SU929357A1 - Method of soldering in fusable element vapour - Google Patents

Method of soldering in fusable element vapour Download PDF

Info

Publication number
SU929357A1
SU929357A1 SU802993037A SU2993037A SU929357A1 SU 929357 A1 SU929357 A1 SU 929357A1 SU 802993037 A SU802993037 A SU 802993037A SU 2993037 A SU2993037 A SU 2993037A SU 929357 A1 SU929357 A1 SU 929357A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
solder
soldering
zinc
pressure
vapor
Prior art date
Application number
SU802993037A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Николаевич Перевезенцев
Юрий Николаевич Тюнин
Александр Ювенальевич Краснопевцев
Original Assignee
Тольяттинский политехнический институт
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 Тольяттинский политехнический институт filed Critical Тольяттинский политехнический институт
Priority to SU802993037A priority Critical patent/SU929357A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU929357A1 publication Critical patent/SU929357A1/en

Links

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

Изобретение относитс  к пайке, в частности к способам пайки с вве дением одного из коктонентов из газовой фазы, и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени .The invention relates to soldering, in particular, to soldering methods with the introduction of one of the cocktails from the gas phase, and can be used in various fields of engineering.

Известен способ пайки изделий с использованием паров легкоиспар ющихс  элементов, заключающийс  в том, что в объем пайки помещают па емие издели  с заготовками припо  и дополнительно легкоиспар ющийс  элемент , а затем ведут нагрев в вакууме , нейтральной или восстановительной атмосфере. Легкоиспар ющийс  элемент при нагреве испар етс , св зывает окислительные компоненты в объеме пайки, взаимодействует с окисной пленкой на па емой поверхности и обеспечивает бесфлюсовую пайку.A known method of soldering products using vapors of easily evaporating elements consists in that the floated products with solder blanks and an additionally easily evaporating element are placed in the volume of soldering, and then they are heated in a vacuum, neutral or reducing atmosphere. When heated, the easily evaporating element evaporates, binds the oxidizing components in the soldering volume, interacts with the oxide film on the soldered surface and provides flux-free soldering.

Одним из возможных механизмов действи  паров  вл етс  образование жидкой фазы при взаимодействии паров с основным металлом. При взаимодействии паров легкоиспар ющегос  элемента с заготовками припо  в процессе пайки образуетс  припой с некоторым содержанием легкоиспар ющегос  элемента (11.One of the possible mechanisms for the action of vapor is the formation of a liquid phase when vapors interact with the base metal. When vapors of the evaporation element interact with the solder blanks during the soldering process, solder is formed with a certain content of the evaporation element (11.

От содеркаий  этого элемента, в припое, а следовательно, и в па емом шве завис т свойства получаемого па ного соединени . Однако содержание лргкоиопар ющегос  элемента в образующемс  припое зависит от параметров процесса пайки и не регулируетс .The properties of the resulting solder joint depend on the content of this element, in the solder, and, consequently, in the joint of the joint. However, the content of the steam element in the resulting solder depends on the parameters of the soldering process and is not adjustable.

, Известен также способ пайки в па10 рах легкоиспар кнцегос  элемента, включшщий размещение па емых изделий и заготовок припо  в замкнутый объем с последужх1Ц1М нагревом в присутствии легкоиспар ющегос  элемента There is also known a method of soldering in pairs of an easily evaporating element of the element, which includes the placement of soldered products and solder blanks in a closed volume with subsequent heating by the presence of an element which is easily evaporated.

15 в инертной или восстановительной среде или в вакууме. Способ реализуетс  следующим образом.15 in an inert or reducing environment or in vacuum. The method is implemented as follows.

В вакуумную печь помещают па емые издели , заготовки припо  и магний, Brazed products, solder and magnesium blanks are placed in a vacuum furnace.

20 а затем ведут нагрев. При нагреве магний испар етс  и обеспечивает бесфлюсовую пайку. Дл  увеличени  давлени  в пе.и и згшедпени  испарени  по крайней мере части магни  в 20 and then heat up. When heated, the magnesium evaporates and provides flux-free soldering. To increase the pressure in p.i. and to reduce evaporation of at least part of the magnesium in

25 вакуумную камеру печи вводитс  неоксил ющий газ 2.A non-oxidizing gas 2 is introduced into the vacuum chamber of the furnace.

Claims (2)

Этот способ позвол ет вли ть на содержание легкоиспар ющегос  элемента в припое путем уменьшени  ско30 рости подвода паров к заготовкам припо  и диффузионного насыщени  из паровой фазы. Однако насыщение из паровой фазы идет до неопределенной концентрации. В результате состав па ного шва и свойства па ных соединений неопределенны и нестабильн Кроме того, способ не позвол ет получать заданный состав па ного шва С необходимыми механическими и физи ческими свойствами. Цель изобретени  - обеспечение требуемого содержани  в припое легк испар ющегос  элемента. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу давление в объеме пайки поддерживают равным давлению насьпценных паров легкоиспар ющегос  элемента над сплавом требуемого состава припо  при темпе ратуре пайки. Указанное давление определ ют с помощью данных о давлении паров чис того легкоиспар югдегос  элемента и данных по активности легкоиспар ющегос  элемента в сплаве требуемого состава по формуле рПР л . р - с - У1 А f где Р J давление насыщенных паров легкоиспар ющегос  элемен та, растворенного в припо при данной температуре; Р - давление насьвденных паров чистого легкоиспар ющегос элемента при данной температуре ; активность легкоиспар юще гос  элемента в припое. В случае отсутстви , данных по активности ее можно считать приблизительно равной мольной доле легкоиспар ющегос  элемента в припое и уточн ть при отработке технологии. Измен   давление легкоиспар ющегос  элемента в объеме пайки, можно измен ть его предельное содержание в припое. Давление паров легкоиспар ющегос  элемента в объеме пайки стремитс  к давлению насьпденных паров при этой температуре, но не может быть выше общего давлени  в системе. По предлагаемому способу общее давление в системе равно давлению насыщенных паров легкоиспар емого элемента , растворенного в припое, следовательно , ниже давлени  насыщенных паров чистого легкоиспар ющегос элемента. Взаимодействие заготовки припо  с парами легкоиспар ющегос  элемента идет до получени  сплава, давление паров легкоиспар ющегос  элемен та над которым равно давлению, поддерживаемому , в контейнере. Степень приближени  к равновесию зависит от времени вьщержки при достаточном количестве испар емого элемента. Скорость распространени  паров и подвода их к заготовке припо  больше, чем при введении в зону пайки неокисл ющегос  газа, что интенсифицирует процессы взаимодействи  с заготовками припо . Способ позвол ет регулировать состав припо  и за счет этого получать заданные свойства па ных соединений . Пример 1 Дл  па ных соединений стали 40Х требуютс  высокие механические свойства. В качестве припо  выбрали латунь. Наиболее высокими механическими свойствами ( максимальна  прочность и высока  пластичность) обладают of. + Р латуни с содержанием цинка (около 42%) от 39 до 45%. Бесфлюсовую пайку гровод т в паpax цинка с получением латунного припо  путем взаимодействи  медной заготовки припо  с парами цинка. Температура плавлени  латуни требуемого состава 900-910°С. Температуру пайки выбрали 915°С. При этой температуре давление паров цинка составл ет PZV. ffl Ь09 кг/см Активность цинка в латуни при температуре пайки принимаем равной . 0,25, с учетом возрастани  активности цинка в сплавах медь-цинк при повыиении температуры. Давление паров цинка над сплавом необходимого состава Р7И А2:„-Рги 0,25.1,09 0,27 ат (кг/см) Па емые образцы, медные заготовки припо  и испаритель с цинком нагревают в герметичном контейнере в атмосфере азота. С помощью форвавакуумного баллона, имеющего объем в 10 раз больший рабочего объема контейнера, в котором происходит пайка, и сообщающегос  с этим объемом , давление поддерживалось на уровне 0,27-0,31 ат. Врем  выдержки при температуре пайки составило 15 мин. После охлаждени  и выгрузки из полученного па ного соединени  стали 4ОХ изготовл ют шлиф и провод т металлографический анализ па ного шва. Структура и микротвердость па ного шва соответствует oL + ( латуни (39-45% Zn), имеющей хорошие механические свойства. Пример 2. Образцы из стали 4ОХ, медные заготовки припо  и испаритель с цинком нагревают в герметичном контейнере с азотом при давлении 1,0-1,06 атм. Вьадержка при температуре пайки составл ет 15 мин. После охлаждени  и выгрузки изготовл ют шлиф полученного па ного соединени . Микроструктура и микротвердость по длине па ного шва неоднородны и соответствуют фазам от (А + до дг . Следовательно, свой ства па ного соединени  неопределен ные и неоднородные. Пример 3. Дл  изделий, не подвергающихс  удару, изгибу и вибр ции примен ют латунные припои с большим содержанием цинка типа ПМц48, ПМц54. Достоинством их  вл етс  более низка  температура пайки . Дл  бесфлюсовой пайки стали 3 в парах цинка выбирают температуру 880с. Давление паров чистого цинка 5902. Ти 736 °® Принимаем активность цинка в при пое требуемого состава приближенно равной А2у,,4. Давление паров цинка над сплавом необходимого состава Р ОН 0,8 0,32 кг/см. Па емые образцы из стали 3, медные заготовки припо  и испаритель с цинком нагревают в герметичном контейнере в атмосфере азота, С помощью форвакуумного баллона, имеющего объем в 10 раз больший объема контейнера, в котором происходит пайка, и сообщающегос  с этим объемом , давление поддерживаетс  на уровне 0,32-0,36 атм. Врем  выдержки при составл ет 20 мин. Пос ле охлгикдени  и выгрузки был изготовлен ишиф па ного соединени  и проведен металлографический анализ па ного шва. Структура и микротвердость па ного шва соответствует f -латуни (47-51% 2п) , имеющей доста точные механические свойства дл  де талей, не подвергающихс  удару, изгибу и вибрации. Предлагаемый способ расшир ет возможности пайки в парах легкоиспар ющихс  элементов. Способ позвол ет регулировать свойства па ных соединений за счет изменени  содержани  легкоиспар емого элемента в припое. По. сравнению с известным предлагаемый способ позвол ет получать заранее заданный состав припо  в процессе пайки. Кроме того, ускор етс  взаимодействие легкоиспар емого элемента с заготовкой припо . Формула изобретени  Способ пайки в парах лёгкоиспар ющегос  элемента, включающий размещение па емых изделий и заготовок припо  в замкнутый объем с последующим нагревом в присутствии легкоиспар ющегос  элемента в инертной или восстановительной среде или в вакууме, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  требуемого содержани  в припое легкоиспар ющегос  элемента, давлениеч в объеме поддерживают равным давлению насыщенных паров легкоиспар ющегос  элемента над сплавом требуемого состава припо  при температуре пайки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Пайка металлов. М., Машиностроение, 1977, с. 167-171. This method makes it possible to influence the content of a highly vaporizing element in the solder by reducing the rate of vapor supply to the solder blanks and diffusion saturation from the vapor phase. However, saturation from the vapor phase goes to an indefinite concentration. As a result, the composition of the solder joint and the properties of the solder joints are uncertain and unstable. Moreover, the method does not allow one to obtain the desired composition of the solder joint With the necessary mechanical and physical properties. The purpose of the invention is to provide the required content in the solder of an easily evaporating element. This goal is achieved in that according to the method, the pressure in the volume of the soldering is maintained equal to the pressure of the strong vapor of the easily evaporating element over the alloy of the required composition of solder at the soldering temperature. The specified pressure is determined using data on the vapor pressure of a purely vaporised element and the activity of a vaporizing element in the alloy of the required composition according to the formula RPD l. p - с - У1 А f where Р J is the saturated vapor pressure of a highly vaporizing element dissolved in solder at a given temperature; P is the pressure of the vapor deposition of the clean volatilizing element at a given temperature; the activity of easily evaporating the state element in the solder. In case of absence, the activity data can be considered approximately equal to the molar fraction of the evaporation element in the solder and be refined when developing the technology. By varying the pressure of the evaporating element in the soldering volume, it is possible to change its limiting content in the solder. The vapor pressure of the vapor element in the soldering volume tends to pressure the vapor at this temperature, but it cannot be higher than the total pressure in the system. According to the proposed method, the total pressure in the system is equal to the saturated vapor pressure of the easily evaporated element dissolved in the solder, therefore, lower than the saturated vapor pressure of the clean easily evaporated element. The interaction of the workpiece of the solder with the vapor of the easily evaporating element proceeds to the production of an alloy, the vapor pressure of the highly evaporating element above which is equal to the pressure maintained in the container. The degree of approximation to equilibrium depends on the time of delivery with a sufficient amount of evaporated element. The rate of propagation of vapors and their supply to the solder blanks is greater than with the introduction of non-oxidized gas into the soldering zone, which intensifies the processes of interaction with the solder blanks. The method makes it possible to adjust the composition of the solder and thereby obtain the specified properties of the solder joints. Example 1 High mechanical properties are required for steam joints of 40X steel. Brass was chosen as solder. The highest mechanical properties (maximum strength and high plasticity) possess of. + P brass with zinc content (about 42%) from 39 to 45%. Flux-free soldering is conducted in zinc vapor to obtain brass solder by reacting copper solder billet with zinc vapor. The melting point of brass of the required composition is 900-910 ° C. The temperature of the soldering chosen 915 ° C. At this temperature, the vapor pressure of zinc is PZV. ffl L09 kg / cm Zinc activity in brass at the soldering temperature is assumed to be equal. 0.25, taking into account the increase in zinc activity in copper-zinc alloys with increasing temperature. The vapor pressure of zinc over the alloy of the required composition P7I A2: „- Rgi 0,25.1,09 0,27 at (kg / cm). Float samples, copper solder blanks and evaporator with zinc are heated in a sealed container in a nitrogen atmosphere. With the help of a back-pressure balloon having a volume 10 times larger than the working volume of the container in which soldering takes place, and communicating with this volume, the pressure was maintained at a level of 0.27-0.31 at. The exposure time at the soldering temperature was 15 minutes After cooling and unloading, a 4OX steel is obtained from the obtained solder joint and a metallographic analysis of the solder is carried out. The structure and microhardness of the brazed joint corresponds to oL + (brass (39-45% Zn), which has good mechanical properties. Example 2. Samples from 4OX steel, copper solder blanks and zinc evaporator are heated in an airtight container with nitrogen at 1.0 -1.06 atm. The reamer at the soldering temperature is 15 minutes. After cooling and unloading, a cut of the obtained solder compound is made. The microstructure and microhardness along the length of the weld seam are heterogeneous and correspond to phases from (A + to dg. Consequently, the properties the pair connection is uncertain examples 3. For products that are not subjected to impact, bending and vibration brass alloys with a high content of zinc, such as PMts48 and PMts54, are used. Their advantage is a lower brazing temperature. For the flux-free soldering of steel 3 in zinc vapor, choose a temperature 880s Vapor pressure of pure zinc 5902. Ti 736 ° ® Accept the activity of zinc at a required composition of approximately equal to A2у, 4. The vapor pressure of zinc above the alloy of the required composition P OH 0.8 0.32 kg / cm. Brazed samples of steel 3, copper solder blanks and a zinc evaporator are heated in an airtight container under nitrogen atmosphere. With a booster cylinder having a volume 10 times the volume of the container in which soldering takes place and the volume connected with this volume is maintained the level of 0.32-0.36 atm. The exposure time at is 20 min. After cooling and unloading, a solder pad was manufactured and a metallographic analysis of the joint was performed. The structure and microhardness of the weld seam corresponds to f-brass (47-51% 2p), which has sufficient mechanical properties for parts not subjected to impact, bending, and vibration. The proposed method expands the soldering capabilities in pairs of readily evaporating elements. The method allows to adjust the properties of the solder joints by changing the content of the easily evaporated element in the solder. By. Compared with the known method, the proposed method allows to obtain a predetermined composition of solder during the soldering process. In addition, the interaction of the easily evaporated element with the solder blank is accelerated. The invention of the method of soldering in pairs of a lightly evaporating element, including the placement of soldered products and solder blanks in a closed volume with subsequent heating in the presence of a lightly evaporating element in an inert or reducing medium or in vacuum, characterized in that in order to provide the required content in the solder the evaporation element, the pressure in the volume is maintained equal to the saturated vapor pressure of the evaporation element above the alloy of the required solder composition at the soldering temperature. Sources of information taken into account in the examination 1.Lashko N.F., Lashko S.V. Soldering metals. M., Mechanical Engineering, 1977, p. 167-171. 2.Патент США 1 3673678, кл. 29-494, опублик. 04.07.72 (прототип ) .2. The patent of the USA 1 3673678, cl. 29-494, pub. 04.07.72 (prototype).
SU802993037A 1980-10-13 1980-10-13 Method of soldering in fusable element vapour SU929357A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802993037A SU929357A1 (en) 1980-10-13 1980-10-13 Method of soldering in fusable element vapour

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802993037A SU929357A1 (en) 1980-10-13 1980-10-13 Method of soldering in fusable element vapour

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU929357A1 true SU929357A1 (en) 1982-05-23

Family

ID=20921924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802993037A SU929357A1 (en) 1980-10-13 1980-10-13 Method of soldering in fusable element vapour

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU929357A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Improvement of microstructure and interface structure of eutectic Sn–0.7 Cu solder with small amount of Zn addition
Ramirez et al. The relationship between chromium nitride and secondary austenite precipitation in duplex stainless steels
US4834806A (en) Corrosion-resistant structure comprising a metallic surface and an amorphous alloys surface bonded thereupon
KR100815034B1 (en) High purity niobium and products containing the same, and methods of making the same
Schleip et al. External seeding of a metastable metallic phase
Takaku et al. Interfacial reaction and morphology between molten Sn base solders and Cu substrate
NO167962B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A CORROSION-RESISTANT VACUUM COVER PLATE.
Inokuti et al. The formation of martensite in splat-quenched Fe-Mn and Fe-Ni-C alloys
SU929357A1 (en) Method of soldering in fusable element vapour
Wang et al. Comparative study on the wettability and interfacial structure in Sn–xZn/Cu and Sn/Cu–xZn system
US2800711A (en) Brazing method
Dong et al. Effect of indium addition on the microstructural formation and soldered interfaces of Sn-2.5 Bi-1Zn-0.3 Ag lead-free solder
JPS6031592B2 (en) Flux-free brazing method for Al alloy members containing elements that easily vaporize during brazing as alloy components
Doi et al. Thermodynamic study of the phase equilibria in the Sn-Ag-Bi-Cu quaternary system
US5618357A (en) Aluminum-based solder material
Abdelaziz et al. Effects of trace addition of Fe on the thermal, microstructure, and tensile creep properties of Sn-0.7 Cu eutectic alloy
RU2748846C1 (en) Method for producing high-purity metal scandium
JPH06506505A (en) Titanium-containing magnesium alloy produced by steam quenching
UA21807C2 (en) Method for high-speed vacuum evaporation of metals and alloys with the use of intermediary bath
US4818482A (en) Method for surface activation of water atomized powders
SU1107971A1 (en) Method of soldering articles
JP3632196B2 (en) Metal vacuum double-walled container and method for manufacturing the same
Chen et al. Effects of alloying elements on the characteristics of Sn-Zn lead-free solder
JP3351139B2 (en) Welding method for low alloy high strength steel
RU2738280C1 (en) Method of cleaning titanium material