Припои или на основе драгоценных металлов или содержащие их в своем составе, классифицируются на легкоплавкие (Тпл 1000 °С).
Академик К. К. Хренов так определяет процесс пайки металлов: «Пайка представляет собой процесс соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, посредством расплавленного присадочного металла, называемого припоем. В отличие от сварки плавлением в пайке отсутствует расплавление основного металла». Таким образом, припои — это металлы или сплавы, которые при пайке служат связкой, соединяющей части изделия, а пайка металлов припоем представляет собой процесс расплавления его, взаимной диффузии и образования металлической связи припоя и соединяемых металлов с последующей кристаллизацией припоя. Поэтому, качество паяного соединения зависит от примененного припоя. В связи с этим к припоям предъявляется ряд требований:
- 1) температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых материалов;
- 2) припой должен обладать хорошей жидкотекучестью, чтобы хорошо смачивать паяемые поверхности, проникать в малые зазоры и растекаться по ним;
- 3) припой должен за счет процесса взаимной диффузии образовывать с соединяемыми металлами как в жидком, так и в твердом состоянии сплав, обеспечивающий прочное соединение паяемых поверхностей металлов;
- 4) коррозионная стойкость припоя и соединяемых металлов должна быть примерно одинаковой;
- 5) коэффициенты линейного расширения припоя и соединяемых металлов должны быть максимально близкими;
- 6) сплав для припоя должен быть достаточно пластичным и позволять изготавливать листы, фольгу и проволоку;
- 7) припой не должен растворять паяемые металлы и проникать по границам зерен;
- 8) в твердом и жидком состоянии припой не должен снижать прочностные и пластические характеристики паяемых металлов и тем самым способствовать их хрупкому разрушению.
Припои на основе золота обладают весьма ценными свойствами, характерными для этого металла: они жаро-и термостойки, по крайней мере до температуры 500 °С; имеют высокую коррозионную стойкость в атмосферных условиях и в контакте со многими агрессивными средами, пластичны (ГОСТ 6835-80).
Расчет пробы, повышение/понижение чистоты сплава
Длительное время золотые припои предназначались главным образом для пайки ювелирных изделий и зубных протезов. Однако уже с 1950-х годов их все чаще стали применять при вакуумной пайке изделий, работающих при повышенных температурах в условиях термоциклирования, а также при пайке сталей и других металлов с полупроводниковыми кристаллами.
Применение золотых припоев ограничено высокой стоимостью, поэтому их используют только там, где это оправдано (пайка вакуумных приборов с вакуумно-плотными соединениями (таблица 3.7), электроконтактов и т.д.).
При пайке изделий с вакуумно-плотными соединениями применяют в основном сплавы золота с медью. Минимальная температура плавления двойного сплава Au-20 %Cu 889 °С. Введение в состав медно-золотых припоев серебра, с которым золото образует также как и с медью ряд твердых растворов, позволяет несколько снизить температуру их плавления. Эти припои нашли использование при пайке молибдена и соединении графита с металлами. Дальнейшее снижение температуры плавления этих припоев достигают введением в их состав цинка, кадмия и индия.
Cделал «КРАСНОЕ ЗОЛОТО»! ЛЕГЕНДАРНОЕ СОВЕТСКОЕ ЗОЛОТО 585 пробы ПОЛУЧАЕМ ДОМА…
Для обеспечения высокой электрической проводимости (не менее 75 % электрической проводимости чистой меди) соединения контактов медных элементов протонных ускорителей с коррозионно-стойкими сталями паяют припоями 50 % Си-50 % Аи или 35 % Аи-62 % Си-3 % Ni в печи, в среде водорода или в вакууме (р = 1,3310 5 Па) при температуре 1180 °С.
Сплавы золота с германием при содержании примерно 12 % Ge и 6 % Si пластичны и плавятся соответственно при температурах 365 и 370 °С.
Золотые припои применяют для пайки платины и ее сплавов, в этом случае в состав припоев вводят палладий, повышающий их смачивающую способность.
Для пайки стекла со стеклом или металлом используют сплавы золота с индием.
Таблица 3.7- Золотые припои для электровакуумных приборов
Основные спаиваемые металлы и сплавы
Источник: bstudy.net
Термическая обработка сплавов на основе золота
Двойные сплавы золото — серебро термически не упрочняемые, так как серебро и золото неограниченно растворимы в твердом состоянии.
Тройные сплавы системы Аи—Ag—Си упрочняются термической обработкой. Эффект упрочнения в результате закалки и старения зависит от состава сплава.
В связи с тем, что медь и серебро ограниченно растворимы, сплавы системы Аи—Ag—Си двухфазны при комнатных температурах до 25% меди и серебра в сумме, т.е. до сплавов 750-й пробы.
Сплавы 333-й пробы закаливаются из области гомогенного твердого раствора. Температура закачки — 650°С, охлаждение — вода. Температура старения — 250—300°С (табл. 14.1). Время старения — 10—15 мин.
Упрочнение происходит за счет распада пресыщенного твердого раствора и образования мелкодисперсных выделений вторичных фаз.
Значительное упрочнение наблюдается и в сплавах 583-й и 585-й проб (табл. 14.1). Содержание меди в золоте 583-й и родственной ей 585-й пробы изменяется от 3,25 до 32,5% при соответствующем содержании серебра от 38,25 до 9,0%, Разрез тройной диаграммы состояния для сплавов 585 пробы показан на рис. 12.4. После затвердевания все сплавы имеют однофазную структуру твердого раствора.
При температурах ниже 600°С происходит распад с выделением частиц второй фазы. В равновесном состоянии структура сплавов а + (3 — твердые растворы. Температура начала распада твердого раствора зависит от состава, она максимальна для сплава, содержащего 21% меди, и соответствует 660°С.
Термическая обработка этих сплавов состоит из закалки из однофазной области, от температуры 700—750°С, и последующего старения. Температура старения сплава ЗлСрМ585-188, содержащего 21% Си, — 450°С, остальных — 300°С (см. табл. 14.1). Упрочнение сплавов золота этой пробы происходит за счет образования мелкодисперсных выделений (3-фазы.
Твердость после кратковременного низкотемпературного отжига сплавов 583-й пробы значительно повышается, если отжигу подвергать не закаленный, а деформированный металл. После дисперсионного твердения при 280°С в течение 10 мин твердость по Виккерсу HV закаленного сплава составляет 1850 МПа, а деформированного с обжатием 75% — 3050 МПа.
Твердость сплавов после низкотемпературного отжига зависит от продолжительности температуры отжига. В сплавах 583-й пробы первоначальный рост твердости сменяется ее уменьшением, которое происходит тем скорее и тем резче, чем выше температура отжига.
Термическая обработка сплавов золота 750-й пробы также зависит от соотношения меди и серебра в сплаве. Как уже указывалось, золотые сплавы 750-й пробы делятся на цветные и белые. Декоративные и технологические свойства сплавов цветного золота 750-й пробы, представляющих собой тройные сплавы Аи—Ag—Си, зависят от соотношения меди и серебра в сплаве.
В широком диапазоне ниже солидуса эти сшивы представляют собой однофазные твердые растворы. Температура плавления сплавов ЗлСрМ750 понижается с увеличением содержания меди. При температуре 400°С в сплаве ЗлСрМ750-125 происходит распад однородного твердого раствора. Увеличение содержания меди или серебра приводит к понижению температуры распада. Цвет спла bob ЗлСрМ750 изменяется в зависимости от компонентов от зеленого (Аи—Ag) через желтый до розового и красного (Аи—Си). Всю гамму цветовых сплавов ЗлСрМ750 можно условно разделить на три группы:
Сложные фазовые превращения наблюдаются в сплаве белого золота 750-й пробы, содержащем (массовые доли компонентов): 15% Си, 7,5% Ni, 2,5% Zn. В этом сплаве могут происходить три фазовых превращения: при температуре ниже 660°С начинается распад гомогенного твердого раствора по механизму прерывистого распада. Скорость превращения невелика и при 660°С заканчивается через 100 ч. С понижением температуры отжига при 360°С начинается упорядочение атомов золота и цинка по типу Au3Zn, ниже температуры 290°С происходит упорядочение атомов золота и меди по типу AuCu. При отжиге 270—
290°С образование крупнодоменной структуры, сопровождающееся формоизменением объема, может привести к самопроизвольному растрескиванию. При более низких температурах (250°С) растрескивания не происходит, образуется мелкодоменная структура, но для завершения процесса упорядочения требуется промежуток времени.
Под влиянием процессов атомного упорядочения происходит изменение типа распада: выделение фазы по границам зерен по прерывистому механизму полностью подавляется и сменяется дисперсным выделением фазы, равномерно распределенной по объему зерна. При этом резко увеличивается скорость выделения фазы. Поэтому наибольшее упрочнение достигается термообработкой ниже 290°С за счет совместного действия упрочнения и старения.
Сплавы золота более высокой, чем 750-я, пробы термически не упрочняются.
Сплав системы Аи—Pt при массовой доле Аи от 10 до 70% распадаются в твердом состоянии на обогащенные золотом и платиной твердые растворы. В закаленном состоянии сплавы имеют твердость по Бринеллю до 1000—1500 МПа (100—150 НВ). После старения твердость может быть увеличена до 4000 МПа.
В сплавах системы Аи—Pd при всех температурах сохраняется однородный твердый раствор, поэтому эффект дисперсионного твердения не наблюдается.
В сплавах золото — никель хотя и происходит распад твердого раствора, упрочнение при старении незначительно.
Особенно отчетливо эффект упрочнения наблюдается у сплавов 750-й пробы. Склонные к старению сплавы имеют то преимущество, что износоустойчивость изделия может быть увеличена, в то время как обрабатываются они относительно легко в мягком состоянии. Также это обстоятельство позволяет в ряде случаев более экономно использовать драгоценный металл.
Простейшей закалочной средой является вода. Однако вследствие высокой скорости охлаждения на изделии могут образоваться трещины. Малогабаритные изделия часто закаливаются в этиловом спирте. Ввиду пожароопасности при закалке деталей большого размера спирт использовать нельзя!
Режимы термообработки дисперсионно-твердеющих сплавов золота приведены в табл. 14.1.
Режимы термообработки сплавов золота
Таблица 14.1
Температура нагрева под
Температура старения, °С
Источник: studme.org
ЗОЛОТА СПЛАВЫ
Сплавы на основе золота. Известны с глубокой древности. Золота сплавы легируют, повышая их прочность, серебром и медью, реже — цинком, кадмием, никелем, палладием и др. и металлами. Сплавы, легированные серебром и медью (марок ЗлМ, ЗлСр, ЗлСрМ), сохраняют высокую коррозионную стойкость к органическим и неорганическим реагентам, относительно высокую электропроводность, отличаются широкой гаммой «золотой» окраски .
Т-ра плавления этих сплавов 960— 1060° С, уд. плотность 11,5 — 18,9 г/см3, уд. электрическое сопротивление 0,094—0,125 ом · мм2/м. Сплавы золота с серебром мягки, легко поддаются мех. обработке; сплавы с медью обладают большей упругостью и твердостью. Литейные св-ва сплавов повышают небольшими добавками цинка и кадмия. Увеличение содержания меди (за счет золота) снижает кислотостойкоетъ сплавов, увеличение содержания серебра повышает склонность их к взаимодействию с органическими и серосодержащими реагентами.
Сплавы золота с серебром и медью используют в ювелирной и электротехнической пром-сти, для чеканки монет и медалей. В ювелирных изделиях применяют и т. н. «белое золото» (70-80% Аu, 0-20% Сu, 0,5-10% Zn, 2-20% Cd, 2—10% Ni, 0,20% Pd) — сплав белого цвета, к-рый легко обрабатывать в холодном состоянии. Наряду со сплавами системы золото — серебро — медь в электротехнической пром-сти и приборостроении для изготовления прецизионных проволочных сопротивлении (резисторов, реохордов, потенциометров) используют спец. золота сплавы , обеспечивающие надежную передачу сигналов, обладающие низким контактным сопротивлением .
Созданы золота сплавы, содержащие благородные металлы платиновой группы (платину, родий, палладий), а также железо, цинк и индий. Содержание в них золота и благородных металлов 70—90%. Эти сплавы отличаются стойкостью к истиранию, хорошо льются, легко поддаются мех. обработке и сплавляются с фарфором. Их применяют в зубопротезном деле
Лит.: Головин В. А., Ульянова Э. X. Свойства благородных металлов и сплавов (Справочник). Благородные металлы и их применение.
Вы читаете, статья на тему золота сплавы
Похожие страницы:
Золота сплавы [no_toc] Золото — очень мягкий металл, его легко расплющить, превратить в тончайшие пластинки и листы. В некоторых случаях.
СЕРЕБРА СПЛАВЫ Сплавы на основе серебра. Один из древнейших материалов. Чистое серебро — мягкий пластичный металл (НВ = 30 кгс/мм2.
ЦИНКА СПЛАВЫ Сплавы на основе цинка. Наиболее распространены сплавы цинка с алюминием и медью, в к-рых содержится небольшое количество магния.
МАРГАНЦА СПЛАВЫ Сплавы на основе марганца. В пром. масштабах М. с. начали использоваться с начала 40-х гг. 20 в. в.
ЧТО ТАКОЕ СУРЬМЫ СПЛАВЫ Это сплавы в состав которых входит сурьма. Сурьма является составной частью сплавов на основе свинца, олова.
Олова сплавы это сплавы на основе олова в состав которых входят другие химические элементы, которые повышают или понижают его свойства.
Понравилась статья поделись ей
Leave a Comment
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник: znaesh-kak.com