EA020433B1

EA020433B1 - Silver-based solder

Info

Publication number: EA020433B1
Application number: EA201200633A
Authority: EA
Inventors: Игорь Васильевич Усков; Сергей Владимирович Беляев; Сергей Борисович СИДЕЛЬНИКОВ; Юрий Васильевич Горохов; Эдуард Владимирович Мальцев; Евгений Александрович ПАВЛОВ; Александр Павлович Шубаков; Олег Викторович Бабушкин; Иван Юрьевич Губанов; Руслан Евгеньевич Соколов; Дмитрий Владимирович Богданов; Андрей Анатольевич ГУЩИНСКИЙ; Олег Олегович Виноградов; Данил Игоревич Усков
Priority date: 2012-03-11
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2014-11-28
Also published as: EA201200633A1; RU2496625C1; RU2012109025A

Abstract

A silver-based solder comprises copper and zinc, characterized in that it further comprises indium with the following component ratio, wt %: silver 64.5-65.5; copper 19.5-20.5; indium 3-5; zinc is the rest. An additional introduction of indium to solder alloy on the basis of silver, containing copper and zinc, provides to enlarge technological capabilities of application of that solder for manufacturing articles with required consuming properties oriented to the world market.

Description

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра и может быть использовано в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении.The present invention relates to the field of metallurgy of alloys based on silver and can be used in the jewelry industry, electronics, electrical engineering and instrument making.

Известен припой на основе серебра, предназначенный для пайки в диапазоне температур 620-640°С и используемый для получения неразъемных изделий (Лашко Н.Ф. Пайка металлов/Н.Ф. Лашко, СВ. Лашко. - М.: Машиностроение, 1967, с. 211), содержащий, мас.%:Known solder based on silver, designed for soldering in the temperature range of 620-640 ° C and used to obtain one-piece products (Lashko NF Soldering metals / NF Lasko, SV. Lasko. - M .: Mashinostroenie, 1967, S. 211), containing, in wt.%:

серебро - 64,5-65,5; кадмий - 34-36.silver - 64.5-65.5; cadmium - 34-36.

Данный припой имеет пониженную температуру пайки, высокую жидкотекучесть. Однако существенным недостатком данного припоя является содержание в нем кадмия. Соединения кадмия очень токсичны, оказывают вредные воздействия на организм человека и вызывают профессиональные заболевания, что создает определенные трудности при изготовлении и применении данного припоя на производстве, предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и, в конечном итоге, снижает технологические возможности использования данного припоя.This solder has a lower soldering temperature, high fluidity. However, a significant disadvantage of this solder is the content of cadmium in it. Cadmium compounds are very toxic, have harmful effects on the human body and cause occupational diseases, which creates certain difficulties in the manufacture and application of this solder in production, places increased demands on industrial safety and, ultimately, reduces the technological possibilities of using this solder.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является припой на основе серебра марки ПСр 65 (ГОСТ 19738-74 - Припои серебряные. Марки), содержащий, мас.%:The closest set of essential features, the technical essence and the achieved result is a solder on the basis of silver brand PSR 65 (GOST 19738-74 - Solders silver. Brand), containing, wt.%:

серебро - 64,5-65,5; медь - 19,5-20,5; цинк - остальное.silver - 64.5-65.5; copper - 19.5-20.5; zinc - the rest.

Данный сплав принят в качестве прототипа.This alloy is adopted as a prototype.

К основным недостаткам данного сплава следует отнести повышенную температуру плавления 695722°С и низкую жидкотекучесть, что ограничивают область применения данного сплава для пайки и лужения ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.The main disadvantages of this alloy include an elevated melting point of 695722 ° C and low flowability, which limits the scope of application of this alloy for soldering and tinning of jewelry and parts used in electronics.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение технологических возможностей использования припоя.The main task, which is aimed at solving the proposed technical solution, is to expand the technological possibilities of using solder.

Технический результат достигается тем, что припой на основе серебра, содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the solder on the basis of silver containing copper and zinc, characterized in that it additionally contains indium in the following ratio of components, wt.%:

серебро - 64,5-65,5; медь - 19,5-20,5; индий - 3,0-5,0; цинк - остальное.silver - 64.5-65.5; copper - 19.5-20.5; indium - 3.0-5.0; zinc - the rest.

Общим для известного и заявляемого припойных сплавов на основе серебра является наличие в сплаве, мас.% в пределах серебра - 64,5-65,5 и меди - 19,5-20,5.Common to the known and claimed solder alloys based on silver is the presence in the alloy, wt.% Within silver - 64.5-65.5 and copper - 19.5-20.5.

Отличие от припойного сплава-прототипа заключается в дополнительном введении в заявляемый припойный сплав индия. Соединения индия практически безвредны для организма человека, что существенно снижает трудности при изготовлении и использовании данного припоя на производстве, не предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и, этим самым, расширяет технологические возможности применения данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.The difference from the solder alloy of the prototype is the additional introduction to the inventive solder alloy of indium. Indium compounds are practically harmless to the human body, which significantly reduces the difficulties in the manufacture and use of this solder in production, does not impose increased requirements on industrial safety and, thereby, expands the technological possibilities of using this solder, including for the manufacture of products with the required consumer properties oriented to the world market.

Оптимальное содержание индия в припойном сплаве установлено опытным путем. Добавка индия в количестве 3,0-5,0 мас.% снижает температуру расплава, повышает его жидкотекучесть и пластичность, что значительно улучшает технологические условия пайки. Дальнейшее увеличение содержания индия в составе припойного сплава снижает его растворимость в твердом растворе системы Ад-Си-Ιη и при увеличении содержания индия свыше 5,0% приводит к образованию интерметаллидов, что вызывает резкое повышение прочности сплава, падение пластичности и жидкотекучести. В свою очередь снижение содержания индия ниже 3,0% повышает температуру пайки и затрудняет использование данного припоя при пайке ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике, т.е. уменьшает технологические возможности применения данного припоя.The optimum content of indium in the solder alloy is established empirically. The addition of indium in the amount of 3.0-5.0 wt.% Reduces the temperature of the melt, increases its fluidity and plasticity, which significantly improves the technological conditions of soldering. A further increase in the indium content in the solder alloy composition reduces its solubility in the solid solution of the Ad-C-Ιη system and with an increase in the indium content of more than 5.0% leads to the formation of intermetallic compounds, which causes a sharp increase in the alloy strength, a decrease in ductility and fluidity. In turn, a decrease in the indium content below 3.0% increases the soldering temperature and makes it difficult to use this solder when brazing jewelry and parts used in electronics, i.e. reduces the technological possibilities of using this solder.

Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинноследственная связь. Дополнительное введение индия в состав в заявляемого припойного сплава на основе серебра, содержащего медь и цинк, обеспечивает расширение технологических возможностей использования припоя для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.Thus, there is a causal relationship between the distinctive features and the problem to be solved. Additional introduction of indium into the composition of the inventive solder alloy based on silver containing copper and zinc provides an expansion of the technological possibilities of using solder for soldering and tinning of jewelry and parts used in electronics.

Для получения предложенного припоя были приготовлены композиции, химический состав и свойства которых в сопоставлении с известным припоем приведены в таблице.To obtain the proposed solder compositions were prepared, the chemical composition and properties of which in comparison with the known solder are shown in the table.

- 1 020433- 1 020433

ТаблицаTable

№ п/п No payment order Припой Solder Содержание компонентов, мае. % Component content, May. % Температура плавления максимальная, °С Temperature melting maximum, ° С Жидко текучесть Liquid fluidity Серебро Silver Медь Copper Цинк Zinc Индий Indium 1 one С содержанием 1п < 3,0% With the content of 1P <3.0% 65,0 65.0 20,0 20.0 13,0 13.0 2,0 2.0 684 684 уд. beats. 2 2 65,0 65.0 20,0 20.0 12,0 12.0 3,0 3.0 672 672 хор choir 3 3 Предложенный Proposed 65,0 65.0 20,0 20.0 11,0 11.0 4,0 4.0 658 658 хор choir 4 four 65,0 65.0 20,0 20.0 10,0 10.0 5,0 5.0 646 646 хор choir 5 five С содержанием 1п > 5,0% With the content of 1P > 5.0% 65,0 65.0 20,0 20.0 9,0 9.0 6,0 6.0 636 636 ул street 6 6 Известный Famous 65,0 65.0 20,0 20.0 15,0 15.0 - - 722 722 уд. beats.

Как видно из таблицы, заявляемый припойный сплав с различным химическим составом в заявленном диапазоне соотношения компонентов (сплавы №№ 2-4) по сравнению с известным, благодаря оптимальному сочетанию в сплаве компонентов в указанном количественном соотношении обладает более низкой температурой плавления - 646-672°С и оптимальной жидкотекучестью.As can be seen from the table, the inventive solder alloy with different chemical composition in the claimed range of the ratio of components (alloys No. 2-4) compared with the known, due to the optimal combination of components in the alloy in the specified proportion has a lower melting point - 646-672 ° With and optimal fluidity.

Таким образом, применение заявляемого припойного сплава по сравнению с прототипом расширяет технологические возможности применения данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.Thus, the use of the inventive solder alloy in comparison with the prototype expands the technological possibilities of using this solder, including for the manufacture of products with the required consumer properties, focused on the world market.

Claims

CLAIM

Silver-based solder containing copper and zinc, characterized in that it additionally contains indium in the following ratio of components, wt.%:

Silver 64.5-65.5 Copper 19.5-20.5 Indium 3-5 Zinc rest

Eurasian Patent Organization, EAPO