Способ пайки керамики с металлами и неметаллами

 

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам контактно-реактивной пайки, и позволяет повысить работоспособность паяных изделий за счет снижения температуры нагрева при пайке и изменения пр.оцессов контактного плавления компонентов припоя. Между паяемыми поверхностями деталей размещают слои припоя, состоящие из меди, титана и легкоплавкого металла, выбираемого из группы: олово , свинец, индий и их сплавы, причем слой легкоплавкого металла помещают между слоями меди и титана. При нагреве деталей под пайку осуществляется контактное плавление медь - легкоплавкий металл (олово, свинец, индий или их сплавы) с образованием жидкой фазы, в которой происходит растворение оставшегося количества меди, а затем и титана. Полное расплавление припоя достигается ниже температуры контактного плавления медь - титан. Данные способ позволяет довести прочность соединений при виброи ударных нагрузках до уровня прочности керамики . (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3705463/25-2g (22) 01.03.84 (46) 30,09,86. Бюл, Ф 36 (71) Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения (72) А.А.Чуларис, В.И.Балакин и О.Ф.Кольцова (53) 62 1.791.3(088.8) (56) Патент США У 3382052, кл. 29194, 1968.

Авторское свидетельство СССР

В 682331, кл. В 23 К 1/20, 1974. (54) СПОСОБ ПАЙКИ КЕРАМИКИ С МЕТАЛЛАМИ И НЕМЕТАЛЛАМИ (57) Изобретение относится к области пайки, в частности к способам контактно-реактивной пайки, и позволяет повысить работоспособность паяных изделий за счет снижения температуры нагрева при пайке и изменения процес„„SU„12601 4 AI сов контактного плавления компонентов припоя. Между паяемыми поверхностями деталей размещают слои припоя, состоящие из меди, титана и легкоплавкого металла, выбираемого из группы: олово, свинец, индий и их сплавы, причем слой легкоплавкого металла помещают между слоями меди и титана. При нагреве деталей под пайку осуществляется контактное плавление медь — легко" плавкий металл (олово, свинец, индий или их сплавы) с образованием жидкой фазы, в которой происходит растворение оставшегося количества меди, а затем и титана. Полное расплавление припоя достигается ниже температуры контактного плавления медь — титан.

Данные способ позволяет довести прочность соединений при вибро- и ударных нагрузках до уровня прочности керами.ки.

12601

Изобретение относится к пайке, в частности к способам контактно-реактивной пайки с послойным введением компонентов припоя, и может быть использовано при пайке керамики с металлами и неметаллами.

Цель изобретения — повышение работоспособности паяных иэделий путем снижения температуры нагрева при пайке и изменения процессов контактного плавления компонентов припоя.

Способ осуществляют следующим образом.

Между паяемыми поверхностями деталеи размещают слои припоя, состоящие 15 иэ меди, титана и легкоплавкого металла, выбираемого из группы; олово, свинец, .индий и их сплавы, причем слой легкоплавкогд металла помещают между слоями меди и титана. Детали поджимают и производят нагрев вьппе температуры полного расплавления припоя в результате контактных реакций.

После выдержки, обеспечивающей смачивание паяемых поверхностей припоем, производят охлаждение изделий до комнатной температуры.

При нагреве деталей под пайку происходят следующие процессы. При достижении температуры контактного 30 плавления медь — легкоплавкий металл в зоне пайки между слоями меди и титана образуется жидкая прослойка. При дальнейшем нагреве происходит растворение меди в этой прослойке, а затем и титана, Полное расплавление припоя достигается ниже температуры контактного плавления пары медь — титан, при этом активность образовавшегося припоя отличается от активности 4g расплава заранее выплавленного припоя того же состава и активности эвтектики медь — титан. Полученный расплав обеспечивает хорошее смачивание керамики и не изменяет свойств керамики, 45 исключая черезмерное взаимоцействие титана с керамикой.

Пример 1. При пайке корпуса электровакуумного прибора соединяют алюмооксидную керамику 22ХС с коваром о

29НК. Между керамикой и коваром закладывают многослойную фольгу с соотношением толщин входящих материалов, позволяющим получить при расплавлении припой состава, 7: медь 80, олово 10, 55 титан 5, индий 5 и с расположением слоев олова и индия между медью и титаном. Кольцо из керамики 22ХС и ос24 2 нование из ковара 29НК собирают в приспособлении, нагревают в вакууме до 860 С и дают иэотермическую выдержку в течение 3 мин. После этого паяные узлы охлаждают с печью, Кроме вибро- и ударопрочности эти образцы обладают вакуумной плотностью, Пример 2. Для акселерометров, выполненных конструктивно по двухпроводной схеме, паяют алюмооксидную керамику 22ХС с пьезокерамикой на основе твердого раствора цирконата-титаната свинца ЦТС-83Г. Между керамическими деталями закладывают многослойную фольгу с соотношением . толщин металлов, позволяющим получить при контактном плавлении припой состана, : медь 80, олово 10, титан 5, свинец 5 и с расположением слоев олова и свинца между слоями меди и титана. Детали из керамики и многослойный припой собирают в приспособлении, нагревают в печи с защитной атмосфео рой аргона до 850 С, дают изотермическую выдержку 1 мин с последующим охлаждением паяного узла с печью. После вибрационных испытаний не разрушается ни один образец. При ударных испытаниях до разрушения установлено, что разрушение идет по пьезокерамике

ЦТС-83Г, а не по паяному шву.

Использование предлагаемого способа пайки керамики с металлами и неметаллами позволяет паять детали и узлы иэ керамик на различных основах с ", разными металлами и-неметаллами, снизить температуру пайки и время изотермической выдержки, довести прочность соединений при вибро- и ударных нагрузках до уровня прочности керамики, обеспечить необходимую вакуумную плотность, повысить качество паяных соединений, увеличив надежность и долговечность паяных узлов. о

Формула из о бр ет ения

Способ пайки керамики с металлами и неметаллами, при котором в паяльный зазор вводят послойно компоненты припоя, способные к контактному плавлению, преимущественно медь и титан, производят нагрев до температуры выше температуры полного расплавления прийоя и охлаждения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения работоспособности паяных изделий путем снижения температуры нагрева и изменения активности припоя, между

1260124 4 из группы: олово, свинец, индий и их сплавы. слоями меди и титана размещают слой легкоплавкого металла, выбираемого

Составитель Ф.Конопелько

Техред А.Кравчук Корректор Т.Колб

Редактор E.Êîï÷à

Заказ 5166/8 Тираж 1001 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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