Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 1

Серебряный припой

Физико химические свойства и особенности

Не во всех случаях серебро выступает в качестве основного элемента при создании сплава для пайки. С увеличением концентрации повышается прочность и практичность соединения. Температура плавления — основная характеристика, которая учитывается при выборе припоя. У некоторых вариантов показатель составляет +600°С.

Сочетание металлов позволяет получить сплав с особыми эксплуатационными характеристиками. Наиболее распространенный состав представлен сочетанием:

  1. Серебро — 30%.
  2. Медь — 20%.
  3. Цинк — 16%.
  4. Кадмий — 33%.

Присутствие кадмия определяет то, что сплав обладает высокой хрупкостью. Поэтому подобный сплав не должен применяться при изготовлении изделий, которые подвергаются переменной нагрузке. Если повысить концентрацию серебра до 50%, то повысится и текучесть состава в жидком состоянии.

Инструменты для пайки серебра

Виды припоя для серебра

Крайне важно выбрать подходящий припой для серебра. В качестве припоя нельзя использовать лом серебра, так как припой должен обладать меньшей температурой плавления, чем материал, который предполагается спаять

Справка:

Температура плавления серебра составляет +960 градусов по Цельсию.

Для такого тугоплавкого металла необходим особый припой. Как правило, это сплавы серебра с другими металлами. Такие сплавы приближаются к серебру по надежности, прочности и устойчивости паяного соединения к коррозии.

Чем больше процентное содержание серебра, тем более прочным считается припой. В зависимости от изменения доли серебра меняются и температура плавления, плотность, удельное сопротивление.

В связи с этим чаще всего используют ПСР-3, ПСР-10, ПСР-15, ПСР-25 (число означает содержание серебра в процентах). Если необходима особая прочность соединения и высокая защита от коррозии, то можно взять ПСР-72.

В продаже существует порошкообразные припои, а также состоящие из отдельных кусочков размером в 2-3 мм. Иногда встречаются припои, имеющие форму проволоки или листов. В таком случае подготовить куски нужного размера нужно будет самостоятельно с помощью кусачек.

Флюс

Для качественной пайки необходимо обеспечить в месте соединения удаление окислов с помощью флюса. Проще всего сделать флюс своими руками из порошковой буры (декагидрат тетрабората натрия) и поташа (карбонат натрия). Компоненты следует смешать в равных частях, предварительно растерев кристаллики буры в мелкий порошок.

Также можно использовать более эффективный магазинный флюс ПВ-209, имеющий повышенную активность. Он состоит из борного ангидрида (до 35%), фтористого калия (до 42%) и тетрабората калия (до 23%). Для получения необходимой консистенции данный флюс следует развести водой либо глицерином.

Одним из самых распространенных готовых флюсов считается канифольный. Это вещество представляет собой особую смолу, образующую пленку на месте пайки, которая препятствует контакту с окружающим кислородом.

Паяльник

При пайке необходимо создать надежное соединение деталей. Если мощность паяльника окажется недостаточной, то образуется холодная пайка и соединение будет не прочнее клея. Как правило, с помощью паяльника можно соединить лишь мелкие детали, используя малое количество серебряного припоя. Пример в следующем видеоролике.

https://youtube.com/watch?v=ZTqIjq3PJqQ

горелки

Газовая горелка

Для полноценного расплавления серебряного припоя лучше использовать компактную газовую горелку, имеющую температуру пламени до 1300 градусов Цельсия.

Чаще всего такие горелки заправляют пропаном, но также допускается бутан-пропановая смесь. Для получения более высоких температур используют газовые смеси на основе ацетилена, которые дают пламя с температурой около 2000 градусов Цельсия. Чтобы спаять серебряные изделия, достаточно обычного пропана.

Часто пропан продается в баллончике. На горелке существует специальная система регулировки и наконечник горелки, чтобы пламя подавалось направленно и равномерно. Также регулировать пламя можно при помощи насадок. Для пайки можно установить насадку с плоским носиком.

Особенности применения

Назначение серебряных припоев — широкое использование для цветных металлов и сплавов на их основе. Соединение таких изделий затруднено из-за физико-химических особенностей металлов, но серебряные припои в своей разновидности позволяют получить сцепление, эквивалентное по прочности со сварным швом, но без дефектов, которые ему присущи. К ним относятся сплавы:

  • титано-никелевые;
  • никель-вольфрамовые;
  • железо-никелевые;
  • медные;
  • медно-никелевые.

Возможно соединение никеля, меди со стеклоэмалью, керамикой, поверхностей с гальваническим покрытием более 10 мм.

Температура плавления чистого серебра равна 962 °С, это не только нерационально, но также не оправдано технически, поскольку этот металл имеет высокую пластичность и низкую прочность. Оптимизация этих параметров достигается, если использовать медно-серебряный припой, температура плавления которого снижается до 425 °С, а прочностные свойства увеличиваются. Но в целом, соединение металлов отличается высокой t плавления (выше 400 °С), поскольку у чистой меди она равна 1085 °С.

Соединительный шов в данном случае выдерживает температуру до 800 °С, имеет широкий диапазон по параметрам и свойствам, в зависимости от используемых элементов.

Сплав на основе серебра отличается высокой экологичностью, поскольку входящие в состав элементы не активны с большинством окружающих их аналогов. В основном используется медно-серебряный припой для пайки меди или изделий на ее сплаве (латунь, бронза).

Характеристики

Отличается большим разбегом по свойствам, в зависимости от соотношения элементов. Вторым компонентом является медь, дополнительно могут присаживаться элементы железа, сурьмы, висмута, но их суммарное количество не превышает 0,1%. Свинец и олово содержатся в мягких сплавах. Температура плавления припоя снижается прямо пропорционально содержанию серебра в нем.

Процесс пайки медно-серебряным припоем

Эта категория сплавов определяется уровнем серебра в диапазоне 10-45%. Его стоимость самая низкая. Припой с малым содержанием этого драгоценного металла (10%) позволяет получить твердый шов, он активно используется в машиностроении.

Сплавы всего лишь с 2% содержанием серебра можно назвать свинцово-оловянными, поскольку Pb в них равен 36%, а Sn — 62%. Плавкость драгоценного металла сведена к минимуму, поэтому сплав отлично плавится, переходит из одного состояния в другое, идеально проводит ток. Используется в радиотехнике.

Сплав 40-62% обладает наилучшими сочетаниями прочности и пластичности, но также отличается низкими температурами плавления — 426 °С. Именно поэтому его применяют для соединений, которые не испытывают высоких температур.

Сплавы с содержанием серебра 50-72% характеризуются низким удельным сопротивлением, что идеально подходит для изделий с высокой электропроводностью.

Разновидности и популярные производители

Компаниями предлагается широкий ассортимент как по составу припоев, так и по флюсам, используемым с ними. Известные производители РФ:

  • ООО «СнабТехмет»;
  • ТОО «Специальная металлургия».

Припой серебросодержащий изготавливается по ГОСТ 19738-74. На рынке представлены изделия в ассортименте: проволока различного диаметра, прутки, лента. Маркируются они индексами ПСр, после которых указывается процентное содержание серебра: чем оно выше, тем большей пластичностью отличается состав.

Названия припоев содержат первые буквы входящих в них элементов:

  • Ср — серебро;
  • Су — сурьма;
  • М — медь;
  • Ф — фосфор;
  • С — свинец;
  • Кд — кадмий;
  • Ц — цинк.

Цифровой индекс обозначает процентное содержание основного элемента — серебра.

Заключение

Состав припоя определяет его назначение, изменение химического состава, даже в незначительных количествах меняет его свойства. Для работы с паяльником используются исключительно «мягкие» сплавы, в то время как «твердые» можно расплавить только с помощью газовой горелки. Их основное назначение можно узнать в описаниях ГОСТ.

Что такое серебряный припой?

Современная работа с металлом предусматривает технологию ступенчатой пайки. Она требует специального внимания, так как некоторые серебряные сплавы обладают высокой температурой плавления. Это свойство обеспечивает высокое качество получаемого соединения.

Серебряный припой для пайки в чистом виде встречается крайне редко, что связано с высокой стоимостью цветного сплава. Большей эффективностью в применении обладают составы с другими примесями. В качестве дополнительных компонентов часто применяются:

  1. Никель.
  2. Медь.
  3. Свинец.
  4. Цинк

Чистый сплав серебра применяется только в ювелирном деле. Свойства припоя прежде всего зависят от доли драгоценного металла в составе:

  1. При концентрации более 50% металл получается пластичным и устойчивым к повышенным нагрузкам.
  2. Другие компоненты могут изменить основные свойства сплава, расширив его область применения.

Все возможные варианты указываются в ГОСТ 19738-74. В технической документации встречается таблица марок с указанием процентного содержания всех элементов. Существенно сэкономить на пайке можно при самостоятельном изготовлении сплава. Достоинствами большинства сплавов можно назвать следующее:

  1. Высокая степень текучести. Это упрощает распространение состава по поверхности.
  2. Прочность. Получаемые соединения могут выдерживать высокую нагрузку.
  3. Коррозионная стойкость. Металл при высокой влажности покрывается коррозией. При включении в состав серебра обеспечивается коррозионная стойкость.
  4. Основные свойства позволяют использовать состав для соединения самых различных металлов.
  5. Низкое сопротивление электрическому току позволяет использовать припой при создании электрического оборудования.

Единственным существенным недостатком можно назвать высокую стоимость состава. Поэтому он используется намного реже в сравнении с другими сплавами.

Технические характеристики

Припой марки ПСР 45 входит в число среднеплавких материалов, и он подойдет для использования в условиях высоких температур. Вместе со схожим по составу ПСР 40 он относится к категории серебряных припоев. Стоимость данного материала в связи с наличием в нем дорогостоящего серебра достаточно высока, тем не менее, это не мешает быть ему необычайно востребованным, так как он обеспечивает получение прочных, высококачественных швов.

Другим бесспорным преимуществом припоя марки ПСР 45 является высокий уровень пластичности получаемого с его помощью соединения. Данному качеству материал также обязан присутствующему в его составе серебру. После того, как шов окончательно застыл, он становится практически не подверженным деформации. Но даже в том случае, если это происходит в результате значительного механического воздействия извне, место соединения не разрушается благодаря превосходной пластичности материала. Данная особенность позволяет применять припой этой марки в механизмах, которые характеризуются большой подвижностью и высокой вероятностью изгибов и других видов деформации на швах.

Припой марки ПСР 45 отлично подходит для использования не только в промышленных, но и в домашних условиях, поскольку для работы с ним вполне достаточно стандартного паяльника. Он может применяться как в качестве основного расходного материала для создания швов, так и задействоваться при различных работах по лужению, в частности всевозможных изделий из меди и сплавов на ее основе. Особенно удачно сплав сочетается с медно-никелевыми соединениями. Помимо этого, ПСР 45 может задействоваться при паянии бронзовых, латунных, нейзильберовых, никелевых и других изделий. Иногда он даже применяется при паянии тонких серебряных элементов в ювелирных украшениях.

Безусловно, одним из главных преимуществ данного припоя является минимальная вероятность возникновения брака при работе с ним. Он обеспечивает получение уникальных по своему качеству и характеристикам соединений, причем конечный результат практически не зависит от того, из какого вида металла изготовлены изделия.

Важным моментом является устойчивость припоя к разрушительному влиянию агрессивных сред, благодаря чему он активно применяется в химической промышленности. Швы, полученные с его помощью, также отлично переносят воздействие высоких температур, однако все-таки эксплуатация в условиях крайне экстремальных температур не рекомендуется во избежание возникновения внештатных ситуаций.

Серебряный припой своими руками

Слово «приготовить» – вполне подходящее выражение в этом разделе, потому что серебряный припой можно приготовить множеством способов, включая старинную технологию. Сразу заметим, что здесь нужна практика, чтобы достичь совершенства.

ГОСТ на серебряные припои.

В старинном рецепте нужны две монеты: медный пятак выпуска 1962 года и полтинник выпуска 1924 года, а к ним дополнительно металлы, газовая горелка для пайки серебра и ложка.

Начинается как в сказке: в ложке плавим серебро. Затем опускаем медный пятак и перемешиваем, покатывая ложку. Чем терпеливее вы будете катать ложку, тем качественнее будет перемешивание. После этого раствор выливается в форму для металла под названием «ингус» и вновь раскатывается.

Приготовленный таким примитивным способом сплав на самом деле обладает очень высокими качествами: это чистая проба №900.

Важным фактором в качестве приготовления является свежий флюс. За пламенем в горелке нужно следить самым внимательным образом: оно должно быть мягким, а не очень горячий огонь должен напоминать по очертаниям метлу. В этом случае шов получится по-настоящему качественным.

Для ремонта изделий припой делают легким вот в каком составе:

  • серебро – 7 частей;
  • латунь – 2,8 части;
  • цинк – 0, 35 части.

Запасаемся для работы следующими материалами:

  • ложка;
  • горелка для пайки;
  • шкурка или наждачная бумага;
  • ножницы, фальцы, весы;
  • лопатка для перемешивания;
  • бура для добавки в готовый расплав.

Можно добавлять цинк в чистом виде, а можно в сплаве с латунью или медью. Часто цинк добавляют, завернув его в фольгу. Начинаем прокатывать состав. Готовый прокатный лист разрезаем ножницами.

Какие применяют припои

Серебряные добавки производятся разных видов, прилагается при запаивании предметов из стали, а также других сплавов, распространенных на промышленности. Различные детали содержат прочие элементы, состав отличается надежностью и хорошими показателями качества при соединении компонентов. Основной особенностью является стойкость к коррозии соединённых компонентов, обработанных серебром.

Паяльно-серебряный раствор обладает различными характеристиками, число на конце маркировки обозначает количество драгоценного металла составом. При возвышенных требованиях к антикоррозийной стойкости шва применяются марки ПСР-70 и выше, однако такие вещества дороги, используются крупными промышленностями. Пайка серебра осуществляется по различным требованиям, поэтому к выбору состава перед производством необходимо грамотно подойти.

Припой ПСР-10

Форма выпуска материала для пайки может быть различной, зависит от предназначения и содержания различных сплавов. Реализуется под видом порошка или кусочков от 2 мм, существуют вариации из цельного листа, который легко режется кусачками на требуемые размеры. При действиях с проводами, подходит элемент под видом проволоки, его легко транспортировать и добавлять малыми пропорциями.

Какие флюсы подходят?

Флюс для пайки серебра применяется для получения надежного и долговечного соединения. Этот вспомогательный материал предназначен для предварительной очистки поверхности от загрязнений и различных окислений, которые могут стать причиной снижения прочности шва. Качественный флюс может повысить текучесть металла в разогретом состоянии. Наиболее популярен вариант бура.

При необходимости паяльная паста может быть изготовлена своими руками. Инструкция по изготовлению следующая:

  1. Бура высыпается в емкость с термической устойчивостью.
  2. Тонкой струей добавляется вода, бура медленно перемешивается. Основная задача заключается в получении однородной смеси без комков.
  3. Вещество нагревается до прозрачности. Для этого приходится использовать горелки. При нагреве могут выделяться различные вредные вещества, поэтому следует быть осторожным.
  4. Жидкая фаза сливается, после чего осадок растирается до масляной консистенции. Он наносится на обрабатываемую поверхность при помощи кисти или другого подобного изделия.

Самодельная паста может применяться вместе с припоем, температура плавления которого — +490…+910°С. Для пайки пористых материалов подходит состав, изготавливаемый на основе тетрафторбората.

При отсутствии навыков работы с сильнодействующими химикатами следует приобрести требуемый состав в специализированном магазине. Работа должна проводиться в защитной одежде, так как попадание химикатов на поверхность кожи категорически запрещается.

Разновидности

Классификация серебросодержащего сплава проводится по концентрации основного элемента. Она выглядит следующим образом:

  1. Низкое содержание. Подобный состав применяется в промышленности для пайки различных металлических изделий. Также состав применим и в электротехнике по причине высокой проводимости и текучести. В соединение включены и другие элементы, поэтому паять достаточно просто.
  2. Средний процент содержания (40-60%). Этот припой применяется для получения швов, которые эксплуатируются при относительно невысокой температуре. Материал ПСр40 позволяет получать прочные соединения с должной пластичностью, за счет чего они могут выдерживать высокие динамические нагрузки. Припой ПРс45 применим при работе со стыками, толщина которых — до 3 мм.
  3. Высокий процент концентрации. Некоторые сплавы предназначены для пайки лезвий ленточных пил. Состав обеспечивает повышенную прочность на изгиб и разрыв. Марка ПСр70 обладает повышенной проводимостью, что позволяет использовать ее при создании электрокомпонентов. Минимальный показатель сопротивления снижает вероятность нагрева оборудования при эксплуатации. Однако высокая цена определяет узкое применение материала.


Приведенная выше классификация учитывается при выборе наиболее подходящего припоя. Маркировка проводится с учетом установленных стандартов.

Какие флюсы подходят

Для образования качественного шва при пайке детали предварительно обрабатывают флюсами. Они убирают слой грязи, оксидов с рабочей поверхности; препятствует процессам окисления расплава; уменьшают поверхностную напряженность жидкого металла.

Благодаря флюсам припойная масса полностью обволакивает необходимые для пайки части деталей, способствует их прочному соединению.

В качестве флюсовой добавки часто применяют насыщенный раствор буры. Готовят его просто:

  1. В сухой порошок вливают тонкой струйкой дистиллированную воду и греют смесь до прозрачного состояния.
  2. После остывания из насыщенного раствора выкристаллизовывается осадок.
  3. Если жидкости над осадком получилось много, ее сливают.
  4. Остальную массу растирают до состояния густой сметаны.

Полученный таким методом флюс можно использовать в диапазоне температур от 500 до 900 ℃.

Альтернативный вариант – готовое средство, содержащее около 35% ангидрида борной кислоты, 42% фторида калия, около 23% тетрабората калия.

При желании подобный флюс можно сделать самостоятельно. Сначала следует прокалить фторид калия на обычном противне. Для этого достаточно прогревания при температуре 250 ℃ на протяжении 4 часов.

Все компоненты нужно аккуратно взвесить, перемешать, расплавить, охладить.

Застывший сплав, расколов на куски, следует тщательно измельчить. Можно взять для этого мельницу. В конечном итоге должен образоваться мелкий порошок, типа пудры.

Для получения однородного флюса порошок нужно просеять и быстро закрыть герметично. Он может поглотить влагу из воздуха, потерять свойства.

При необходимости особо тщательного заполнения всех микрополостей в рабочей зоне применяют флюсы с тетрафторборатом калия, для приготовления которого нужна плавиковая кислота. Получение такого флюса требует специальных условий и навыков. Лучше приобрести готовую смесь.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации