RU2496625C1

RU2496625C1 - Silver-base solder

Info

Publication number: RU2496625C1
Application number: RU2012109025/02A
Authority: RU
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: 2012-03-11
Publication date: 2013-10-27
Also published as: EA201200633A1; EA020433B1; RU2012109025A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention can be used for soldering and tin-plating of parts in jewellery industry, electronics, electrical engineering and instrument engineering. Solder contains the following component ratio, wt %: silver 64.5-65.5; copper 19.5-20.5; indium 3-5; zinc is the rest.

EFFECT: additional introduction of indium to solder alloy on the basis of silver, which contains copper and zinc, decreases melt temperature, increases fluidity and ductility of solder, which allows enlarging technological capabilities of application of that solder.

1 tbl

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 silver-based alloys and can be used in the jewelry industry, electronics, electrical engineering and instrumentation.

Известен припой на основе серебра, предназначенный для пайки в диапазоне температур 620-640°C и используемый для получения неразъемных изделий (Лашко Н.Ф. Пайка металлов / Н.Ф. Лашко, С.В. Лашко. - М.: «Машиностроение», 1967. - С.211), содержащий, мас.%:Known silver-based solder intended for soldering in the temperature range of 620-640 ° C and used to produce one-piece products (Lashko NF Soldering of metals / NF Lashko, SV Lashko. - M.: “Mechanical Engineering ", 1967. - C.211), containing, wt.%:

СереброSilver 64,5÷65,5;64.5 ÷ 65.5; КадмийCadmium 34÷3634 ÷ 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 low soldering temperature, high fluidity. However, a significant drawback of this solder is its cadmium content. Cadmium compounds are very toxic, have harmful effects on the human body and cause occupational diseases, which creates certain difficulties in the manufacture and use of this solder in production, imposes increased requirements 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 in the set of essential features, in terms of technical nature and the achieved result is a solder based on silver grade PSR 65 (GOST 19738-74 - Silver solders. Grades), containing, wt.%:

СереброSilver 64,5÷65,5;64.5 ÷ 65.5; МедьCopper 19,5÷20,5;19.5 ÷ 20.5; ЦинкZinc ОстальноеRest

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

К основным недостаткам данного сплава следует отнести повышенную температуру плавления 695÷722°C и низкую жидкотекучесть, что ограничивают область применения данного сплава для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.The main disadvantages of this alloy include an increased melting point of 695 ÷ 722 ° C and low fluidity, which limit the scope of this alloy for soldering and tinning jewelry and parts used in electronics.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение технологических возможностей использования припоя.The main task, the solution of which the proposed technical solution is directed, is to expand the technological capabilities of the use of 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 in that the silver-based solder containing copper and zinc, characterized in that it additionally contains indium in the following ratio of components, wt.%:

СереброSilver 64,5÷65,5;64.5 ÷ 65.5; МедьCopper 19,5÷20,5;19.5 ÷ 20.5; ИндийIndium 3,0÷5,0;3.0 ÷ 5.0; ЦинкZinc ОстальноеRest

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 применении данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.The difference from the solder alloy prototype is the additional introduction of the inventive solder alloy indium. Indium compounds are practically harmless to the human body, which significantly reduces difficulties in the manufacture and use of this solder in production, does not impose increased requirements for industrial safety and, thereby, expands the technological capabilities of this solder, including for the manufacture of products with the required consumer properties oriented to the global 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 Ag-Cu-In 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 indium content in the solder alloy was established experimentally. The addition of indium in an amount of 3.0 ÷ 5.0 wt.% Reduces the temperature of the melt, increases its fluidity and ductility, which significantly improves the technological conditions of soldering. A further increase in the indium content in the composition of the solder alloy decreases its solubility in the solid solution of the Ag-Cu-In system and, with an increase in the indium content above 5.0%, leads to the formation of intermetallic compounds, which causes a sharp increase in the strength of the alloy, 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 причинно-следственная 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 hallmarks and the task at hand. The additional introduction of indium in the composition of the inventive solder alloy based on silver, containing copper and zinc, provides the expansion of the technological possibilities of using solder for brazing and tinning 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 табл.1.To obtain the proposed solder, compositions were prepared whose chemical composition and properties are shown in Table 1 in comparison with the known solder.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p ПрипойSolder Содержание компонентов, мас.%The content of components, wt.% Температура плавления максимальная, °CMaximum melting point, ° C ЖидкотекучестьFluid flow СереброSilver МедьCopper ЦинкZinc ИндийIndium 1one С содержанием In<3,0%With an In content <3.0% 65,065.0 20,020,0 13,013.0 2,02.0 684684 уд.beats 22 ПредложенныйProposed 65,065.0 20,020,0 12,012.0 3,03.0 672672 хорthe choir 33 65,065.0 20,020,0 11,011.0 4,04.0 658658 хорthe choir 4four 65,065.0 20,020,0 10,010.0 5,05,0 646646 хорthe choir 55 С содержанием In>5,0%With an In content> 5.0% 65,065.0 20,020,0 9,09.0 6,06.0 636636 уд.beats 66 ИзвестныйFamous 65,065.0 20,020,0 15,015.0 -- 722722 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°C и оптимальной жидкотеку честью.As can be seen from the table, the inventive solder alloy with different chemical composition in the claimed range of component ratios (alloys No. 2-4) compared with the known, due to the optimal combination of components in the alloy in the specified quantitative ratio, has a lower melting point - 646 ÷ 672 ° C and optimal fluid flow honor.

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, oriented to the world market.

Claims

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