Флюс для низкотемпературной пайки медных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 23 К 35/363

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862973/08 (22) 29.08.90 (46) 30,09,92. Бюл. № 36 (71) Институт физико-органической химии

АН БССР и Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт (72) Б.Г.Ударов, B,А.Ковтун, Э.Н.Мануков, Л,В.Изотова, А.И,Ламоткин, В,И.Талапин и

А.Л,Перцовский (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 453269, кл. В 23 К 35/363, 1973, Авторское свидетельство СССР

¹1489955, кл. В 23 К 35/363, 1987, Авторское свидетельство СССР

N 1552490, кл. В 23 К 35/363, 1988, Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к флюсам для припекания порошковой композиции к подложке, и может быть использовано для получения покрытий из порошковых композиций на основе меди путем их электроконтактного припекания к медной подложке.

В процессе получения покрытия из порошковой композиции путем электроконтактного припекания ее к медной подложке на нее наносится флюс, который предназначен для очистки медных поверхностей от окислов в момент контактного плавления и предотвращения пережога компонентов порошковой композиции.

Для достижения требуемого качества покрытия флюс должен эффективно смачивать частицы порошка и подложки, фиксировать порошковый материал на подложке и не образовывать значительного количества Й2» 1764913 А1 (54) ФЛЮС ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ

ПАЙКИ МЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование; получение покрытий из порошковых композиций на основе меди путем их электроконтактного припекания к медной подложке. Сущность изобретения: флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. о/; модифицированная карбамидом, простым олигоэфиром и аммонием бромистым терпено-малеиновая смола 40-60; этиловый спирт 60-40, " табл. газообразных продуктов в процессе контактного сплавления электрическим током порошковой композиции и подложки.

Цель изобретения — повышение флюсующей активности при пайке, эксплуатационной стойкости и прочности сцепления покрытия из порошковой композиции с подложкой при спекании.

Цель достигается тем, что флюс для низкотемпературной пайки медных материалов, содержащий модифицированную терпено-малеиновую смолу и спирт в качестве смолы содержит терпено-малеиновую смолу, модифицированную карбамидом, простым олигоэфиром и аммонием бромистым, а в качестве спирта — этиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас. :

1764913

55

Терпено-малеиновая смола, модифицированная карбамидом, простым олигоэфиром и аммонием бромистым — 40 — 60;

Этиловый спирт — Остальное.

Термическую обработку терпено-малеиновой смолы карбамидом, простым олигоэфиром и аммонием бромистым осуществляют путем нагревания ее в присутствие этих модификаторов до температуры

160+.5 С и последующей выдержки смеси при этой температуре и непрерывном перемешивании в течение 5 — 10 мин.

Пример1. 58 г(58 мас.%) терпено-малеиновой смолы (ТУ ОП 13/42-0309-31-88), -,—,-;. -11,0 г (11,0 мас. /) карбамида (ГОСТ 669177), 28,5 г (28,5 мас,%), лапрола 402-2-100 (TY

6-05-1986-85) и 2,5 г (2,5 мас. ) аммония

6ромистого (ГОСТ 19275-73) загружают в реактор, снабженный мешалкой и термометром. Смесь нагревают до 110 С, после чего приводят в действие мешалку, нагревают смесь до 160 С и выдерживают при этой температуре при перемешивании 5 мин, затем сливают продукт в тару, Получают 98,5

r продукта, представляющего собой густую прозрачную жидкость желтого цвета б

1,1105 г/см .

Пример 2. Отличается от примера 1 только тем, что смесь выдерживают при

155 С в течение 10 мин, Пример 3. Отличается от примера 1 только тем, что смесь выдерживают при

165 C: в течение 10 мин.

Заявляемый флюс получают растворением продукта термической обработки терпено-малеиновой смолы, полученной по . -. примеру 1,2 или 3 в этиловом спирте (ГОСТ

17299-78), Флюс по прототипу получают по известной методике смешением при 115 С 94,0

r (94,0 мас,%) терпено-малеиновой смолы, модифицированной аминоспиртами, и 6,0 г

- (6,0 мас,%) глицерина (ГОСТ 6559-72) в течение 5 мин.

Активность флюса оценивают по растекаемости припоя ПОС-61 на медной поверхности при 250 -5 С. Растекаемость рассчитывают как отношение площади растекания припоя под действием заявляемого флюса к площади растекания припоя под действием 20 -ного раствора канифоля сосновой марки А (ГОСТ 19113-84) в этиловом спирте.

Качество покрытия из порошковой композиции определяли по таким показателям, KGK срок службы, прочность сцепления с подложкой, интенсивность изнашивания.

Нанесение покрытия на подложку осуществляли на установке, выполненной на базе машины контактной сварки методом электроконтактного спекания. В качестве подложки использовали медную ленту марки ДПРНМ вЂ” 0,2 х 15 НДМЗ ГОСТ 1173-77, а в качестве покрытия — порошковую композицию системы "медь-омедненный графит", представляющую собой смесь медного порошка ПМС-1 (ГОСТ 4960-75) и гранул омедненного графита марки ГМП. На поверхность медной ленты с помощью скребко-щеточной системы наносили слой флюса, Далее наносили слой порошковой композиции "медь-омедненный графит" и формировали по толщине, Затем медную ленту с нанесенным порошковым слоем помещали двумя роликовыми электродами диаметром 200 мм и шириной 16 мм, сжимаемыми с помощью пневмоцилиндров, и прокатывали с пропусканием электрического тока при сжатии, в результате чего осуществляли спекание порошкового слоя и его припекания к медной ленте.

Срок службы покрытия определяли по результатам испытания коллекторных пластин, изготовленных из ленточного материала с нанесенным методом электроконтактного спекания покрытием. Коллекторные пластины устанавливали в щеточно-коллекторные узлы электродвигателей типа МП-3-003 и МП-3004 при создаваемом номинальном вращающем моменте 1,0 мНм, Прочность сцепления с подложкой определяли по

ГОСТ 10885-75. Интенсивность изнашивания покрытия из порошковой композиции определяли на машине CM Т-1 по схеме вал — частичный вкладыш при нагрузке 200 кПа и скорости скольжения 1 м/с. Материалом контртела служила сталь 45 с твердостью

НРС 44.

Состав флюсов, их активность и показатели качества полученного покрытия приведены в таблице.

Из таблицы видно, что лучшими являются образцы заявляемого флюса 1 — 6, обеспечивающие получение качественного покрытия. При использовании заявляемого флюса по сравнению с прототипом достигается получение покрытия характеризующегося почти в двое большим сроком службы.

В 1,4 раза возрастает прочность сцепления с подложкой и в 4 раза снижается интенсивность изнашивания покрытия. Оптимальное количество продукта термической обработки терпено-малеиновой смолы во флюсе составляет от 40 до 60 мас.% (примеры 1 — 6).

Увеличение количества используемого в заявленном решении продукта термической обработки терпено-малеиновой смолы

1764913

Остальное

Состав флюсов, мас.

Показатели качества покрытия из порошковой композиции "медь-омедненный га ит"

Активность флюса по меди

Пример

Подукт термической обработки терпено-малеиновой смолы карбамидом, лапролом 402-2100 и NH4Br по п име ам

Интенсивйос изнашивания, мг/ч

Этиловый спирт

Срок службы, ч прочность сцепления с подложкой, МПа

1 2 3

Известный (аналог) Известный и ототип

1,8

1,9

165-170

4,6

235-240

240-245

240-245

235-240

245-250

240-250

210-220

180-185

125-220

180-185

1,2

1,14

1,1

1,2

1,1

1,1

1,16

2,9

1,2

3,1

2,0

2,0

2,1

2,1

2,2

2,1

1,9

1,8

2,2

2,2

132

136

134

137

136

128

94

129

61

61

39

40

2

4

6

8

10

60

40

61

Составитель Б. Ударов

Редактор Е. Егорова Техред М.Моргентал Корректор Н, Бучок

Заказ 3340 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 сверх 60 мас. (пример 9, 10) приводит к ухудшению показателей качества покрытия из порошковой композиции: уменьшению срока службы покрытия, прочности сцепления с подложкой и повышению интенсивности изнашивания вследствие ухудшения условий формирования покрытия.

Использование продукта термической обработки терпено-малеиновой смолы в количествах меньших оптимальных значений (примеры 7,8) сопровождается ухудшением показателей качества покрытия.

Таким образом, применение заявляемого изобретения позволит повысить качество получаемого покрытия и обеспечить требуемые свойства изготовляемых покрытий из порошковой композиции, Формула изобретения

Флюс для низкотемпературной пайки медных материалов, содержащий модифицированную терпено-малеиновую смолу и спирт, отличающийся тем, что, с целью повышения флюсующей активности при пайке, эксплуатационной стойкости и проч5 ности сцепления покрытия из порошковой композиции с подложкой при спекании, он содержит терпено-малеиновую смолу, модифицированную карбамидом, простым олигоэфиром и бромистым аммонием, в

10 качестве спирта — этиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.

Терпено-малеиновая смола, модифицирован15 ная карбамидом, простым олигоэфиром, бромистым аммонием 40-60;

Этиловый

20 спирт