Припой
Припой
Припой – материал, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. В качестве припоя применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и другие. Существуют и неметаллические припои. Припои бывают в виде гранул, прутков, проволоки, порошка, фольги и закладных деталей.
Пайку осуществляют с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке места соединения припой нагревают. Так как припой имеет температуру плавления значительно ниже, чем соединяемый металл, то он плавится, в то время как основной металл остаётся твёрдым. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла происходят различные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое. Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов (например, по температуре плавления), требуемой механической прочности спая, его коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя. Жидкотекучесть низкотемпературных припоев даёт возможность паять изделия сложной формы.
Припои принято делить на две группы:
- мягкие;
- твёрдые.
К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — выше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500 МПа.
Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС 10) до 90 % (ПОС 90), остальное свинец. Проводимость этих припоев составляет 9—15 % чистой меди. Температура плавления мягких припоев:
- ПОС 15 — 280 °C
- ПОС 25 — 260 °C
- ПОС 33 — 247 °C
- ПОС 40 — 238 °C
- ПОС 61 — 191 °C
- ПОС 90 — 220 °C.
Кроме этих составов в качестве мягких припоев используются также:
- сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения,
- оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике,
- оловянно-цинковые (ОЦ) для пайки алюминия,
- бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом медь, серебро, висмут и др. металлы.
Наиболее распространёнными твёрдыми припоями является медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) с различными добавками:
- ПСр 10 — 830 °С,
- ПСр 12 — 785 °С,
- ПСр 15 — 635 °С, состав: 15 % Ag; остальное Сu и Zn, плотность 8,3 Мг/м3.
- ПСр 25 — 765 °С,
- ПСр 45 — 720 °С, состав: 45 % Ag; остальное Сu и Zn, плотность 9,1 Мг/м3.
- ПСр 65 — 740 °С,
- ПСр 70 — 780 °С,
- ПМЦ 36 — 825 °С, состав: 36 % Сu; 64 % Zn, плотность 7,7 Мг/м3 .
- ПМЦ 42 — 833 °С,
- ПМЦ 51 — 870 °С,
- ПМЦ 54 — 860 °С, состав: 54 % Cu; 46 % Zn, плотность 8,3 Мг/м3.
- ПМТ 45 — 955 °С, состав: 49-52 % Сu; 1-3 % Fе; 0,7-0,1 % Si; 45-49,3 % Ti, плотность 6,02 Мг/м3.
Широкое распространение получили припои медно-фосфористые. К медно-фосфористым припоям относятся сплавы меди, фосфора, олова. Данные припои применяются при пайке меди, медных сплавов, серебра, чугуна, твердых сплавов.
Температуры плавления медно-фосфористых припоев:
- П81 — 660 °С
- П14 — 680 °С
- МФ7 — 820 °С
- П47 — 810 °С.
Серебряные припои имеют температуру плавления от 183 до 1133 град. С и представляют собой сплав: серебро-свинец-олово; серебро-свинец; серебро-медь; серебро-медь-цинк; серебро-медь-цинк-кадмий; и т.д.