табл. 7, весьма низкое (14,7 МПа).

Висмут образуют с алюминием диаграмму состояния монотектического типа. Предельная его растворимость в алюминии при температуре 657 °С составляет менее 0,2 %. Растворимость алюминия в висмуте при температуре 250 °С ничтожна. Поэтому соединения из алюминия, паянные висмутовыми припоями, обладают склонностью к щелевой коррозии. Для повышения коррозионной стойкости паяных соединений из алюминия и его сплавов в висмутовые припои вводят 1 —10 % Zn. Припой такого типа имеет, например, состав (%) :40—60 Bi; 8—25 Pb; 7—25 Sn; 15 Cd; 1 — 10 Zn.

По данным Танака Масанао, в электронике используют висмутовые припои для пайки деталей из меди, латуни, никеля, свинца состава (%): 22 Sn, 28 Pb, Bi — остальное (tпл = 100 о С) и 43 Sn, Bi — остальное (tПл = 138 °С). Введение висмута в припои Zn—(65—70 %) Sn— (3—9%) Bi с температурой плавления 330—370 °С позволяет использовать его для пайки ферритов и является заменителем токсичного припоя Zn—Cd.

При достаточной ширине интервала затвердевания висмутовых припоев при введении в них цинка и германия возможен процесс абразивно-кавитационной пайки алюминиевых сплавов.

Припои с индием.

Особолегкоплавкие припои с индием обладают рядом ценных свойств; некоторые из них применяют для пайки стекла [эвтектический припой, содержащий 52 % In и 48 % Sn (tПл = 117 °С) без флюса]; его наносят на поверхность стекла путем натирания. Ряд индиевых припоев обладает высокой

сопротивляемостью коррозии в щелочных растворах. Введение в некоторые припои индия (>25% In) обеспечивает высокую коррозионную стойкость их в щелочах. Примером могут служить припои состава (% : 1) 37,5 Sn; 37,5 Pb; 25 In и 2) 75 Pb и 25 In.

Смачиваемость меди и ее сплавов этими припоями не хуже, чем оловянно-свинцовыми, не содержащими индия. Температурный интервал кристаллизации первого припоя 135—180°С, температура солидуса второго припоя 230 °С.

Индиевый припой со свинцом (50 % In —50 % Pb) по своим технологическим свойствам близок к припоям Sn—Pb, но в отличие от них слабо растворяет золото и не охрупчивает его. Соединение из золота, выполненное этим припоем, обладает в 100 раз более высокой термостойкостью к термоциклированию в интервале температур — 50- +155 °С, чем соединения, паянные припоем, содержащим 63 % Sn — 37 Pb, хотя сопротивление срезу нахлесточных соединений ниже при применении припоя с индием. Соединения, выполненные припоем 50 % In —50 % Pb, рекомендуют использовать в изделиях, работающих при температуре до 125 °С.

Индий, благодаря своей высокой способности смачивать различные металлы и неметаллические материалы, введен в припой системы Т1 — In — Hg, нашедший применение для пайки полупроводников, стекла, пластмассы, волокон металлов. По данным В. Д. Кинга, полупроводник PbTl паяют припоем состава (ат. %): 33 Hg, 20 Т1, 47 In без флюса и без особой подготовки поверхности.

Припой на основе индия (In —10 % Ag) с температурой плавления 260 °С также слабо растворяет толстые золотые покрытия, хорошо их смачивает и обеспечивает требуемую прочность при термоциклировании. Его применяют для пайки толстых золотых покрытий взамен припоев 63 % Sn —37 % Pb [16].

Сверхпроводимость медных соединений может быть обеспечена при пайке легкоплавкими припоями состава (%):20—40 Pb, 10—15 Sn, 1 2 3 4 5 6

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Читайте также:  Вещество алюминий олово свинец железо формула число частиц
НОВОСТИ

17 Ноября 2021 14:04
Электрический мини-самосвал своими руками

Источник

Как отличаются припои по температуре плавления

Основным материалом, применяемым при пайке, является специальный сплав, называемый припоем. К одной из важнейших его характеристик относится температура плавления.

Существует множество разнообразных сплавов, используемых в качестве припоев при выполнении паяных соединений металлических изделий. Они имеют различия по химическому составу и по физико-механическим свойствам.

Классификация

В соответствии с государственным стандартом, существует следующее классификационное деление припоев по температуре их плавления:

  • низкотемпературные, их также называют мягкими. Температура плавления этих паяльных сплавов не превышает 450 ℃. В свою очередь, данная категория делится на две подкатегории. Паяльные сплавы, плавящиеся при температуре до 145 ℃ называются особолегкоплавкими, плавящиеся в диапазоне от 145 до 450 ℃ относятся к легкоплавким;
  • высокотемпературные или твёрдые. К ним относятся припои с температурой плавления, превышающей 450 ℃. Этот класс сплавов включает в себя три подкатегории. Среднеплавкими считаются те, которые расплавляются при температуре до 1100 ℃, имеющие точку плавления от 1100 до 1850 ℃ называют высокоплавкими. Присадочные материалы, использующиеся при пайке, которые занимают ещё более высокотемпературные позиции, относятся к тугоплавким.

Таблица 1. Температура плавления припоев:

Марка припоя Температура плавления, С°
Сплав Вуда 66-70
Сплав Розе 90-98
Припой ПОИН 52 120
Припой ПОСК 50-18 142-145
Припой ПОСВи 36-4 150-170
Припой ПОС-90 183-220
Припой ПОССу 18-0,5 183-277
Припой ПОССу 50-0,5 183-216
Припой ПОС-63 183
Припой ПОССу 25-0,5 183-266
Припой ПОС-40 183-238
Припой ПОС-30 183-238
Припой ПОССу 30-0,5 183-245
Припой ПОССу 40-0,5 183-235
Припой ПОССу 61-0,5 183-189
Припой ПОС-61 183-190
Припой ПОССу-15-05 184-275
Припой ПОССу-15-2 184-275
Припой ПОССу-40-2 185-229
Припой ПОССу 25-2 185-260
Припой ПОССу-30-2 185-250
Припой ПОССу-18-2 186-270
Припой ПОС-60 190
Припой ЦОП-30 200-315
Припой АВИА-1 200
Припой П200А 220-225
Припой ПОЦ-10 220-225
Припой ПОС-50 222
Припой ПОВи 0.5 224-232
Припой ПОМ-1 230-240
Припой ПОМ-3 230-250
Припой ПОСу 95-5 (бессвинцовый) 234-240
Припой ПОССу-95-5 234-240
Припой ПОССу-4-4 239-265
Припой ПОССу-8-3 240-290
Припой ПОС-18 243-277
Припой ПОССу-4-6 244-270
Припой П250А 250-300
Припой АВИА-2 250
Припой ПОС-35 256
Припой ПОС-25 260
Припой ПОС-4 266
Припой ПОССу-10-2 268-285
Припой ПОС-10 268-299
Припой ПОС-20 268-299
Припой ПОССу-5-1 275-308
Припой марки А 300-320
Припой 34А 530-550
Припой 35А 545
Припой П-81 630-660
Припой П-14К 640-680
Припой П-14 640-680
Припой ПМФОЦр 6-4-0,03 640-680
Припой ПМФ-7 714-850
Припой ПМФ-9 750-800
Припой П-47 760-810
Припой ПМЦ-36 800-825
Припой Алармет 211 800-890
Припой П 21 800-830
Припой Л63 850-910
Припой таблетированный Л63 850-900
Припой ПМЦ-54 876-880
Припой ВПР-28 880-980
Припой П100М 900-950
Припой ЛО 60-1 900
Припой П100 900-950
Припой ЛОК 59-1-0,3 900
Припой МНМц 68-4-2 915-970
Припой ЛНМц 49-9-0,2 920
Припой МНМц 9-23,5 925-950
Припой ЛК 62-0,5 960-1020
Припой ВПР-16 960-970
Припой ВПР-4 1000-1050
Припой ВПР-1 1080-1120
Припой ВПР-11-40Н 1100-1120

Основная суть процесса пайки заключается в смачивании расплавленным присадочным материалом поверхностей соединяемых деталей, которые сами при этом не расплавляются. Исходя из этого, температура плавления припоев должна быть ниже, чем соответствующая характеристика спаиваемых металлов.

Состав паяльных сплавов

Физико-механические свойства плавящихся присадочных материалов, в частности, температура их плавления, определяются содержанием компонентов, входящих в их состав.

Обычно такие сплавы состоят из нескольких химических элементов, но название композиций определяется по тому элементу, который является основным и превосходит все остальные по содержанию. Например, припои на основе олова называют оловянными.

Существует большое семейство припоев, содержащих значительные удельные доли свинца и олова. Такие паяльные сплавы принято называть оловянно-свинцовыми.

Для них принято буквенное обозначение ПОС, после которого следует цифра, показывающая процентное содержание олова в составе этого припоя.

Источник