RU2030268C1 - Flux for low-temperature soldering of aluminium and its alloys - Google Patents
Flux for low-temperature soldering of aluminium and its alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030268C1 RU2030268C1 SU5020863A RU2030268C1 RU 2030268 C1 RU2030268 C1 RU 2030268C1 SU 5020863 A SU5020863 A SU 5020863A RU 2030268 C1 RU2030268 C1 RU 2030268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chloride
- bromide
- iodide
- flux
- aluminum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к низкотемпературной пайке, в частности к составам флюса для пайки труднопаяемых легких металлов и сплавов, таких как алюминий и сплавы на его основе, и может быть использовано в приборостроении, в радиоэлектронной промышленности, машиностроении, космической технике. The invention relates to low-temperature soldering, in particular, to flux compositions for brazing difficult to solder light metals and alloys, such as aluminum and alloys based on it, and can be used in instrumentation, in the electronics industry, mechanical engineering, space technology.
Главным препятствием для пайки легких металлов и сплавов на основе алюминия является высокая химическая и термодинамическая стойкость окислов. The main obstacle to brazing light metals and aluminum-based alloys is the high chemical and thermodynamic resistance of oxides.
Для восстановления этих окислов практически отсутствуют газовые среды, а их диссоциация в вакууме требует разрежения свыше 10-27 мм рт.ст. Поскольку температура плавления этих окислов выше 2000оС, то для их удаления при температуре ниже температуры плавления паяемого материала необходимы активные химические реакции, для чего используют различные составы расплавленных солей.To reduce these oxides, there are practically no gaseous media, and their dissociation in vacuum requires a vacuum of more than 10 -27 mm Hg. Since the melting point of oxides of above 2000 C, then to remove them at a temperature below the melting point of the soldered material requires active chemical reactions, which use different compositions of molten salts.
Известен флюс для пайки алюминия и его сплавов, содержащий хлористый калий, хлористый литий, фтористый натрий, хлористый кадмий и хлористое олово при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хлористый калий 43-47 Хлористый литий 36-40 Фтористый натрий 9-11 Хлористый кадмий 3,5-4,5 Хлористое олово 2,5-3,5 [1]. Known flux for brazing aluminum and its alloys, containing potassium chloride, lithium chloride, sodium fluoride, cadmium chloride and tin chloride in the following ratio of components, wt.%: Potassium chloride 43-47 Lithium chloride 36-40 Sodium fluoride 9-11 Cadmium chloride 3.5-4.5 Tin chloride 2.5-3.5 [1].
Известен также флюс для пайки алюминия с медью, содержащей хлористое олово, хлористый аммоний, фтористый натрий, алюмолитиевый гидрид и кремнефтористый свинец при следующем содержании компонентов, мас.%: Хлористое олово 70-74 Хлористый аммоний 8-16 Фтористый натрий 3-5 Алюмолитиевый гидрид 5-9 Кремнефтористый свинец 4-6 [2]. Also known is a flux for brazing aluminum with copper containing tin chloride, ammonium chloride, sodium fluoride, lithium aluminum hydride and lead silicofluoride in the following components, wt.%: Tin chloride 70-74 Ammonium chloride 8-16 Sodium fluoride 3-5 Aluminum aluminide hydride 5-9 Fluorosilicate lead 4-6 [2].
Недостатком известных флюсов является то, что они не обеспечивают защиты паяемого металла или сплава и припоя от окисления, так как в процессе пайки под действием температуры во флюсе происходит химическая реакция, при которой часть компонентов флюса (кремнефтористый свинец и хлористое олово) расходуется полностью или частично, флюс теряет способность сохранять покровное действие до конца пайки, что приводит к снижению механической прочности паяльного соединения за счет появления в них пористости и непропаев. A disadvantage of the known fluxes is that they do not protect the brazed metal or alloy and solder from oxidation, since during the soldering process under the influence of temperature, a chemical reaction occurs in the flux, in which part of the flux components (silicofluoride and tin chloride) are consumed in whole or in part , the flux loses its ability to maintain a coating effect until the end of soldering, which leads to a decrease in the mechanical strength of the solder joint due to the appearance of porosity and non-solder in them.
Кроме того, температурный интервал активности этих флюсов находится выше 250оС, что не позволяет применять их для пайки низкоплавкими (до 250оС) припоями.Furthermore, the temperature range of the activity of these fluxes is higher than 250 C, which prevents their use for brazing low melting (250 ° C) solder.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому флюсу является флюс для низкотемпературной пайки алюминия мягким припоем, содержащий хлорид тяжелого металла, например цинка, олова, или их смесь, галогенид аммония (хлорид или бромид) или щелочного металла (хлорид или бромид лития, хлорид или бромид натрия, хлорид калия), фторсодержащее соединение аммония (фторид или бифторид аммония) или щелочного металла (фторид лития или натрия, или калия; бифторид калия) и галоидное соединение серебра, выбранное из группы соединений - хлорид, бромид или иодид серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид цинка или хлорид олова 60-90
Галогенид аммония
и/или галогенид щелочного металла 2-25
Фторид аммония
и/или фторид щелоч- ного металла 1-20 Галогенид серебра 0,5-20 [3].The closest in technical essence and the achieved result to the proposed flux is a flux for low-temperature brazing of aluminum with soft solder containing chloride of a heavy metal, such as zinc, tin, or a mixture thereof, ammonium halide (chloride or bromide) or alkali metal (chloride or lithium bromide, sodium chloride or bromide, potassium chloride), a fluorine-containing compound of ammonium (fluoride or ammonium bifluoride) or an alkali metal (lithium or sodium or potassium fluoride; potassium bifluoride) and a silver halide selected from PP compounds - chloride, bromide or silver iodide in the following ratio of components, wt.%:
Zinc Chloride or Tin Chloride 60-90
Ammonium halide
and / or alkali metal halide 2-25
Ammonium fluoride
and / or alkali metal fluoride 1-20 Silver halide 0.5-20 [3].
Данный флюс состоит из многокомпонентной солевой смеси, при нагревании которой образуются низкоплавкие эвтектики хлоридов тяжелых металлов, аммония или серебра. Температурный интервал флюсующей активности флюса находится в пределах 160-200оС.This flux consists of a multicomponent salt mixture, upon heating of which low-melting eutectics of chlorides of heavy metals, ammonium or silver are formed. The temperature range of the fluxing activity of the flux is in the range of 160-200 about C.
Во время пайки при контакте алюминия с флюсом на поверхности паяемого металла происходит реакция вытеснения из флюса легкоплавких тяжелых металлов и серебра. During brazing, when aluminum contacts the flux on the surface of the brazed metal, a reaction of displacement of fusible heavy metals and silver from the flux occurs.
В результате такого контактного обмена окисная пленка алюминия разрушается и на его поверхности образуется защитное покрытие из легкоплавких тяжелых металлов, легированных серебром. As a result of such contact exchange, the aluminum oxide film is destroyed and a protective coating of fusible heavy metals doped with silver is formed on its surface.
Недостатком известного флюса является то, что согласно реакциям вытеснения в процессе пайки происходит расходование хлоридов цинка, олова и галогенидов серебра, в связи с чем флюс из низкоплавкого превращается в тугоплавкий. Спаиваемые детали в месте контакта с тугоплавким флюсом покрываются твердой солевой коркой, не способной защитить поверхность алюминия и припоя от контакта с воздухом и предотвратить их окисление. Флюс утрачивает способность сохранять покровное действие до конца пайки, что приводит к повышению пористости и снижает его механическую прочность. A disadvantage of the known flux is that, according to the displacement reactions during the soldering process, zinc chlorides, tin and silver halides are consumed, and therefore the flux from low melting point turns into refractory. The soldered parts at the point of contact with the refractory flux are coated with a hard salt crust, which is not able to protect the surface of aluminum and solder from contact with air and prevent their oxidation. The flux loses its ability to maintain a coating effect until the end of soldering, which leads to an increase in porosity and reduces its mechanical strength.
Кроме того, дефицитность галогенидов серебра приводит к увеличению стоимости флюса, а наличие в его составе фторидов аммония и фторидов щелочных металлов обуславливает их высокую токсичность и необходимость обезвреживания промывных вод после промывки спаянных деталей от остатков солей. In addition, the deficiency of silver halides leads to an increase in the cost of flux, and the presence of ammonium fluorides and alkali metal fluorides in its composition causes their high toxicity and the need to neutralize the washings after washing the soldered parts from salt residues.
Цель изобретения - повышение механической прочности паяного соединения за счет сохранения покровного действия флюса до конца пайки и улучшения растекаемости припоя. The purpose of the invention is to increase the mechanical strength of the solder joint by maintaining the coating action of the flux until the end of the soldering and improve the solder flowability.
Поставленная цель достигается тем, что известный флюс для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов, содержащий хлорид или бромид или иодид щелочного металла, и/или аммония, хлорид или бромид или иодид цинка, олова, дополнительно содержит хлорид или бромид или иодид кадмия, сурьмы и алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид или бромид
или иодид щелочного
металла и/или аммония 5,0-24,0
Хлорид или бромид, или иодид цинка 0,075-12,40
Хлорид или бромид, или иодид олова 0,375-62,20
Хлорид или бромид, или иодид кадмия 0,025-4,20
Хлорид или бромид, или иодид сурьмы 0,025-4,20
Хлорид или бромид, или иодид алюминия 12-75,5
Введение в предлагаемый флюс хлорида или бромида или иодида алюминия обеспечивает совместно с хлоридом или бромидом или иодидом щелочных металлов (лития, натрия, калия) или аммония образование низкоплавкой солевой пленки, защищающей поверхность алюминия и его сплавов от окисления. При этом низкоплавкая солевая пленка не вступает в химическую реакцию с поверхностью алюминия и его сплавов, что обеспечивает сохранение покровного действия флюса до конца пайки и повышение механической прочности паяного соединения.This goal is achieved in that the known flux for low-temperature brazing of aluminum and its alloys, containing chloride or bromide or alkali metal iodide and / or ammonium, chloride or bromide or zinc, tin iodide, additionally contains chloride or bromide or cadmium iodide, antimony and aluminum in the following ratio of components, wt.%:
Chloride or Bromide
or alkaline iodide
metal and / or ammonium 5.0-24.0
Chloride or bromide or zinc iodide 0.075-12.40
Chloride or bromide or tin iodide 0.375-62.20
Chloride or bromide or cadmium iodide 0.025-4.20
Chloride or bromide or antimony iodide 0.025-4.20
Chloride or bromide or aluminum iodide 12-75.5
The introduction of the proposed flux of aluminum chloride or bromide or iodide together with chloride or bromide or iodide of alkali metals (lithium, sodium, potassium) or ammonium forms a low-melting salt film that protects the surface of aluminum and its alloys from oxidation. In this case, the low-melting salt film does not enter into a chemical reaction with the surface of aluminum and its alloys, which ensures the preservation of the flux coating action until the end of soldering and an increase in the mechanical strength of the soldered joint.
Введение в состав флюса хлорида или бромида или иодида кадмия и/или сурьмы, являющихся солями тяжелых металлов, совместно с такими солями тяжелых металлов как хлорид или бромид, или иодид цинка, и/или олова обеспечивает не только очистку поверхности алюминия и его сплавов от окислов за счет реакции контактного обмена, в результате которой происходит разрушение окисной пленки алюминия с образованием защитного покрытия из легкоплавких тяжелых металлов, но и способствует улучшению растекаемости припоя по его поверхности, что исключает порообразование и непропаи и также обеспечивает повышение механической прочности паяного соединения. The introduction of cadmium chloride and / or antimony chloride or bromide or iodide into the flux, which are salts of heavy metals, together with such salts of heavy metals as chloride or bromide, or zinc and / or tin iodide, provides not only the cleaning of the surface of aluminum and its alloys from oxides due to the contact exchange reaction, which results in the destruction of the aluminum oxide film with the formation of a protective coating of low-melting heavy metals, but also improves the solder spreadability on its surface, which eliminates the pore and nepropai formation and also enhances the mechanical strength of the solder joint.
Кроме того, предлагаемый флюс не содержит дефицитных соединений. In addition, the proposed flux does not contain deficient compounds.
В лабораторных условиях осуществлялась пайка алюминия марки Д-16 с помощью предлагаемого флюса. Для этого с каждым из защищаемых галогенов готовились составы, содержащие защищаемые соотношения компонентов (см. табл. 1-3). In laboratory conditions, the soldering of aluminum grade D-16 was carried out using the proposed flux. For this, with each of the protected halogens, compositions were prepared containing protected ratios of the components (see tab. 1-3).
Для приготовления каждого из составов предлагаемого флюса для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов берут навески хлорида (примеры 1-7), или бромида (примеры 10-17), или иодида (примеры 19-15) защищаемых компонентов, помещают их в фарфоровый стакан, перемешивают и нагревают до полного расплавления солей, затем охлаждают и используют как флюс. To prepare each of the compositions of the proposed flux for low-temperature brazing of aluminum and its alloys, weighed portions of chloride (examples 1-7), or bromide (examples 10-17), or iodide (examples 19-15) of the protected components are placed in a porcelain cup, mix and heat until the salts completely melt, then cool and use as a flux.
Для получения сравнительных данных готовился флюс (примеры 8, 9, 18, 26, 27) по заявке Великобритании N 1582670, взятой за прототип. To obtain comparative data, a flux was prepared (examples 8, 9, 18, 26, 27) according to the application of Great Britain N 1582670, taken as a prototype.
После осуществления пайки алюминия во всех примерах, в том числе и в прототипе, определялась прочность соединения припоя ПОС-40 с паяемой поверхностью и площадь растекания припоя ПОС-40 (навеска 0,3 г) при 230оС (см. табл. 4).After brazing of aluminum in all instances, including the prototype, determined PIC 40-bond strength of the solder soldered to the surface area and the spreading solder POS-40 (weighed 0.3 g) at 230 C. (see. Table. 4) .
Как видно из приведенных примеров, механическая прочность паяного соединения при использовании предлагаемого флюса по сравнению с механической прочностью паяного соединения при использовании известного флюса, взятого за прототип, повышается в 1,5-2 раза, а растекаемость припоя увеличивается также в 1,5-2 раза. As can be seen from the above examples, the mechanical strength of the solder joint when using the proposed flux compared with the mechanical strength of the solder joint when using the known flux taken as a prototype, increases by 1.5-2 times, and the spreadability of the solder also increases by 1.5-2 times.
Использование предлагаемого флюса для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов позволяет по сравнению с известным флюсом, взятым за прототип, повысить механическую прочность паяного соединения за счет сохранения покровного действия флюса до конца пайки и улучшения растекаемости припоя, а также исключить использование дорогостоящих и токсичных соединений. Using the proposed flux for low-temperature brazing of aluminum and its alloys allows, in comparison with the known flux taken as a prototype, to increase the mechanical strength of the soldered joint by maintaining the coating action of the flux until the end of brazing and improving the solder flowability, as well as to exclude the use of expensive and toxic compounds.
Claims (1)
Хлорид, или бромид, или иодид щелочного металла и/или аммония - 5,0 - 24,0
Хлорид, или бромид, или иодид цинка - 0,075 - 12,40
Хлорид, или бромид, или иодид олова - 0,375 - 62,20
Хлорид, или бромид, или иодид кадмия - 0,025 - 4,20
Хлорид, или бромид, или иодид сурьмы - 0,025 - 4,20
Хлорид, или бромид, или иодид алюминия - 12,0 - 75,5Flux for low temperature brazing of aluminum and its alloys containing chloride or bromide or alkali metal and / or ammonium iodide, chloride or bromide or zinc and tin iodide, characterized in that the flux additionally contains chloride, or bromide, or cadmium iodide , antimony and aluminum in the following ratio of components, wt.%:
Chloride or bromide or iodide of an alkali metal and / or ammonium - 5.0 - 24.0
Chloride, or bromide, or zinc iodide - 0.075 - 12.40
Chloride, or bromide, or tin iodide - 0.375 - 62.20
Chloride or bromide or cadmium iodide - 0.025 - 4.20
Chloride or bromide or antimony iodide - 0.025 - 4.20
Chloride, or bromide, or aluminum iodide - 12.0 - 75.5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5020863 RU2030268C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Flux for low-temperature soldering of aluminium and its alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5020863 RU2030268C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Flux for low-temperature soldering of aluminium and its alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2030268C1 true RU2030268C1 (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=21593751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5020863 RU2030268C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Flux for low-temperature soldering of aluminium and its alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2030268C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182059C2 (en) * | 1996-09-11 | 2002-05-10 | Солвей Флуор унд Деривате ГмбХ | Method of aluminum soldering, flux containing no solder and ready mixture for flux |
| RU2217272C2 (en) * | 1998-03-25 | 2003-11-27 | Солвей Флуор унд Деривате ГмбХ | Method for soldering aluminum and its alloys, flux for soldering aluminum and its alloys (variants) |
| RU2230642C1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-06-20 | ОАО "НИИ Приборостроения им. В.В. Тихомирова" | Method for making wave guide-distribution systems of aluminum alloys |
| RU2243865C2 (en) * | 1999-06-02 | 2005-01-10 | Зольвай Флуор Унд Деривате Гмбх | Parts with aluminum-silicon alloy coating |
| RU2280548C1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-07-27 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Flux for low temperature soldering of aluminum and its alloys |
| RU2455140C1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of making flux for soldering aluminium and its alloys |
| RU2528939C2 (en) * | 2008-11-25 | 2014-09-20 | Солвей Флуор Гмбх | Anticorrosion flux |
-
1992
- 1992-01-04 RU SU5020863 patent/RU2030268C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 192605, кл. B 23K 35/363, 1967. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1444115, кл. B 23K 35/363, 1988. * |
| 3. Заявка Великобритании N 1582670, кл. B 23K 35/362, 1981. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182059C2 (en) * | 1996-09-11 | 2002-05-10 | Солвей Флуор унд Деривате ГмбХ | Method of aluminum soldering, flux containing no solder and ready mixture for flux |
| RU2217272C2 (en) * | 1998-03-25 | 2003-11-27 | Солвей Флуор унд Деривате ГмбХ | Method for soldering aluminum and its alloys, flux for soldering aluminum and its alloys (variants) |
| RU2243865C2 (en) * | 1999-06-02 | 2005-01-10 | Зольвай Флуор Унд Деривате Гмбх | Parts with aluminum-silicon alloy coating |
| RU2230642C1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-06-20 | ОАО "НИИ Приборостроения им. В.В. Тихомирова" | Method for making wave guide-distribution systems of aluminum alloys |
| RU2280548C1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-07-27 | Виталий Евгеньевич Дьяков | Flux for low temperature soldering of aluminum and its alloys |
| RU2528939C2 (en) * | 2008-11-25 | 2014-09-20 | Солвей Флуор Гмбх | Anticorrosion flux |
| RU2455140C1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of making flux for soldering aluminium and its alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0810057B1 (en) | Brazing flux | |
| RU2030268C1 (en) | Flux for low-temperature soldering of aluminium and its alloys | |
| US2493372A (en) | Brazing flux composition | |
| US4643348A (en) | Brazing method for aluminum parts | |
| JPS58132394A (en) | Flux for brazing | |
| US4224086A (en) | Dip brazing flux | |
| US4151016A (en) | Single component brazing paste | |
| US2817894A (en) | Soldering flux composition and method of soldering with same | |
| US2172979A (en) | Soldering agent | |
| US2817893A (en) | Soldering flux composition | |
| US4204889A (en) | Soft soldering of aluminium | |
| US2829078A (en) | Flux composition | |
| US2498199A (en) | Low melting flux | |
| US3321829A (en) | Brazing flux and method of brazing with same | |
| KR100369963B1 (en) | Flux for low temperature welding | |
| US2818041A (en) | Cored solder | |
| US3175933A (en) | Brazing flux | |
| SU1637987A1 (en) | Flux for soldering copper alloys with aluminium alloys | |
| KR100337498B1 (en) | Lead-Free Alloys for Soldering | |
| KR100337497B1 (en) | Lead-Free Alloys for Soldering | |
| US2723928A (en) | Soldering composition for aluminum | |
| JPH0450112B2 (en) | ||
| SU715264A1 (en) | Flux for soldering and welding | |
| SU1599172A1 (en) | Flux for brazing copper and nickel alloys | |
| JPS62110896A (en) | Brazing method for aluminum or alloy thereof |