Серебряные припои. Серебро имеет температуру плавления 9600С, в качестве припоя его применяют редко

Основой никелевых сплавов является двойной сплав никель-хром, в который для снижения температуры плавления, улучшения растекания и пластичности паяных соединений вводят железо, кобальт и титан.

Никелевые припои. Высокая прочность и сопротивление коррозии отличают никель и его сплавы с хромом, кремнием и марганцем. Это наиболее дешевые припои для пайки изделий, работающих в условиях высоких температур.

Особенностью галлия и припоев-паст на его основе является увеличение объема при кристаллизации, поэтому для получения более прочных и плотных швов при пайке необходимо применять давление. Паяные галлиевыми пастами соединения имеют низкую прочность.

Никелевые припои с кобальтом и титаном не растворяют большинство обычных и специальных коррозионно-стойких сталей, они хорошо смачивают сплавы, содержащие титан и алюминий и могут быть использованы для пайки тонкостенных изделий из высоколегированных и коррозионно-стойких сталей.

Наиболее известны припои с бором, содержание бора увеличивает способность припоя к растворению основного металла и способствует прониканию по границам зерен основного металла, соединения, паяные боросодержащими припоями, могут работать при температуах до 750-800⁰С.

Степень растворения и образование диффузионной зоны паяных соединений зависят от количества припоя, места его расположения и температуры пайки, поэтому при пайке боросодержащими припоями важно производить расчет необходимого количества припоя и выдерживать технологию пайки: быстрый нагрев и малое время выдержки могутуменьшить опасность образования хрупкой зоны, однако, несмотря на все меры предосторожности, боросодержащими припоями не следует паять тонкостенные конструкции типа сотовых.

Легирование сплава никель-хром индием, германием, литием способствует снижению температуры плавления припоя и улучшению смачивания при пайке корроэионно-стойких сталей в атмосфере водорода. Такие припои имеют незначительную склонность к растворению основного металла и прониканию по границам зерен по сравнению с боросодержащими припоями.

Легирование припоев на основе сплава никель-хром марганцем, кремнием, титаном и алюминием препятствует образовнию диффузионной зоны и уменьшает склонность паяемого металла к коррозии, поэтому эти припои могут быть использованы при пайке тонкостенных изделий (толщиной 0,25-1,25 мм). Припои этой группы теплостойки, имеют высокое сопротивление окислению, пластичны, но при длительном пребывании в расплавленном состоянии значительно растворяют паяемый металл по границе спая, что приводит к образованию диффузионной зоны и снижению прочности шва.

Для связывания углерода в карбиды, повышающие прочность припоя при высоких темпеатурах, в многокомпонентные никелевые припои вводят ниобий.

Припои на основе никель-фосфор можно применять при пайке толстостенных изделий, они хорошо растекаются и заполняют узкие зазоры. Пайка выполняется в атмосфере водорода или диссоциированного аммиака.

Медноникелевые припои. Медь с никелем образует ряд твердых растворов; для увеличения жаростойкости, прочности при повышенных температурах в медноникелевые припои вводят хром, марганец, железо, кремний, алюминий. Медноникелевыми припоями выполняют пайку изделий из коррозионно-стойких сталей в среде нейтральных газов или вакууме, причем при пайке не происходит заметного растворения паяемого металла в припое, это позволяет использовать их для пайки тонкостенных изделий.

Марганцевые припои. Припои на основе марганца применяют для пайки изделий из коррозионно-стойких сталей, никеля и жаропрочных сплавов.

Паяные швы, выполненные этими припоями, имеют удовлетворительную прочность и пониженную сопротивляемость ударным нагрузкам из-за образования хрупкой диффузионной зоны.

Железные припои. Припои на основе железа используют для пайки тугоплавких металлов, режущего инструмента с пластинами из быстрорежущей стали, твердых сплавов в среде аргона или в вакууме.

Введение в припой кремния, бора, вольфрама, хрома и некоторых других металлов снижает температуру их плавления, повышает жаростойкость и жаропрочность. Пайка изделий из молибдена, коррозионностойкой стали, никеля при температуре 1100-1150⁰С производят припоями с бором и углеродом. Добавка бора увеличивает устойчивость припоя против окисления при высоких температурах и делает его самофюсующим. Из-за низкой пластичности припои на основе железа применяют преимущественно в виде порошков.

Для улучшения технологических свойств и надежности паяных соединений в оловянные, свинцовые, оловянносвинцовые и кадмиевые припои вводят до 6% серебра.

В промышленности используют припои на основе серебра, легированные медью, цинком, кадмием, оловом, фосфором. Олово, сурьму, висмут вводят в сереряные припои для снижения темпертуы плавления и повышения коррозионной стойкости.

Серебряные среднеплавкие припои характеризуются высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью в различных средах, относительно невысокой температурой плавления и повышенной тепло и электропроводностью. Они хорошо смачивают большинство металлических поверхностей и качественно заполняют зазор.

Основой серебряных припоев обычно является система серебро – медь. Эвтектический сплав (28,5% меди, Т _эвт =779⁰С, марка припоя-ПСр72), состоящий из твердых растворов на основе серебра и меди, обладает высокой пластичностью и технологичностью. Отсутствие компонентов с высоким давлением пара и низкая стойкость окислов позволяет использовать припои при пайке изделий из меди и стали, работающих в условиях повышенных статических и вибрационных нагрузок при использовании существующих способов нагрева при использовании флюсов, газовых сред и вакуума. Для изменения температуры плавления, физико-механических и технологических свойств в серебряные припои добавляют медь, никель, кадмий, олово, марганец.

Температура плавления серебряных припоев с медью может быть снижена при легировании литием, незначительные добавки которого улучшают смачивание паяемого металла и придают припоям самофлюсуемость.Серебряные припои с литием используются для пайки коррозионно-стойких сталей в печах с нейтральной газовой средой и в вакууме при температуре 850-900⁰С.

Легирование серебряных припоев, содержащих медь, оловом позволяет получать составы с низким давленим пара, вследствие этого их применяют для пайки вакуумных приборов из меди и сталей. Введение большого количества олова (35-75%Sn) снижает температуру плавления припоя и увеличивает интервал его кристаллизации; это позволяет выполнять пайку разнородных материалов, имеющих разные ТКЛР, без опасности образования трещин.

Еще большего снижения температуры плавления припоев на основе серебра достигают при легировании кадмием и цинком.

Кадмий значительно снижает температуру плавления припоев (460-600⁰С), одновременно увеличивая их жидкотекучесть.Снижение температуры плавления серебряных припоев с медью достигается при введении цинка.

Для повышения прочности и коррозионной стойкости паяных соединений при повышенных температурах серебряные припои легируют никелем. Легирование никелем в сочетании с марганцем повышает коррозионную стойкость паяных соединений при работе в условиях влажной среды. При пайке чугуна серебряные припои с медью, цинком и кадмием плохо смачивает его поверхность и полученные соединения обладают незначительной прочностью. Легирование припоев никелем и марганцем значительно увеличивает прочность соединений на срез.

Серебряные припои, содержащие медь, олово, индий применяются для пайки вакуумных изделий из углеродистых сталей. Сплавы, содержащие сурьму, имеют температуру полного расплавления 425-660⁰С, их используют при пайке слабонагруженных медных изделий.

Добавка палладия в состав серебряных припоев повышает их смачивующую способность. Припоями этой группы можно паять никелевые, углеродистые стали, вольфрам, молибден. Легирование серебряных припоев на медной основе фосфором делает их более легкоплавкими и повышает вязкость паяных соединений, эти припои пригодны для пайки закрытых соединений, в которых удаления остатков флюса невозможно. Припои этой группы применяют для пайки аппаратуры, работающей в условиях колебания температур, но не пригодны для пайки соединений, подвергающихся после пайки деформации.

Припои, содержащие медь, никель и цинк обладают повышенной жаростойкостью и механической прочностью паяных соединений. Добавка в припои марганца делает припои кислотостойкими.

Титановые, циркониевые, ниобиевые, гафниевые припои. Титановые припои применяются для пайки титана и его сплавов, окиси бериллия и графита. Титановый сплав с медью (35% меди) применяется для пайки крамики с кераликой и керамики с металлм. Пайку титановыми припоями обычно выполняют в чистой инертной среде или в вакууме.

Сплавы циркония с ванадием, железом, бериллием и ниобием могут быть использованы для пайки ниобия и его сплавов. Для пайки керамики и молибдена используются сплавы: 16Ti –28V –56Zr; Т_пл= 1200⁰С; 20Nb –80Zr;Т_пл= 1730⁰С; 20Nb –1-5Mo –75-79Zr;Т_пл= 1800⁰С.

Ниобиевые и гафниевые припои применяют для пайки тантала, вольфрама, изделий электровакуумной и радиоэлектронной техники, сопловых насадок, деталей ионных и плазменных двигателей и других изделий, работающих при высоких температурах.