Способ контактно-реактивной пайки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1234090 @4 В 23 К 1/20

А2

ГОСЗЩАРСТИЕНКЫЙ КОМИТЕТ CCCP

00 ДЕЛАМ.ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

Н ЕВТСУСНСИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61-) 11864 13 (2f) 3875960/25-27 (22) 1,7..0.1 . 85

)46) 30В05.86. БвлВ Ф 20

:(72) Б.А. Долотов, Ю.С. Ущаков, В.н. Степанов и А.К. Коренякии (53) 621.791.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 406662, кл. В 23 К 1/20, 04 ° .01.72.

Авторское свидетельство СССР

В 11864 13, кл. В 23 К 1/20, 1984. (54) (57) СПОСОБ КОИТАГХНО-РЕАКТИЗНОЙ

ПАЙКИ по авт.св. В 1186413, а т л ич а в шийся тем, что, с целью .повыиеиия качества паяного соединения, проиеауточнув прокладку дополнительно покрывавт цинком.

2. Способ по и. 1, о т и и ч а в шийся тем, что на борированный слой наносят покрытие из-цинка, а затеи меди:.

3. Способ но и. 1, о т л и ч а вшийся тем, что цинк наносят иа медное покрытие и детали с покрытиями подвергают гоиогенизирукщеиу отзигу при 360-380 С в течение 34 ч. g .

1234090 2

Изобретение относится к пайке, в частности к способу контактно-реактивной пайки твердосплавного и быстрорежущего инструмента, и может быть использовано в инструментальном производстве при изготовлении биметаллического инструмента.

Целью изобретения является повышение качества паяного соединения.

Способ осуществляют следующим об- 10 разом.

Производят борирование стальной промежуточной прокладки и наносят на боридный слой покрытие из меди, на медное покрытие наносят дополнительное покрытие из цинка и детали с покрытиями подвергают диффузионному гомогенизирующему отжигу при 360380 С в течение 3-4 ч.

Кроме того, с целью снижения трудоемкости изготовления припоя на борированный слой сначала наносят покрытие иэ цинка, а затем меди.

В качестве материала для прокладки используют фольгу толщиной 0,3 мм 25 иэ стали 12X18HtOT, которую подвергают боркрованию, электролитическому меднению, цинкованию и диффузионному отжигу при 360-380 С в течение

-3-4 ч, или на борированный слой нано- 30 сят покрытие из цинка, а на него— из меди (без дальнейшего отжига) .

Толщина боридного слоя 0,03-0,04 мм, цинкового 0,02 мм, медного 0,03 мм.

Температура пайки 1020-1040".С.

При расположении на боридном слое слоя цинка под слоем меди скорость испарения цинка заиедняется и при быстром нагреве (свыше 30 С/с), например твердого сплава на установках

ТВЧ, диффузионный отжиг не производится.

В процессе нагрева под пайку расплав цинка обогащается медью из твердой фазы, чтв повышает- температуру плавления системы цинк-медь и при достижении в жидкой фазе температуры 1 020-2040 С она легируется бо.ридами, в основном, никеля и происходит пайка. 50

При нанесении на боридный слой сначала меди, а затеи дополнительного покрытия из цинка для предотвращения его испарения (температура кипения цинка 907 С) и гомогениэации медного и цинкового слоя по химсоставу и структуре перед пайкой выполняют диффузионный отжиг при 360-380 С в течение 3-4 ч в беэокислительной атмосфере.

В результате укаэанной обработки на поверхности пластины образуется сплав меди с цинком (переменного состава). Структура сплава характеризуется наличием значительных участков с упорядоченным строением, аналогичным твердому раствору беташтрих (атоиы меди размещены в вершинах кубической кристаллической решетки, а атомы цинка в центре ее).

Структура паяного шва (с наличием упомянутых участков) характеризуется повышенной пластичностью и высокой прочностью, а именно: 6080 кгс/ми (что на 20-40 и на 3060 кгс/мм выше прочности соответственно аналогичных латуней и чистой (промышленной) меди). Повышенная прочность обусловлена также тем, что сплав меди с цинком образуется в твердом состоянии, минуя жидкую фазу.Это определяет его черезвычайно высокую дисперсность, Кроме того, при пайке по данному способу проникающая диффузия бора (в сторону твердого сплава и быстрорежущей стали) и кобальта твердого сплава в латуни резко понижается, что обеспечивает высокие прочностные и пластические характеристики паяного шва и основного металла в результате чего улучшается стойкость инструмента и повышается срок.его службы.

П р и и е р. Промежуточную прокладку из стали 12Х18Н10Т толщиной

0,3 мм подвергали борированию в смеси карбида бора (82 мас.7), буры (167) и фтористого аммония (27) в контейнере с песочным затвором, Режим борирования: температура

950 С, время выдержки 6 ч. Глубина боридного слоя 0,03-0,04 ми.

Затем на боридный слой гальваническим методом наносили слой цинка толщиной 0,02 ми и на него слой меди толщиной 0,03 мм или (в другом варианте) сначала на боридный слой наносили слой меди толщиной 0,03 ми и на него слой цинка толщиной 0,02 мм.

В последнем случае медный и цинковый слой подвергали диффузионному отжигу при 360-380"С в течение 3-4 ч в беэокислительной атмосфере (в контейнере с отработанным древесно-угольным карбюриэатором), получая на поверхности латунь состава: медь 3040 мас.7,, цинк 70-607.

1234090

Составитель Г. Теслин

Техред О.Сопко

Редактор М. Бандура

Корректор А. Ференц

Заказ 2934/14 Тираж 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При нанесении цинка на боридный слой (беэ отжига) из-за низкой адгезии покрытия при нарезке ножницами узких полосок припоя шириной до 5 мм наблюдались случаи отслаивания покры- тия цинк — медь от боридного слоя.

Пайка твердосплавных пластин

ТЗОК4 к державкам резцов производиО лась на установке ТВЧ при 1020-1040 С, в качестве флюса использовалась бура.10

Толщина пластинки ТЗОК4-1,5 мм, ширина 3 мм, длина. 22 мм. Резцы специальные резьбовые сечением 5х16 мм.

Твердость обрабатываемого матерна- 15 ла .HRC 52-54, нарезаемая резьба упорная 70х1,5 мм, скорость резания

27,7 м/мин, глубина 0,07 мм, подача .

1,5 мм/об.

Число напаяных и испытанных резцов

25 шт.

Лучшее качество паяного соединения твердый сплав ТЗОК4 — сталь 45 получено при пайке деталей с покрытием, подвергнутым диффузионному отжигу.

Способ контактно-реактивной пайки может найти применение на любом заводе, H3Iотавливающем быстрорежущий и твердосплавный инструмент.

Способ контактно-реактивной пайки обеспечивает при пайке пластинок из ТЗОК4 толщиной до 3 мм более качественное паяное соединение эа счет торможения растворимости кобальта в меди в присутствии цинка и более низкой температуры (1020-1040 С) пайки.