ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА
SILVER-BASE SOLDER

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра и может быть использовано в ювелирной промышленности, электронике, электротехнике и приборостроении.
Известен припой на основе серебра, предназначенный для пайки в диапазоне температур 620-640°C и используемый для получения неразъемных изделий (Лашко Н.Ф. Пайка металлов / Н.Ф. Лашко, С.В. Лашко. - М.: «Машиностроение», 1967. - С.211), содержащий, мас.%:
Серебро
64,5÷65,5;
Кадмий
34÷36
Данный припой имеет пониженную температуру пайки, высокую жидкотекучесть. Однако существенным недостатком данного припоя является содержание в нем кадмия. Соединения кадмия очень токсичны, оказывают вредные воздействия на организм человека и вызывают профессиональные заболевания, что создает определенные трудности при изготовлении и применении данного припоя на производстве, предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и, в конечном итоге, снижает технологические возможности использования данного припоя.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является припой на основе серебра марки ПСр 65 (ГОСТ 19738-74 - Припои серебряные. Марки), содержащий, мас.%:
Серебро
64,5÷65,5;
Медь
19,5÷20,5;
Цинк
Остальное
Данный сплав принят в качестве прототипа.
К основным недостаткам данного сплава следует отнести повышенную температуру плавления 695÷722°C и низкую жидкотекучесть, что ограничивают область применения данного сплава для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.
Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение технологических возможностей использования припоя.
Технический результат достигается тем, что припой на основе серебра содержащий медь и цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Серебро
64,5÷65,5;
Медь
19,5÷20,5;
Индий
3,0÷5,0;
Цинк
Остальное
Общим для известного и заявляемого припойных сплавов на основе серебра является наличие в сплаве, мас.% в пределах серебра - 64,5÷65,5 и меди - 19,5÷20,5.
Отличие от припойного сплава-прототипа заключается в дополнительном введении в заявляемый припойный сплав индия. Соединения индия практически безвредны для организма человека, что существенно снижает трудности при изготовлении и использовании данного припоя на производстве, не предъявляет повышенные требования к производственной безопасности и, этим самым, расширяет технологические возможности применении данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.
Оптимальное содержание индия в припойном сплаве установлено опытным путем. Добавка индия в количестве 3,0÷5,0 мас.% снижает температуру расплава, повышает его жидкотекучесть и пластичность, что значительно улучшает технологические условия пайки. Дальнейшее увеличение содержания индия в составе припойного сплава снижает его растворимость в твердом растворе системы Ag-Cu-In и при увеличении содержания индия свыше 5,0% приводит к образованию интерметаллидов, что вызывает резкое повышение прочности сплава, падение пластичности и жидкотекучести. В свою очередь снижение содержания индия ниже 3,0% повышает температуру пайки и затрудняет использование данного припоя при пайке ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике, т.е. уменьшает технологические возможности применения данного припоя.
Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Дополнительное введение индия в состав в заявляемого припойного сплава на основе серебра, содержащего медь и цинк, обеспечивает расширение технологических возможностей использования припоя для пайки и лужение ювелирных изделий и деталей, применяемых в электронике.
Для получения предложенного припоя были приготовлены композиции, химический состав и свойства которых в сопоставлении с известным припоем приведены в табл.1.
Таблица 1
№ п/п
Припой
Содержание компонентов, мас.%
Температура плавления максимальная, °C
Жидкотекучесть
Серебро
Медь
Цинк
Индий
1
С содержанием In<3,0%
65,0
20,0
13,0
2,0
684
уд.
2
Предложенный
65,0
20,0
12,0
3,0
672
хор
3
65,0
20,0
11,0
4,0
658
хор
4
65,0
20,0
10,0
5,0
646
хор
5
С содержанием In>5,0%
65,0
20,0
9,0
6,0
636
уд.
6
Известный
65,0
20,0
15,0
-
722
уд.
Как видно из таблицы, заявляемый припойный сплав с различным химическим составом в заявленном диапазоне соотношения компонентов (сплавы №№2-4) по сравнению с известным, благодаря оптимальному сочетанию в сплаве компонентов в указанном количественном соотношении, обладает более низкой температурой плавления - 646÷672°C и оптимальной жидкотеку честью.
Таким образом, применение заявляемого припойного сплава по сравнению с прототипом расширяет технологические возможности применения данного припоя, в том числе для изготовления изделий с требуемыми потребительскими свойствами, ориентированными на мировой рынок.