Физико-химические процессы при пайке - Петрунин И.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Серебро 960,8 2160 1100 1,0 > 139,2
Германий 959 >2700 1070 1,0 111
Алюминий 660,1 >1200 1270 0,5 0,067 к/л<2(5Х Х10~4 мм рт. ст.) 609,1
Сурьма 630,5 1635 740 1,0 Водород 109,5
Свинец 327,3 1740 1000 1,0 ж 672,7
Таллий 303 1457 1120 0,5 ъ 817
Висмут 271,3 1430 1160 1,0 ж 888,7
Олово 231,9 >2360 1000 1,0 » 768,1
Индий 156,2 2000 960 1,0 > 803,8
Г аллий 160 29,8 >2000 1100 1,0 » 1070,2
Режимы пайки по данным автора и Л. Л. Гржималь-ского, при которых армко-железо, никель и медь смачиваются однокомпонентными припоями в среде водорода с точкой росы —50° Сив вакууме, приведены соответственно в табл. 28, 29 и 30.
Таблица 29
Условия смачивания никеля металлами, имеющими по сравнению с ннм более низкую температуру плавления
и «3 С Cl J Температура кипения, °С Режим пайки
Припой Температу] плавления, 1 температура, °С выдержка, мин среда Перегрев, °С
Кремний 1415 >2360 1150* 1,0 Водород —265
Бериллий 1284 2470 1180* 1,0 0,067 и/л*2(5х Х10—4 мм рт. ст.) —104
Марганец 1250 2150 1260 0,5 Водород 10
Медь 1083 >2600 1100 1,0 * 13
Золото 1063 2850 1080 1,0 > 17
Серебро 960,8 2160 980 1,0 > 19,2
Г ерманий 959 >2700 1000 1,0 > 41
Лантан 826 1800 1200 1,0 > 374
Церий 640 1400 1220 1,0 > 580
Сурьма 630,5 1635 800 1,0 » 169,5
Свинец 327,3 1740 1000 1,0 » 672,7
Висмут 271,3 1430 1100 1,0 828,7
Олово 231,9 >2360 700 1,0 468,1
Инд1'й 156,2 2000 800 1,0 643,8
Галлий 29,8 >2000 1050 0,5 1020,2
* Снижение температуры пайки вызвано контактным плавлением.
Как видно из этих таблиц, в отдельных случаях для обеспечения процесса смачивания основного металла расплавленным припоем необходим определенный перегрев, чтобы повысить уровень активации атомов взаимодействующих металлов.
Смачивание происходит и в тех случаях, когда основной металл и припой не сплавляются (табл. 31). Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что практически в любой системе основной металл — припой
6—3451
161
можно обеспечить смачивание, для этого необходима лишь соответствующая активация атомов на поверхности взаимодействующих металлов.
Таблица 30
Условия смачивания меди металлами, имеющими по сравнению с ней более низкую температуру плавления
Припой Температура плавления, °С Температура кипения, °С 1 Режим пайки Перегрев, °с
температура. СС | выдержка, MUti срела
Золото 1063 2850 930* 5,0 Водород - 133
Серебро 960,8 2160 810* 1,5 —150,8
Германий 959 >2700 1030 6,0 » 71
Лантан 826 1800 1000 9,0 » 174
Церий 640 1400 1020 10,0 380
Сурьма 630,5 1635 670 1,0 » 39,5
Св1 нец 327,3 1740 480 8,0 > 152,7
Таллий 303 1457 980 9,0 0,067 н/м2 (5х 677
X Ю—4 мм рт. ст.)
Висмут 271 1430 970 4,0 Водород 698,7
Олово 231,9 >2360 380 5,0 » 148,1
Индий 156,2 2000 480 2,0 » 323,8
Г аллий 29,8 >2000 1000 3,0 » 970,2
* Снижение температуры пайки вызвано контактным плавлением.
Таблица 31
Режимы пайки вольфрама в среде водорода
Основной металл Припой Температура плавления грипоя, °С Температура пайки, °С Перегрев, * °С
Вольфрам Олово 231,9 930 698,1
> Медь 1083 1120 37
» Марганец 1250 1500 250
Серебро 960,8 1300 339,2
* Пайка производилась при точке росы — 50° С. 162
В рассмотренных случаях пайки армко-железа, никеля и меди припой применялся в компактном виде.
Если припой вносить в соединительный зазор в виде порошка, то должны измениться некоторые его физикохимические характеристики и, в частности, температура плавления. Понижение температуры плавления дисперсного порошка АТ по сравнению с температурой плавления Т массивного образца можно определить по формуле [7]:
д т=----2(-"3~~g1-2----Т, (IV.35)
а1,3 — (°2,3 + а1,2) h
где (ji g — коэффициент поверхностного натяжения твердого металла; аи2 — коэффициент поверхностного натяжения расплава; ог,з — коэффициент межфазного натяжения на границе твердый металл — расплав; h-—толщина частицы.
После расплавления припоя, удаления разграничивающих основной металл и припой окисных пленок и сообщения атомам твердого и жидкого металлов дополнительной энергии активации происходят смачивание и растекание припоя.
Растекание расплавленного припоя по поверхности основного металла определяется многими факторами. Среди них наибольшее влияние имеют характер взаимодействия в контакте основной металл ¦— припой, вязкость расплава припоя и жидкотекучесть. Жидкотекучесть особое значение приобретает, когда припой сложного состава имеет широкий интервал температур кристаллизации, а пайка им происходит при температурах, лежащих ниже линии ликвидуса. Наличие в расплаве в этом случае твердой фазы, строение выпадающих кристаллов, характер их расположения могут резко изменять жидкотекучесть припоя.
Вязкость расплавленных припоев в значительной мере зависит от условий, в которых производится пайка, наличия и характера флюсования. Особенно резко вязкость изменяется при наличии окислительной атмосферы. Наряду с условиями флюсования и температурой пайки, вязкость припоев зависит от сил взаимодействия между компонентами расплава и атомной структуры расплава. Увеличение количества сильных связей ведет к
