Флюс для нанесення в сухому стані

1. Флюс на основі фтороалюмінату лужного металу, придатний для нанесення в сухому стані 3 71644 4 просте пневмотранспортування і просте його на3,75 17,00 53,00 несення розпиленням у сухому стані, і який надій4,50 16,00 63,00 но прилипав би до покритих ним деталей і тому 5,25 19,00 71,00 був би придатний для нанесення в сухому стані 6,25 23,00 79,00 (методом сухого флюсування). Зазначена задача 7,50 28,00 86,00 вирішується за допомогою флюсу, представленого 9,00 33,00 90,00 у формулі винаходу. 10,50 38,00 94,00 Даний винахід заснований на тому факті, що 12,50 40,00 96,00 крупність часток, відповідно розподіл часток за 15,00 42,00 98,00 крупністю у флюсів на основі фтороалюмінату 18,00 44,00 98,70 лужного металу впливає на пневмотранспорту21,50 48,00 99,50 вання та на здатність розпорошуватися часток 25,50 54,00 100,00 флюсу, а також на їхню здатність прилипати до 30,50 65,00 100,00 поверхонь деталей. Бажано, щоб флюс, як було 36,50 77,50 100,00 встановлено, складався з дрібніших та крупніших 43,50 89,00 100,00 часток, співвідношення між якими варто підбирати 51,50 93,00 100,00 за певними правилами. 61,50 94,00 100,00 Запропонований у винаході, придатний для 73,50 95,80 100,00 нанесення в сухому стані (методом "сухого флю87,50 96,00 100,00 сування") флюс на основі фтороалюмінату лужного металу відрізняється тим, що об'ємний розподіл Нижня межа визначається кривою 1, верхня часток за крупністю лежить в основному в межах, межа визначається кривою 2. обмежених показаними на Фіг.10 кривими 1 і 2. Вибірковий приклад: 40% об'єму припадає на Гранулометричний склад визначали при цьому за частки діаметром 12,5мкм і менше. дифракцією лазерного випромінювання. Було встановлено, що флюси, у яких сумарУ бажаного флюсу об'ємний розподіл часток ний об'ємний розподіл часток за крупністю збігаза крупністю лежить в основному в межах, обмеється з показаними на Фіг.11 кривими 1 і 2 або жених показаними на Фіг.11 кривими 1 і 2. лежить в обмежених ними межах, мають найбажаНаведеними на Фіг.10 нижньою межею (крива ніший набір властивостей для сухого флюсування. 1) і верхньою межею (крива 2) визначаються граУ наведеній нижче таблиці Б представлено чисениці, у яких можуть лежати криві об'ємного розпольні значення, на основі яких було отримано покаділу часток за крупністю в порошків, придатних зані на Фіг.11 криві 1 і 2, які відтворюють залеждля використання за даним винаходом. При цьому ність сумарного об'ємного розподілу часток за мова йде про виражений у % сумарний об'ємний крупністю від крупності часток. розподіл часток за крупністю в порошків залежно від крупності часток. Порошкові флюси, у яких суТаблиця Б марний об'ємний розподіл часток за крупністю збігається з показаними на Фіг.10 кривими 1 і 2 або Сумарний об'ємний розподіл лежить в обмежених ними межах, є порошками, часток за крупністю залежно від крупнисті що відповідають даному винаходу. часток згідно з показаними на Фіг.11 кривими 1 і 2 У наведеній нижче таблиці А представлено чисельні значення, на основі яких було отримано х [мкм] Q3 [%], нижня Q3 [%], верхня показані на Фіг.10 криві 1 і 2, які відтворюють замежа межа лежність сумарного об'ємного розподілу часток за 1 2 3 крупністю від крупності часток. 0,45 0,94 2,28 0,55 1,53 3,49 Таблиця А 0,65 2,19 4,73 0,75 2,91 6,00 Сумарний об'ємний розподіл часток 0,90 3,91 8,07 за крупністю залежно від крупності часток 1,10 4,97 11,69 згідно з показаними на фіг.10 кривими 1 і 2 1,30 5,89 15,30 1,55 7,03 19,58 х [мкм] Q [%], нижня ме- Q3 [%], верхня 1,85 8,43 24,20 жа межа 2,15 9,91 28,19 0,45 0,25 3,00 2,50 11,76 32,18 0,55 1,40 4,00 3,00 14,58 37,01 0,65 2,00 5,30 3,75 18,94 43,07 0,75 2,70 6,80 4,50 22,24 48,09 0,90 3,80 8,80 5,25 25,31 52,30 1,10 5,00 12,20 6,25 29,74 57,13 1,30 5,80 15,80 7,50 34,30 64,82 1,55 7,00 20,00 9,00 37,26 72,07 1,85 8,50 25,00 10,50 38,78 77,06 2,15 10,00 29,00 12,50 40,25 81,89 2,50 11,50 32,50 15,00 4-1,87 86,27 3,00 14,00 41,00 18,00 44,20 91,28 5 71644 Продовження таблиці Б 1 2 3 21,50 48,13 95,12 25,50 54,67 97,45 30,50 65,04 98,91 36,50 77,82 99,70 43,50 89,38 100,00 51,50 96,55 100,00 61,50 98,64 100,00 73,50 100,00 100,00 87,50 100,00 100,00 Нижня межа визначається кривою 1, верхня межа визначається кривою 2. Запропонований у винаході матеріал можна одержувати відсіванням небажаних гранулометричних фракцій, а також змішанням матеріалів із різним гранулометричним складом. Коефіцієнт розпилення в запропонованого у винаході флюсу в бажаному варіанті становить 25, бажаніше 35, насамперед 45 або більше, а обумовлене таким коефіцієнтом відношення Н псевдозрідж./Н 0 становить принаймні 1,05. Верхня межа коефіцієнта розпилення становить 85, бажано 83,5. Методику визначення коефіцієнта розпилення і відношення Нпсевдозрідж. до Н0 (тобто висоти шару порошку, який збільшився за об'ємом, до висоти шару порошку, який не збільшився за об'ємом) описано нижче. Запропонований у винаході матеріал найбільш придатний для застосування як флюс для сухого флюсування. При цьому порошок подають за допомогою стисненогоповітря або азоту з витратної ємності в "розпорошувальну гармату", де цей порошок піддається статичній електризації. Потім порошок, проходячи крізь розпорошувальну голівку гармати, попадає на деталі, які з'єднуються пайкою. Після цього деталі, що з'єднуються пайкою, необов'язково в зібраному або зістикованому стані, піддають пайці в паяльній печі, зазвичай в атмосфері інертного газу, у функції якого використовують азот, або з’єднують газополуменевою пайкою. Запропонований у винаході порошок має цілий ряд технологічних переваг перед відомими флюсами. Так, наприклад, запропонований у винаході порошок має винятково високу рухливість (текучість). Ця властивість обумовлена вибраним розподілом часток за крупністю. Завдяки подібній гарній рухливості знижується тенденція до закупорювання й забивання пневмотранспортерів і технологічного устаткування. Цей матеріал легко піддається електризації. Крім того, такий матеріал надзвичайно надійно прилипає до поверхонь деталей, що з'єднуються пайкою. Крім цього, подібний матеріал характеризується винятково рівномірним плином. Нижче винахід проілюстровано на прикладах, які не обмежують його обсягу. Приклади Визначення об'ємного розподілу часток за крупністю Система: Sympatec HELOS Виготовлювач: Sympatec GmbH, System Partikel Technik 6 Вимірювальна апаратура: вимірювальний прилад для визначення гранулометричного складу твердих матеріалів за дифракцією лазерного випромінювання. До складу вимірювального приладу входять такі компоненти: джерело лазерного випромінювання з формувачем пучка, вимірювальна зона, у якій вимірювані частки взаємодіють з лазерним випромінюванням, проекційна оптика, яка перетворює кутовий розподіл розсіяного (такого, що дифрагувало) лазерного випромінювання на просторовий (локальний) розподіл на фотоприймачеві, багатоементний фотоприймач із пристроєм автоматичного фокусування і послідовно підключеним до нього електронним блоком для перетворення виміреного розподілу інтенсивності випромінювання в цифрову форму. Для розрахунку параметрів гранулометричного складу використовували програмне забезпечення WINDOX. Зазначений розрахунок заснований на аналізі виміряного розподілу інтенсивності за отриманою дифракційною картиною (дифракція Фраунгофера n-го порядку). У даному випадку використовували режим HRLD (від англ. "high resolution Laser diffraction", дифракція лазерного випромінювання високого дозволу). Розмір часток не сферичної форми визначали як еквівалентний діаметр сферичних часток з аналогічними дифракційними характеристиками. Перед вимірюванням агломерати слід дробити на окремі частки. Потрібний для вимірювання аерозоль порошку одержували в диспергаторі, у даному випадку - в диспергаторі типу RODOS. Для рівномірної подачі порошку в диспергатор використовували віброжолоб (тип VIBRI). Діапазон вимірювання: від 0,45 до 87,5мкм Оброблення. HRLD (версія 3,3, випуск 1) Густина зразка: настроювання: 1г/см 3, коефіцієнт форми: 1, комплексний показник переломлення m=n-ik; n=1; і=0. Оброблення та аналіз результатів вимірювань x діаметр часток у мкм Q3 виражена в % сумарна об'ємна доля часток діаметром аж до вказаного значення q3 розподіл за густиною при діаметрі часток, який дорівнює x x10 діаметр часток, сумарна об'ємна доля яких досягає 10% c_opt оптична концентрація (густина аерозолю), що виявлялася під час вимірювань Величини М1, 3 і Sv при обробленні результатів не використовувалися. Вихідний матеріал У досліді з визначення придатності для сухого флюсування досліджували властивості двох порошків на основі фтороалюмінату калію з різним розподілом часток за крупністю. Такі порошки можна одержати відсіванням небажаної гранулометричної фракції. Нижче дані про гранулометричний склад (об'ємний розподіл часток за крупністю) наведено у вигляді таблиці. Криві гранулометричного складу для порошку 1 ("грубодисперсний" матеріал) і порошку 2 ("тонкодисперсний" матеріал) наведено на Фіг.1 і 2 відповідно. 7 71644 8 Таблиця 1 Об'ємний розподіл часток за крупністю для порошку 1 х0, мкм 0,45 0,55 0,65 0,75 0,90 1,10 1,30 1,55 Q3, % 2,27 3,40 4,55 5,70 7,41 9,59 11,63 13,95 Об'ємний розподіл часток за крупністю х0, мкм Q3, % х0, мкм Q3, % 1,85 16,42 7,50 50,85 2.15 18,61 9,00 58,91 2,50 20,94 10,50 66,02 3,00 24,07 12,50 73,96 3,75 28,64 15,00 81,58 4,50 33,19 18,00 88,02 5,25 37,70 21,50 92,85 6,25 43,64 25,50 96,08 х0, мкм 30,50 36,50 43,50 51,50 61,50 73,50 87,50 Q3, % 98,21 99,44 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 х10=1,14мкм; х50=7,35мкм; х90=19,44 мкм Sv=2,033м 2/см 3; Sm=8132 см 2/г; c_opt=6,27% Таблиця 2 Об'ємний розподіл часток за крупністю для порошку 2 х0, мкм 0,45 0,55 0,65 0,75 0,90 1,10 1,30 1,55 Q3, % 4,03 6,13 8,33 10,59 14,03 18,60 23,09 28,49 Об'ємний розподіл часток за крупністю х0, мкм Q3, % х0, мкм Q3, % 1,85 334,62 7,50 90,93 2,15 40,35 9,00 94,38 2,50 46,57 10,50 96,30 3,00 54,65 12,50 97,69 3,75 65,19 15,00 98,59 4,50 73,63 18,00 99,22 5,25 80,00 21,50 99,68 6,25 86,05 25,50 99,93 х0, мкм 30,50 36,50 43,50 51,50 61,50 73,50 87,50 Q3, % 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 х10=0,72мкм; х50=2,71мкм; х90=7,26мкм; Sv=3,6046м 2/см 3; Sm=14418см 2/г; c_opt=6,74% Спочатку досліджували здатність до псевдозрідження і рухливість порошку 1, відповідно порошку 2, а також їхніх сумішей у певному співвідношенні. Використовуване устаткування і методика проведення досліджень Вимірювальний прилад для визначення здатності порошків до псевдозрідження і для визначення їхньої рухливості (прилад типу Binks-Sames powder fluidity indicator AS 100-451195) установлювали на вібраційний пристрій (Pritsch L-24). Такий вимірювальний прилад має циліндр для псевдозріджування з пористою мембраною біля дна. У циліндр засипали по 250г кожного з досліджуваних порошків, включали вібраційний пристрій і через пористу мембрану в порошок подавали рівномірний потік (контроль за допомогою витратоміру) осушеного азоту. При цьому об'єм засипаного порошку збільшувався; для встановлення рівноважного стану газ продовжували подавати протягом 1хв. Вимірюванням висоти шару порошку до й після збільшення в об'ємі можна визначити здатність відповідного порошку до псевдозрідження. Здатність кожного з порошків до псевдозрідження та його рухливість визначали за так званим "коефіцієнтом розпилення". Такий коефіцієнт розпилення являє собою комбіновану величину, обумовлену на основі коефіцієнта збільшення в об'ємі (здатності до псевдозрідження) і показника потоку маси порошку (рухливості). Коефіцієнт розпилення є важливою характеристикою порошку, яка визначає його придатність для сухого флюсування. Цей коефіцієнт визначали в такий спосіб. За описаною вище методикою об'єм кожного з досліджуваних порошків збільшували в циліндрі для псевдозрідження. Потім на 30с відкривали передбачений в бічній стінці циліндра отвір, порошок, який висипався з циліндра крізь цей отвір, збирали в хімічну склянку і зважували. Відношення кількості порошку, що висипався, до одиниці вимірювання часу, яка дорівнює 0,5хв., вище та у наступному описові називається "коефіцієнтом розпилення". У цьому відношенні слід зазначити, що в порошків, які мають дуже гарну здатність до псевдозрідження і рухливість, такий коефіцієнт розпилення дорівнює 140. У порошків з дуже поганою здатністю збільшуватися в об'ємі і поганою рухливістю коефіцієнт розпилення становить, наприклад, 7. У наведеній нижче таблиці 3 представлено значення коефіцієнта розпилення, визначені для порошку 1, порошку 2 та їхніх сумішей з різними проміжними кількісними співвідношеннями, а саме, сумішей, які містили порошок 1 у кількості 9 71644 10 90, 80, 70,..., 10мас.% і порошок 2 у кількості, що євих деталей залежно від гранулометричного приходиться на залишок до 100мас.%. складу Здатність прилипати визначали винятково Таблиця 3 простим методом, який дозволяє з високою мірою вірогідності зробити висновок про технічну придатність досліджуваних порошків для сухого флюсуПорошок Порошок Коефіцієнт розпилення 1 вання. 1(%) 2(%) (г/0,5хв.) На один бік плоскої, квадратної алюмінієвої 100 0 71,88 пластини розміром 0,5/0,5г розпиленням наносили 90 10 63,56 шар статично наелектризованого досліджуваного 80 20 35,54 сухого порошкового флюсу. Пластину разом із 70 30 25,33 нанесеним на неї флюсом зважували, після чого 60 40 22,51 пластину у вертикальному положенні кидали на 50 50 21,52 підлогу з висоти 5см і визначали втрату флюсу у 40 60 14,76 відсотках від початково нанесеної на пластину 30 70 13,83 кількості флюсу. Для кожного з порошків проводи20 80 11,28 ли по 10 вимірювань. При використанні порошків з 10 90 9,77 поганою здатністю прилипати спостерігалося порі0 100 7,35 вняно велике зменшення маси пластини в результаті осипання з неї порошку в порівнянні з малим Примітка: зменшенням її маси при застосуванні запропоно1 середнє значення за декількома вимірюванваних у винаході порошків (зокрема порошків 3 нями. і 4). Дослідження в умовах, близьких до виробничих При проведенні дослідів було встановлено, що При проведенні досліджень застосовували два гарна рухливість досягається при коефіцієнті розрізних пристрої. Один із них являв собою пристрій пилення більше ніж приблизно 45г/0,5хв. для нанесення флюсу ("камеру для флюсування") Коефіцієнт розпилення можна також розрахуфірми Nordson, придатний для роботи в напівбезвати в такий спосіб. перервному режимі. Цей пристрій мав такі розміри: а) Розраховують коефіцієнт збільшення в об'висота 216см, ширина 143см, глибина 270см. Осємі (cм/см) Нпсевдозрідж./Η0, новними вузлами цього пристрою є витратна ємде ність, розпорошувальна гармата, два фільтруваНпсевдозрідж. означає висоту шару порошку, який льних патрони та контрольні прилади. Деталь, яку збільшився в об'ємі, офлюсовують, поміщали на переміщувану вручну Н0 означає висоту шару не псевдозрідженого в прямому й зворотному напрямках решітку. Розпорошку при відключеному вібраційному пристрої порошувальна гармата переміщалася автоматичта відключеній подачі азоту. но зліва направо й назад з інтервалами приблизно При цьому в кожнім випадку визначають серев 21с (65см за 21с, тобто зі швидкістю 3,1см/с). днє значення за 5 вимірюваннями у точках, розпоУ функції другого пристрою для нанесення ділених по діаметру циліндра. флюсу в цій системі використовували ємність фірб) Визначають показник потоку порошку в ми ITW Gema разом із розпорошувальною гармаг/0,5хв.: тою і контрольним приладом. Масу порошку, який висипався за 0,5хв. із бічВідстань між розпорошувальними голівками та ного отвору в циліндрі, розраховують як медіану решіткою становила 34см. за 10 вимірюваннями. Принцип роботи Розрахунок медіани: У конструкції ємності фірми Nordson викорисмедіана m=m 9+m 2/2 для 10 окремих вимірютовується принцип псевдозрідження порошку для вань, при цьому подачі флюсу в такому стані в розпорошувальну m 5