RU2263568C2 - Paste for soldering aluminum and its alloys - Google Patents

Paste for soldering aluminum and its alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2263568C2
RU2263568C2 RU2004100667/02A RU2004100667A RU2263568C2 RU 2263568 C2 RU2263568 C2 RU 2263568C2 RU 2004100667/02 A RU2004100667/02 A RU 2004100667/02A RU 2004100667 A RU2004100667 A RU 2004100667A RU 2263568 C2 RU2263568 C2 RU 2263568C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paste
aluminum
powder
organic binder
solder
Prior art date
Application number
RU2004100667/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004100667A (en
Inventor
Н.П. Литвиненко (RU)
Н.П. Литвиненко
В.Ф. Шиханов (RU)
В.Ф. Шиханов
Э.В. Лобова (RU)
Э.В. Лобова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток"(ФГУП НПП "Исток)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток"(ФГУП НПП "Исток) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток"(ФГУП НПП "Исток)
Priority to RU2004100667/02A priority Critical patent/RU2263568C2/en
Publication of RU2004100667A publication Critical patent/RU2004100667A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263568C2 publication Critical patent/RU2263568C2/en

Links

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

FIELD: high-temperature soldering articles such as units of wave-guide equipment of aluminum and its alloys by dipping to melt salts.
SUBSTANCE: paste on base of powder solder of aluminum-silicon system with particle size 100-200 micrometers includes solution of high-molecular compound in isoamyl acetate as organic binder. Paste also contains finely divided powder of aluminum with particle size equal to 20 micrometers or less and(or) pigment aluminum dust. Paste includes next relation of components, mass %: organic binder, 24 - 28; finely divided aluminum powder, 10 - 40; powder solder of aluminum-silicon (eutectics) system, the balance.
EFFECT: enhanced quality of soldered joints due to stable composition and adhesion properties of paste, lowered cost and toxicity of paste.
2 cl, 1 dwg, 2 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к пайке, в частности к пастам для высокотемпературной (ВТ) пайки алюминия и его сплавов погружением в расплавленные соли.The invention relates to brazing, in particular to pastes for high-temperature (BT) brazing of aluminum and its alloys by immersion in molten salts.

Известна паста для пайки алюминия и его сплавов (далее - алюминия) погружением в расплавленные соли, в состав которой входят порошкообразный припой системы Al-Si (далее порошкообразный припой), соль AlF3, связующее вещество - вода [1].Known paste for brazing aluminum and its alloys (hereinafter referred to as aluminum) by immersion in molten salts, which includes powdered solder of the Al-Si system (hereinafter powder solder), AlF 3 salt, a binder - water [1].

Использование воды в качестве связующего вещества приводит:The use of water as a binder leads to:

во-первых, к низкой прочности сцепления порошкообразного припоя с паяемой поверхностью,firstly, the low adhesion strength of the powder solder to the brazed surface,

во-вторых, к окислению порошкообразного припоя во время предварительного подогрева паяемых деталей перед погружением в расплавленные соли.secondly, to the oxidation of powdered solder during the preheating of soldered parts before immersion in molten salts.

Это снижает качество паяных соединений.This reduces the quality of soldered joints.

Известна паста для пайки алюминия, которая содержит, вес.%:Known paste for brazing aluminum, which contains, wt.%:

порошкообразный припой системы Al-S1 Al-S 1 powder solder 70,1-8070.1-80 с размером частиц 100-200 мкм.with a particle size of 100-200 microns. спирт этиловый или изопропиловыйethyl alcohol or isopropyl alcohol 18-2518-25 шеллакshellac 1-41-4 фторцирконат или фтортитанат калияpotassium fluorozirconate or potassium fluorotitanate 0,1-0,90.1-0.9

(2 - прототип).(2 - prototype).

Преимуществом данной пасты является то, что в качестве органического связующего (связки) используется спирто-шеллачная смесь.The advantage of this paste is that an alcohol-shellac mixture is used as an organic binder (ligament).

Однако,But,

во-первых, паста имеет нестабильный состав во времени из-за испарения спирта из органического связующего, в результате связка загустевает, что затрудняет применение пасты;firstly, the paste has an unstable composition over time due to the evaporation of alcohol from the organic binder, as a result, the binder thickens, which complicates the use of the paste;

во-вторых, остатки шеллака полностью не выгорают во время предварительного подогрева деталей, обугливаются, образуя углеродистый серый налет, который ухудшает адгезйонные свойства пасты и тем самым снижает смачиваемость и растекаемость порошкообразного припоя;secondly, the remains of shellac do not completely burn out during preheating of parts, they are carbonized, forming a carbonaceous gray coating, which impairs the adhesive properties of the paste and thereby reduces the wettability and spreadability of the powder solder;

в-третьих, адгезия пасты к паяемой поверхности после предварительного подогрева на воздухе низкая и при переносе деталей в ванну часть порошкообразного припоя рассыпается по их поверхности и смывается расплавом солей во время погружения еще до момента его расплавления, в результате качество пайки ухудшается, появляются непропаи;thirdly, the adhesion of the paste to the brazed surface after preheating in air is low and when parts are transferred to the bath, part of the powdered solder is scattered over its surface and washed off with a molten salt during immersion even before it is melted, as a result, the quality of the solder deteriorates, nepropagation appears;

в-четвертых, следует также принять во внимание относительную дефицитность и дороговизну импортного шеллака, что усложняет его использование.fourthly, one should also take into account the relative scarcity and high cost of imported shellac, which complicates its use.

Техническим результатом изобретения является повышение стабильности состава пасты во времени, повышение ее адгезионных свойств и, следовательно, повышение качества паяных соединений, а также снижение ее стоимости и токсичности.The technical result of the invention is to increase the stability of the composition of the paste over time, increase its adhesive properties and, consequently, increase the quality of soldered joints, as well as reduce its cost and toxicity.

Технический результат достигается тем, что в известной пасте для пайки алюминия и его сплавов погружением в расплавленные соли, содержащей порошкообразный припой системы алюминий-кремний с размером частиц 100-200 мкм и органическое связующее, в качестве органического связующего используют раствор высокомолекулярного соединения в изоамилацетате, паста дополнительно содержит мелкодисперсный порошок алюминия с размером частиц равным или меньше 20 мкм и/или пигментную алюминиевую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that in the known paste for brazing aluminum and its alloys by immersion in molten salts containing a powdery solder of the aluminum-silicon system with a particle size of 100-200 μm and an organic binder, a solution of a high molecular weight compound in isoamyl acetate is used as an organic binder, paste additionally contains finely divided aluminum powder with a particle size equal to or less than 20 microns and / or pigmented aluminum powder in the following ratio of components, wt.%:

раствор высокомолекулярногоhigh molecular weight solution 24-2824-28 соединения в изоамилацетате (10%)compounds in isoamyl acetate (10%) мелкодисперсный порошок алюминияfine aluminum powder и/или пигментная алюминиевая пудраand / or pigmented aluminum powder 10-4010-40 порошкообразный припой системыpowder solder system алюминий - кремний (эвтектика)aluminum - silicon (eutectic) остальноеrest

Высокомолекулярное соединение представляет собой сополимер изобутилметакрилата с метакриловой или акриловой кислотой.The high molecular weight compound is a copolymer of isobutyl methacrylate with methacrylic or acrylic acid.

Использование в качестве органического связующего 10%-ного раствора высокомолекулярного (ВМ) соединения, в частности, сополимера изобутилметакрилата с метакриловой или акриловой кислотой (СПИБМ) в изоамилацетате, которыйUse as an organic binder of a 10% solution of high molecular weight (BM) compound, in particular, a copolymer of isobutyl methacrylate with methacrylic or acrylic acid (SPIBM) in isoamyl acetate, which

во-первых, благодаря свойству сохранять свою вязкость неизменной в течение длительного времени (1 год и более) обеспечит пасте стабильность состава во времени;firstly, due to the ability to maintain its viscosity unchanged for a long time (1 year or more), the paste will provide stability to the composition over time;

во-вторых, благодаря тому что раствор ВМ соединения обладает клеящими свойствами, данные свойства он обеспечивает и пасте и тем самым повысит ее адгезионные свойства;secondly, due to the fact that the VM solution of the compound has adhesive properties, it provides these properties to the paste and thereby increase its adhesive properties;

в-третьих, благодаря свойству полностью разлагаться при температуре свыше 500°С - температура предварительного нагрева - органическое связующее не оставляет углеродистого серого налета на паяемой поверхности и тем самым повысит качество паяных соединений;thirdly, due to the ability to completely decompose at temperatures above 500 ° C - preheating temperature - the organic binder does not leave carbon gray deposits on the soldered surface and thereby improve the quality of the soldered joints;

в-четвертых, снижает стоимость пасты, так как компоненты органического связующего выпускаются отечественной промышленностью.fourthly, it reduces the cost of paste, since the components of the organic binder are produced by domestic industry.

Введение в пасту порошка алюминия с размером частиц, равным или меньше 20 мкм и/или пигментной алюминиевой пудры, позволит повысить адгезионные свойства пасты и прежде всего на стадии предварительного нагрева.The introduction into the paste of aluminum powder with a particle size equal to or less than 20 microns and / or pigmented aluminum powder will improve the adhesive properties of the paste, and especially at the stage of preheating.

Предлагаемая паста не токсична, так как исключены из состава пасты фтористые соли, используемые в прототипе.The proposed paste is not toxic, as excluded from the paste fluoride salts used in the prototype.

Изобретение поясняется фотографией, на которой изображен типовой узел волноводной техники: волновод - фланец и волноводная разводка, паяный предлагаемой пастой.The invention is illustrated by the photograph, which depicts a typical node waveguide technology: waveguide - flange and waveguide wiring, soldered by the proposed paste.

Пример 1.Example 1

Пасту для пайки приготавливают следующим образом.The solder paste is prepared as follows.

В фарфоровую чашку насыпают порошкообразный припой системы AI-Si (эвтектика) с размером частиц 100-200 мкм марки АКД - 12-3 (ТУ6 - 02-007-75) и пигментную алюминиевую пудру марки ПАП - 2 (ГОСТ 5494 - 74), перемешивают, затем в смесь вводят органическое связующее - 10%-ный раствор СПИБМ-01-Н (ТУ6 - 01-2-744-85) в изоамилацетате (ТУ6 - 09-2-1240-76) и снова перемешивают до образования однородной массы - пасты.Powder solder of the AI-Si system (eutectic) with a particle size of 100-200 microns of grade AKD - 12-3 (TU6 - 02-007-75) and pigment aluminum powder PAP - 2 (GOST 5494 - 74) are poured into a porcelain cup; mix, then an organic binder is introduced into the mixture - a 10% solution of SPIBM-01-N (TU6 - 01-2-744-85) in isoamyl acetate (TU6 - 09-2-1240-76) and mix again until a homogeneous mass is formed - pasta.

Примеры 2-5.Examples 2-5.

Аналогично примеру 1 были приготовлены пасты, но имеющие иные количественные соотношения компонентов, как указанные в формуле изобретения (примеры 2-3), так и выходящие за ее пределы (примеры 4-5), кроме значений количества пигментной алюминиевой пудры, которые взяты средними.Analogously to example 1, pastes were prepared, but having different quantitative proportions of the components, both indicated in the claims (examples 2-3), and beyond it (examples 4-5), except for the values of the amount of pigmented aluminum powder, which are taken as average.

Примеры 6-7.Examples 6-7.

Аналогично примеру 1 были приготовлены пасты, но имеющие среднее значение количества органического связующего, а количество пигментной алюминиевой пудры, выходящее за пределы, указанные в формуле изобретения.Analogously to example 1, pastes were prepared, but having an average value of the amount of organic binder, and the amount of pigmented aluminum powder, beyond the limits specified in the claims.

Примеры 1а-7а.Examples 1a-7a.

Аналогично примерам 1-7 соответственно были приготовлены пасты, но с мелкодисперсным порошком алюминия вместо пигментной алюминиевой пудры.Similarly to examples 1-7, respectively, pastes were prepared, but with fine aluminum powder instead of pigmented aluminum powder.

Из приготовленных составов пасты были изготовлены путем выдавливания через трафарет диаметром 5 мм и толщиной 3 мм таблетки, которые были использованы для определения силы сцепления таблетки - адгезии пасты - с поверхностью образцов из алюминиевого сплава АМц размером 20×15×2, после предварительного нагрева.From the prepared compositions, the pastes were made by extruding tablets through a stencil with a diameter of 5 mm and a thickness of 3 mm, which were used to determine the adhesion force of the tablet — the adhesion of the paste — to the surface of samples made of aluminum alloy AMts of size 20 × 15 × 2, after preliminary heating.

Образцы сплава АМц изготавливают фрезерной обработкой с последующим обезжириванием в ацетоне.AMts alloy samples are made by milling followed by degreasing in acetone.

Нагрев проводят в муфельной печи в воздушной атмосфере по режиму:Heating is carried out in a muffle furnace in an air atmosphere according to the regime:

- температура - 530°С- temperature - 530 ° C

- выдержка - 10 мин.- excerpt - 10 minutes

После спекания был проведен визуальный анализ образцов и определена сила сцепления.After sintering, a visual analysis of the samples was carried out and the adhesion strength was determined.

Все данные сведены в таблицы 1 и 2.All data are summarized in tables 1 and 2.

Как видно из таблиц:As can be seen from the tables:

Сила сцепления таблеток из приготовленных составов пасты с поверхностью образцов из Амц - адгезия пасты - составляет в среднем 65 ГС, содержащие пигментную алюминиевую пудру (примеры 1-3) и 40 ГС, содержащие мелкодисперсный порошок алюминия (примеры 1а-3а) при соотношении компонентов пасты, указанных в формуле изобретения, что более чем в 10 раз превышает силу сцепления, при соотношении компонентов, выходящих за пределы, указанные в формуле изобретения (примеры 4-7) и (примеры 4а-7а), так же как и по сравнению с прототипом (пример 8).The adhesion force of the tablets from the prepared paste compositions to the surface of samples from Amz — the adhesion of the paste — is on average 65 GS containing aluminum pigment powder (examples 1-3) and 40 GS containing finely divided aluminum powder (examples 1a-3a) with the ratio of the components of the paste specified in the claims, which is more than 10 times the adhesion force, with a ratio of components that go beyond the limits specified in the claims (examples 4-7) and (examples 4a-7a), as well as in comparison with the prototype (example 8).

На всех образцах отсутствует серый налет, кроме образца-прототипа (пример 8). Это подтверждает, что органическое связующее полностью разложилось на газообразные составляющие.All samples lacked a gray coating, except for the prototype sample (example 8). This confirms that the organic binder has completely decomposed into gaseous components.

Приготовленная паста (примеры 1-3) и (примеры 1а-3а) была также использована для пайки типовых узлов волноводной техники:The prepared paste (examples 1-3) and (examples 1a-3a) was also used for soldering typical nodes of the waveguide technique:

волновод - фланец и волноводная разводка, изготовленные из алюминиевого сплава АМц.waveguide - flange and waveguide wiring made of aluminum alloy AMts.

Пасту наносят резиновым шпателем толщиной 3-4 мм по периметру волноводов.The paste is applied with a rubber spatula 3-4 mm thick around the perimeter of the waveguides.

Пайку проводили по режиму:Soldering was carried out according to the mode:

предварительный подогревpreheating 530°С530 ° C в печи с воздушной атмосферойin an air atmosphere furnace время выдержкиholding time 10 мин10 minutes погружение в расплавленныйimmersion in molten флюс 16 ВК при температуреflux 16 VK at temperature 620°С620 ° C время выдержки в расплаве солейmolten salt holding time 30 сек30 sec

Был проведен визуальный анализ паяного шва.A visual analysis of the soldered seam was performed.

По всему периметру паяного шва всех волноводных узлов (примеры 1-3) и (примеры 1а-3а) наблюдаются непрерывные равномерные галтели.Along the entire perimeter of the soldered seam of all waveguide nodes (examples 1-3) and (examples 1a-3a), continuous uniform fillets are observed.

Таким образом, предлагаемая паста для пайки алюминия и его сплавов погружением в расплавленные соли обладает высокой стабильностью состава и высокими адгезионными свойствами и тем самым обеспечивает повышение качества паяных соединений.Thus, the proposed paste for brazing aluminum and its alloys by immersion in molten salts has a high stability of the composition and high adhesive properties and thereby provides an increase in the quality of soldered joints.

Предлагаемая паста дешева благодаря исключению из состава дефицитного и дорогостоящего шеллака - природной смолы, поставляемой из Индии.The proposed pasta is cheap due to the exclusion of scarce and expensive shellac, a natural resin sourced from India.

Предлагаемая паста нетоксична благодаря исключению из состава фтористых солей.The proposed paste is non-toxic due to the exclusion of fluoride salts.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Швейцарии №410592, кл. 49, В 23 К 31/01.1. Swiss patent No. 410592, cl. 49, B 23 K 31/01.

2. Авторское свидетельство СССР №493319 приоритет 07.05.73, В 23 К 35/36, опубл. бюлл. №44, 1975 г.2. USSR author's certificate No. 493319 priority 07.05.73, 23 K 35/36, publ. bull. No. 44, 1975

Figure 00000002
Figure 00000002

Таблица 2table 2 № п/пNo. p / p Состав пасты, мас.%The composition of the paste, wt.% Результаты исследованийResearch results Органическое связующиеOrganic binders Мелкодисперсный порошок алюминияFine aluminum powder Порошкообразный припой (эвтектика)Powder solder (eutectic) Сила сцепления после спекания ГС*Adhesion after sintering HS * Визуального на сохранение геометрии (формы) таблетки и наличие серого налетаVisual on preserving the geometry (shape) of the tablet and the presence of gray plaque Визуального на качество галтели периметра паяного шва волноводных узловVisual on the quality of the fillet of the perimeter of the solder seam of the waveguide nodes 1a1a 2626 2525 4949 4040 Таблетка сохраняет свою форму, серый налет отсутствуетThe tablet retains its shape, gray plaque is absent Непрерывные, равномерные галтели по всему периметруContinuous, uniform fillets around the perimeter 2a 2424 2525 5151 4040 То же самоеSame То же самоеSame ЗаPer 2828 2525 4747 4040 То же самоеSame То же самоеSame 4a 19nineteen 2525 5656 44 Таблетка теряет свою форму, серый налет отсутствуетThe tablet loses its shape, no gray coating Не проводилиDid not 5a 3333 2525 4242 55 То же самоеSame Не проводилиDid not 6a 2626 55 6969 55 То же самоеSame Не проводилиDid not 7a 2626 4545 2929th 44 То же самоеSame Не проводилиDid not *Среднее значение 3-х измерений* Average value of 3 measurements

Claims (2)

1. Паста для пайки алюминия и его сплавов погружением в расплавленные соли, содержащая порошкообразный припой системы алюминий - кремний и органическое связующее, отличающаяся тем, что использован порошкообразный припой с размером частиц 100-200 мкм, в качестве органического связующего использован 10%-ный раствор высокомолекулярного соединения в изоамилацетате, при этом паста дополнительно содержит мелкодисперсный порошок алюминия с размером частиц равным или меньше 20 мкм и/или пигментную алюминиевую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Paste for brazing aluminum and its alloys by immersion in molten salts, containing a powder solder of the aluminum-silicon system and an organic binder, characterized in that a powder solder with a particle size of 100-200 μm is used, a 10% solution is used as an organic binder high molecular weight compounds in isoamyl acetate, while the paste further comprises a finely divided aluminum powder with a particle size equal to or less than 20 μm and / or pigmented aluminum powder in the following ratio ENTOV, wt.%: 10%-ный Раствор высокомолекулярного соединения10% High Molecular Compound Solution в изоамилацетатеin isoamyl acetate 24-2824-28 Мелкодисперсный порошок алюминияFine aluminum powder и/или пигментная алюминиевая пудраand / or pigmented aluminum powder 10-4010-40 Порошкообразный припой системыPowder Solder System алюминий-кремнийaluminum silicon ОстальноеRest
2. Паста по п.1 отличающаяся тем, что в качестве высокомолекулярного соединения использован сополимер изобутилметакрилата с метакриловой или акриловой кислотой.2. The paste according to claim 1, characterized in that a copolymer of isobutyl methacrylate with methacrylic or acrylic acid is used as a high molecular weight compound.
RU2004100667/02A 2004-01-08 2004-01-08 Paste for soldering aluminum and its alloys RU2263568C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004100667/02A RU2263568C2 (en) 2004-01-08 2004-01-08 Paste for soldering aluminum and its alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004100667/02A RU2263568C2 (en) 2004-01-08 2004-01-08 Paste for soldering aluminum and its alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004100667A RU2004100667A (en) 2005-06-27
RU2263568C2 true RU2263568C2 (en) 2005-11-10

Family

ID=35836323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004100667/02A RU2263568C2 (en) 2004-01-08 2004-01-08 Paste for soldering aluminum and its alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263568C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779439C1 (en) * 2021-12-09 2022-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоМаш" Mixed powder solder for soldering aluminum and alloys based on it

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779439C1 (en) * 2021-12-09 2022-09-07 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоМаш" Mixed powder solder for soldering aluminum and alloys based on it

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004100667A (en) 2005-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100919151B1 (en) Brazing flux powder for aluminum based material and production method of flux powder
JPS61232092A (en) Flux for brazing
JP2009107020A (en) Braze formulation and process for making and using
JP5812230B2 (en) Flux and solder paste
JP2003529452A (en) New uses of complex fluorides
JPS6249158B2 (en)
RU2263568C2 (en) Paste for soldering aluminum and its alloys
JP2004042086A (en) Soldering powder for soldering al material and method for soldering aluminum material using the same powder
JPS6366638B2 (en)
JP3316464B2 (en) Brazing paste
CN1586794A (en) Al-Si base medium temperature welding flux containing rare-earth Er and its preparing method
JP4635796B2 (en) Brazing method for aluminum alloy castings and brazed liquid-cooled parts
JP2681397B2 (en) Aluminum or aluminum alloy brazing composition
RU2288079C1 (en) Aluminum and its alloys soldering method, composition for soldering aluminum and its alloys
JPS58202996A (en) Brazing method
JP2021535961A (en) Its use for joining metal pastes and components
RU2285593C1 (en) Aluminum and its alloys soldering method
JPS63207493A (en) Flux for al brazing filler metal
JPS597557B2 (en) Dental braze alloy
JPS63207494A (en) Flux for zn brazing filler metal
JPH0357590A (en) Flux for brazing and brazing method for aluminum material by using this flux
WO2021049643A1 (en) Lead-free solder alloy
SU674851A1 (en) Solder for flux-free soldering of aluminium and its alloys
SU1625633A1 (en) Solder for soldering copper without flux
SU715552A1 (en) Metallic coating paste for beryllium ceramics

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160225

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190109