паяльная паста для пайки в восстановительной атмосфере

Формула изобретения

1. Паяльная паста для пайки в восстановительной атмосфере, содержащая закись меди, оксид железа, поверхностно-активное вещество, активирующее вещество, этиленгликоль и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит окись меди с крупностью зерен не более 1,0 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окись меди	5,0-15,0
Закись меди	60,0-70,0
Оксид железа	1,0-2,0
Поверхностно-активное вещество	0,12-0,20
Аммоний борфтористый	0,13-0,20
Этиленгликоль	7,5-9,5
Вода	Остальное

2. Паяльная паста по п.1, отличающаяся тем, что окись меди получена электрохимическим способом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пайке и может быть использовано для автоматической пайки металлических деталей в восстановительной атмосфере в различных отраслях машиностроения.

Известна паяльная паста для пайки сталей, компоненты которой взяты в следующем соотношении, мас.%:

Порошок Ag2O	45-70
Порошок Cu2 О	8,5-10
Порошок никеля, кобальта
или нержавеющей стали	3,0-25
Этиленгликоль	3,5-20
Поверхностно-активное
вещество (ПАВ)	0,1-1,0

(А.С. СССР №388854, МПК В23К 35/382, опубл. 05.08.1973 г.).

Известная паста обладает удовлетворительной стабильностью, однако она расслаивается при длительном хранении. Кроме этого, эта паста имеет высокую стоимость из-за наличия в ней окиси серебра.

Известна также паяльная паста для пайки в восстановительной атмосфере, содержащая, мас.%:

Закись меди	60-95
Окись железа	1-9
Этиленгликоль	1-18
ПАВ	0,01-1
Активирующее вещество	0,1-1
Галоидная соль
лития	0,01-5
Вода	1,4-12

(А.С. СССР №1140917, МПК В23К 35/24, опубл. 23.02.85 г.).

При использовании данной пасты прочность паяного шва на срез имеет стабильную величину и составляет 27-27,5 кгс/мм ². Однако такая паста имеет склонность к расслоению при хранении.

Наиболее близкой по составу к заявляемой паяльной пасте является паяльная паста для пайки в восстановительной атмосфере, производимая на ОАО «Елизаветинский опытный завод» по ТУ 1793-001-00201454-2005, содержащая, мас.%:

Закись меди	80-90
Оксид железа	1,0-2,0
Этиленгликоль	9,8-10,0
ПАВ ОП-10	0,02-0,025
Активирующее вещество -
аммоний борфтористый	0,02-0,025
Вода питьевая	Остальное

При использовании данной паяльной пасты прочность паяного шва на срез составляет 23 кгс/мм ², однако ее расслоение при длительном хранении достигает более 10%. Кроме того, при изготовлении данной паяльной пасты происходят потери закиси меди вследствие дополнительного истирания и фильтрации, а также высокий расход электроэнергии и мелющих тел.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение показателей качества паяльной пасты.

Поставленная задача решается следующим образом.

Паяльная паста для пайки в восстановительной атмосфере, содержащая закись меди, оксид железа, этиленгликоль, поверхностно-активное вещество, активирующее вещество и воду, согласно заявляемому изобретению дополнительно содержит окись меди с крупностью зерен не более 1 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окись меди	5,0-15,0
Закись меди	60,0-70,0
Оксид железа	1,0-2,0
Поверхностно-активное
вещество	0,12-0,20
Аммоний борфтористый	0,13-0,20
Этиленгликоль	7,5-9,5
Вода	Остальное.

При этом окись меди получена электрохимическим способом.

Использование при изготовлении паяльной пасты окиси меди с крупностью зерен не более 1 мкм, имеющей структуру тонкой взвеси, позволяет получить однородную по гранулометрическому составу пасту и исключить ее расслоение при длительном хранении. При этом сокращается время на истирание и фильтрацию паяльной пасты, что снижает расход электроэнергии и мелющих тел.

Окись меди с крупностью зерен не более 1 мкм может быть получена электрохимическим способом.

В качестве активирующего вещества используется аммоний борфтористый, а в качестве поверхностно-активного вещества - синтанол.

Содержание окиси меди в указанных пределах необходимо и достаточно для получения паяльной пасты с однородным гранулометрическим составом. Содержание в пасте окиси меди менее указанного предела не обеспечит необходимую плотность пасты для получения паяных швов требуемого качества из-за стекания восстановленной жидкой меди с соединяемых поверхностей. Повышенное содержание в пасте окиси меди не исключает ее осаждение, что приводит к увеличению времени пайки.

Сопоставительный анализ заявляемой паяльной пасты и прототипа позволяет сделать вывод, что заявляемая паяльная паста отличается от известной использованием окиси меди, а также новым соотношением компонентов.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.

Из уровня техники не выявлены технические решения, которые имели бы признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемой пасты, поэтому она отвечает условию изобретательского уровня.

Возможность использования заявляемой пасты в промышленности позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «промышленная применимость».

Для приготовления заявляемой пасты используют следующие компоненты: закись меди, окись меди с содержанием CuO не менее 99% и с крупностью зерен не более 1 мкм, железо (III) оксид, этиленгликоль высшего сорта, аммоний борфтористый, синтанол, воду питьевую, которые перемешивают определенным образом, а затем истирают и фильтруют.

Пайку предлагаемой паяльной пастой деталей из углеродистых конструкционных и легированных сталей, таких как Сталь 10, Сталь 08Ю, Сталь 08КП, Сталь 12ХН, проводят в печи с восстановительной атмосферой при температуре 1150-1200°С.

В таблице 1 приведены составы заявляемой паяльной пасты и пасты, взятой за прототип, а в таблице 2 приведены показатели качества паяльной пасты, взятой за прототип, и заявляемой паяльной пасты в зависимости от содержания в ней окиси меди, мас.%.

Из таблиц видно, что:

- введение в состав пасты окиси меди сокращает процент расслоения пасты до 3%;

- прочность паяного шва возрастает до 45 кгс/мм²;

- потери закиси меди сокращаются до 1%;

- время пайки незначительно увеличивается, но оно соответствует режиму работы печей основных потребителей паяльной пасты;

- расход электроэнергии сокращается до 800 кВт/тн;

- расход мелющих тел сокращается до 0,1 кг/тн.

Таблица 1
Составы заявляемой и известной паяльных паст
Компоненты	Предлагаемый состав, мас.%			Известный состав, мас.%
	I	II	III
Окись меди	5,0	10,0	15,0	-
Закись меди	70,0	65,0	60,0	85,0
Оксид железа	1,0	1,5	2,0	1,5
Поверхностно-активное вещество	0,12	0,16	0,20	0,022
Аммоний борфтористый	0,13	0,17	0,20	0,022
Этиленгликоль	7,5	8,5	9,5	9,9
Вода	16,25	14,67	13,1	3,556

Таблица 2
Показатели качества паяльных паст
Показатели качества	Предлагаемый состав			Известный состав (ТУ1793-001-00201454-2005)
	I	II	III
Расслоение, %	8	5	3	15
Прочность паяного шва, кгс/мм 2	27	40	45	23
Потери закиси меди, %	8,0	2,0	1,0	12,0
Время пайки, мин	45	60	60	40
Расход эл. энергии, кВт/тн	1800	1200	800	2500
Расход мелющих тел, кг/тн	0,3	0,2	0,1	0,5