Спосіб захисту розплавленого припою від окиснення

Реферат: Спосіб захисту розплавленого припою від окиснення включає утворення на поверхні розплаву припою захисної плівки шляхом введення в розплавлений припій лігатури олова з фосфором. Лігатуру вводять в розплавлений припій в вигляді таблетки в свинцевій оболонці вагою 10-15 грам. UA 78280 U (54) СПОСІБ ЗАХИСТУ РОЗПЛАВЛЕНОГО ПРИПОЮ ВІД ОКИСНЕННЯ UA 78280 U UA 78280 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пайки, зокрема до технології лудіння та пайки олов'яносвинцевими припоями, та може бути застосовано у всіх галузях промисловості при виготовленні вузлів і блоків радіоелектронної апаратури для лудіння і з'єднання електрорадіоелементів методом пайки. Відомий спосіб захисту робочої поверхні розплавлених олов'яно-свинцевих припоїв від окиснення шляхом утворення на ньому тонкої плівки захисних рідин. Суть відомого способу захисту розплавленого припою від окиснення полягає у тому, що захисна рідина, точка займання якої перевищує температуру розплавленого припою в робочому стані, наноситься тонким шаром на поверхню припою і оберігає від взаємодії з киснем повітря (окиснення). В якості таких рідин застосовують матеріали, сумісні з флюсами на основі каніфолі, наприклад тріалон [див., наприклад, авторське свідоцтво СССР № 525509, кл. В23К1/08, 1974]. Ще один відомий спосіб використовує захисну плівку етиленгліколю, який покращує змочуваність припоєм місць лудіння та пайки, та є більш ефективним способом (див., наприклад, патент США № 3755886, кл. В23К 31/102, 1971). Загальними недоліками відомих способів захисту припою від окиснення є потрапляння в місця пайки та луження окислів металів (шлаків), які встигли утворитися на поверхні розплавленого припою до нанесення на неї захисної рідини, також є можливість забруднення цих місць продуктами реакції захисних складів з припоєм, матеріалами з'єднань, що паяються, матеріалом підкладок та навколишнього середовища. Необхідно також відмітити низьку культуру виробництва при груповій пайці з використанням рідин, забруднення робочих місць та вузлів, які паяють та лудять, захисними рідинами, що потребує додаткових операцій по відмивці плат. Відомий також, вибраний як прототип, спосіб захисту поверхні розплавленого припою від окиснення, в якому на поверхні олов'яно-свинцевого розплаву утворюють захисну плівку шляхом введення в розплавлений припій лігатури олова з фосфором (див., наприклад, авторське свідоцтво № 795783, кл. В23К 1/08, 1978). Вільний фосфор піднімається на поверхню припою та взаємодіє з киснем повітря та матеріалом припою, утворюючи тонку плівку з фосфорнокислого олова. Разом з цим, в зоні: верхній шар припою - повітря, відбувається відновлення фосфором металів припою з окислів, які встигли утворитися до введення лігатури. Цей спосіб теж має недоліки. Так, наприклад, неможливо гарантувати якісний перехід вільного фосфору з лігатури в розплавлений припій через неможливість контролю глибини занурення лігатури в розплавлену ванну припою та ступінь окиснення самої лігатури при її взаємодії з повітрям в момент занурення, що призводить до нестабільності роботи розкиснювальної лігатури та неможливості правильного визначення часу її ефективної роботи. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу захисту поверхні розплавленого припою від окиснення шляхом удосконалення розкиснювальної лігатури. Поставлена задача досягається тим, що в способі захисту розплавленого припою від окиснення, при якому на поверхні розплаву припою утворюють захисну плівку шляхом введення в розплавлений припій лігатури на основі олова з фосфором, згідно з корисною моделлю лігатуру вводять в розплавлений припій в вигляді таблетки в свинцевій оболонці вагою 10-15 грам. При введені розкислювача вагою 10-15 грамів відбувається його миттєве занурення в розплав. При цьому гарантується якісний перехід вільного фосфору з лігатури в розплавлений припій та неможливість окиснення самої лігатури при її взаємодії з повітрям в момент занурення. Все це разом забезпечує підвищення продуктивності праці за рахунок збільшення робочого часу неперервної роботи установки для пайки (не потрібен час на заміну вигоряючих захисних рідин), а також зменшує час на промивку паяних вузлів, крім того за рахунок більш якісної пайки зменшується кількість непропаїв, значно підвищується культура виробництва та надійність роботі паяних вузлів. Дія фосфору, який піднімається з розплаву до його поверхні, внаслідок меншої ваги, полягає в розкисненні рихлої плівки, яка утворилася на поверхні розплаву до введення в нього фосфору, та утворення на поверхні розплаву щільної плівки гексаметафосфата олова, яка запобігає подальшій взаємодії розплавленого металу з повітрям. Розчинений в розплаві припою фосфор, виходячи на поверхню відновлює, перш за все, плівку окисла: 2P+5SnO=5Sn+P2O5. Далі фосфор утворює фосфорний ангідрид при взаємодії з повітрям: 4Р+5О 2=2Р2О5, фосфорний ангідрид енергійно притягує вологу, утворюючи при температурі розплаву олов'яносвинцевого припою метафосфорну кислоту: Р2О5+Н2О=2НРО3. Метафосфорна кислота полімерна речовина складу HnPnO3n має сильно виражені кислотні властивості. Взаємодіючи з оловом, метафосфорна кислота утворює з ним гектаметафосфат олова, який є полімерною речовиною, плівка якого і захищає розплав від окиснення. 1 UA 78280 U 5 10 15 20 25 При руйнуванні даної плівки відбувається її швидке відновлення. Цей процес продовжується до тих пір, поки в розплаві міститься достатня кількість фосфору. Розкиснювальна лігатура виготовляється в вигляді таблетки в свинцевій оболонці вагою 10-15 грам. Оптимальний режим введення фосфору в розплав олов'яно-свинцевого припою, який повинен передбачати мінімальне окиснення робочої компоненти лігатури розкиснювача в процесі його введення в розплав, повний розчин розкиснювача в об'ємі розплаву та його рівномірний розподіл був знайдений експериментально. Запропонований спосіб ілюструється таблицею, в якій представлена тривалість роботи розкиснювача в залежності від кількості в ньому фосфору та наявності свинцевої оболонки, також кресленнями, на яких зображені: фіг. 1 - фото в поглинених електронах поверхні ванни припою на початку розкиснення, заміна плівки окислу (а) на гектаметафосфат (в), фіг. 2 - фото в рентгенівських променях фосфору поверхні ванни припою на початку розкиснення, заміна плівки окислу (а) на гектаметафосфат (в). Запропонований спосіб здійснюється наступним чином. На першому етапі виготовляється лігатура фосфор - олово в вигляді компактних таблеток, на другому етапі таблетка розкиснювача олово - фосфор поміщається в свинцеву оболонку, на третьому етапі таблетка занурюється в ванну з розплавом олов'яно-свинцевого припою. Корисна модель ілюструється наступним прикладом реалізації способу захисту поверхні олов'яно-свинцевого припою від окиснення. Приклад. В ванну з розплавом олов'яно-свинцевого припою вагою 1 кг, яка підігрівалась до заданої температури, занурювали розкиснювальну таблетку лігатури олово-фосфор із вмістом фосфору 10 % в свинцевій оболонці вагою 10 грамів. При цьому спостерігалась зміна кольору та структури окисної плівки, яка знаходилась на поверхні розплаву (фіг. 1, фіг. 2). Темна рихла плівка протягом 60-120 секунд замінювалась на тонку плівку сіро-блакитного відтінку, яка містила велику кількість фосфору. Ця захисна плівка покривала поверхню розплаву більше 30 годин. Таблиця Тривалість роботи розкиснювача Кількість фосфору в Час роботи розкиснюючій лігатурі розкиснювача (%) (год.) Без свинцевої оболонки. 1,2 4-6 3 16 5 18 8 20 13 26 В свинцевій оболонці 1,2 8-10 3 22 5 27 8 31 13 34 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб захисту розплавленого припою від окиснення, що включає утворення на поверхні розплаву припою захисної плівки шляхом введення в розплавлений припій лігатури олова з фосфором, який відрізняється тим, що лігатуру вводять в розплавлений припій в вигляді таблетки в свинцевій оболонці вагою 10-15 грам. 2 UA 78280 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3