Juotoskolvien luokittelu, tekniset ominaisuudet ja valintasuositukset
Kun valitset juotetta, sinun tulee noudattaa seuraavia periaatteita:
1) juotettujen osien sulamislämpötilan on oltava korkeampi kuin juotteen sulamislämpötila,
2) pohjamateriaalin hyvä kostuvuus on varmistettava,
3) myös perusmateriaalin ja juotteen lämpölaajenemiskertoimien arvojen tulee olla lähellä,
4) pienin juotteen myrkyllisyys,
5) juotos ei saa rikkoa perusmateriaalin mekaanisia ominaisuuksia ja muodostaa sen kanssa galvaanista paria, mikä johtaa voimakkaaseen korroosioon käytön aikana,
6) juotteen ominaisuuksien on täytettävä rakenteelle kokonaisuutena asetetut tekniset ja toiminnalliset vaatimukset (lujuus, sähkönjohtavuus, korroosionkestävyys, kylmänkestävyys jne.),
7) juotokset, joilla on rajoitettu kiteytysväli, edellyttävät juottamisen pinnan valmistelun laatua ja varmistavat tarkan kapillaariraon, suurilla rakoilla on parempi käyttää komposiittijuotetta,
8) itsekastuvat juotokset, joissa ei ole sinkkiä ja muita korkean höyrynpaineen metalleja, soveltuvat parhaiten tyhjiö- ja juottamiseen suojaavassa kaasuympäristössä,
9) ei-metallisten osien juottamiseen käytetään juotteita, joissa on lisäaineita, joilla on korkein kemiallinen affiniteetti (keramiikkaan ja lasiin - zirkoniumin, hafniumin, indiumin, titaanin kanssa).
Juotokset luokitellaan useiden kriteerien mukaan:
1. Sulamispisteen mukaan:
a) matala lämpötila (Tm jopa 450 astetta, perustuu galliumiin, indiumiin, tinaan, vismuttiin, sinkiin, lyijyyn ja kadmiumiin): erityisen kevyesti sulava (Tm jopa 145 astetta), alhainen sulava (Tm = 145 .. 450 astetta) );
b) korkea lämpötila (Tm yli 450 astetta, perustuu kupariin, alumiiniin, nikkeliin, hopeaan, rautaan, kobolttiin, titaaniin): keskisulava (Tm = 450 ... 1100 astetta), korkea sulava (Tm = 1100 ... 1850 astetta. ), Tulenkestävä (Tm yli 1850 astetta.).
2. Sulatustavan mukaan: kokonaan ja osittain sulava (komposiitti, kiinteästä täyteaineesta ja matalassa sulava osa).
3. Juotteen hankintamenetelmän mukaan - valmis ja muodostettu juotosprosessissa (kosketusreaktiivinen juottaminen). Kosketusreaktiivisessa juotuksessa juote tuotetaan sulattamalla perusmetalli, välikappaleet (folio), pinnoitteet tai syrjäyttämällä metalli juoksutuksesta.
4. Juotteen koostumuksen pääkemiallinen alkuaine (pitoisuus yli 50 %): indium, gallium, tina, magnesium, sinkki, alumiini, kupari, hopea, kulta, nikkeli, koboltti, rauta, mangaani, palladium, titaani, niobium, zirkonium, vanadiini, kahden alkuaineen sekajuotokset.
5. Virtauksenmuodostusmenetelmällä: sulava ja itsevirtaava, joka sisältää litiumia, booria, kaliumia, piitä, natriumia. Fluxia käytetään oksidien poistamiseen ja reunojen suojaamiseen hapettumiselta.
6.Juotosvalmistustekniikan mukaan: puristettu, vedetty, meistetty, valssattu, valettu, sintrattu, amorfinen, raastettu.
7. Juotostyypin mukaan: nauha, lanka, putkimainen, nauha, levy, komposiitti, jauhe, tahna, tabletti, upotettu.
Matalan lämpötilan juotteista yleisimpiä ovat tinalle tarkoitetut lyijyjuotteet (Tm = 183 astetta tinapitoisuudella 60 %) Tinapitoisuus voi vaihdella 30 ... 60 %, Tm = 145 ... 400 astetta. Tämän alkuaineen suuremmalla pitoisuudella sulamislämpötila laskee ja seosten juoksevuus kasvaa.
Koska tinan ja lyijyn seos on altis hajoamiselle eikä se ole hyvin vuorovaikutuksessa metallien kanssa juottamisen aikana, sinkin, alumiinin, hopean, kadmiumin, antimonin ja kuparin seosaineita lisätään näiden juotteiden koostumukseen.
Kadmiumyhdisteet parantavat juotteiden ominaisuuksia, mutta ne ovat lisänneet myrkyllisyyttä. Ei-rautametallien - kuparin, alumiinin, messingin ja sinkkiseosten - juottamiseen käytetään korkean sinkkipitoisuuden omaavia juotoksia. Tinajuotteet ovat lämmönkestäviä noin 100 asteen lämpötilaan asti, lyijy - jopa 200 astetta. Lyijy syövyttää myös nopeasti trooppisessa ilmastossa.
Alhaisimman lämpötilan juotokset ovat galliumia sisältäviä formulaatioita (Tm = 29 °). Tina-galliumjuotteen Tm = 20 astetta.
Vismuttijuotteiden Tm = 46…167 astetta. Tällaisten juotteiden tilavuus kasvaa jähmettymisen aikana.
Indiumin sulamispiste on 155 astetta. Indiumjuotteet Niitä käytetään juotettaessa materiaaleja, joilla on erilaiset lämpötilalaajenemiskertoimet (esimerkiksi korroosionkestävä teräs kvartsilasilla), koska sillä on korkea plastisuusominaisuus.Indiumilla on hapettumisenkestävyys, alkalikorroosionkestävyys, hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus sekä kostuvuus.
Korkean lämpötilan juotteista sulavimpia ovat kuparipohjaiset yhdisteet... Kuparijuotetta käytetään teräksen ja valuraudan, nikkelin ja sen seosten juottamisessa sekä tyhjiöjuotuksessa. Kupari-fosforijuotteita (fosforipitoisuus enintään 7 %) käytetään kuparin juottamiseen vaihtoehtona hopeajuoteille.
Niissä on korkeampi plastisuus kuparijuotteita, joissa on hopea- ja mangaanilisäaineita... Mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi lisätään nikkelin, sinkin, koboltin, raudan, alkalimetallien, boorin ja piin lisäaineita.
Kupari-sinkkijuotteet tulenkestävämpiä (Tm yli 900 astetta. Sinkin määrällä jopa 39%), käytetään hiiliterästen ja erilaisten materiaalien juottamiseen. Sinkin haihtumisen muodossa tapahtuva hävikki muuttaa juotteen ominaisuuksia ja on haitallista terveydelle, samoin kuin kadmiumhöyryt. Tämän vaikutuksen vähentämiseksi juotteeseen lisätään piitä.
Kupari-nikkeli juotokset sopivat korroosionkestävien terästen osien juottamiseen. Nikkelikomponentti lisää Tm:ää. Sen vähentämiseksi juotteeseen lisätään piitä, booria ja mangaania.
Hopeajuotteet valmistetaan «kupari-hopea»-järjestelmän muodossa (Tm = 600 ... 860 astetta). Hopeajuotteet sisältävät lisäaineita, jotka vähentävät Tm:tä (tina, kadmium, sinkki) ja lisäävät liitoksen lujuutta (mangaani ja nikkeli). Hopeajuotteet ovat yleiskäyttöisiä ja niitä käytetään metallien ja ei-metallien juottamiseen.
Kun juotat kuumuutta kestäviä teräksiä, käytä "nikkeli-mangaani" -järjestelmän nikkelin juotoksia... Tällaiset juotokset sisältävät mangaanin lisäksi muita lämmönkestävyyttä lisääviä lisäaineita: zirkoniumia, niobiumia, hafniumia, volframia, kobolttia, vanadiinia, piitä ja boori.
Alumiinin juottaminen suoritetaan alumiinijuotetta lisäämällä kuparia, sinkkiä, hopeaa ja piitä Tm:n pelkistys. Viimeinen elementti muodostaa korroosionkestävimmän järjestelmän alumiinilla.
Tulenkestävien metallien (molybdeeni, niobium, tantaali, vanadiini) juottaminen suoritetaan puhtailla tai komposiittisilla korkean lämpötilan juotteilla, jotka perustuvat zirkoniumiin, titaaniin ja vanadiiniin. Volframijuotos, joka on valmistettu monimutkaisista juotteista järjestelmissä "titaani-vanadium-niobium", "titaani-zirkonium-niobium" jne.
Juotosten ominaisuudet ja niiden kemiallinen koostumus on esitetty taulukoissa 1-6.
Taulukko 1. Erittäin alhaalla sulavat juotteet
Taulukko 2. Joidenkin matalan lämpötilan metalliseosten ominaisuudet
Taulukko 3. Hopeaa/kuparia lisättyjen tinajuotteiden ominaisuudet
Taulukko 4 (osa 1) Tinan ja lyijyn juotteiden ominaisuudet
Lyijyttömät juotostekniikat: SAC-juotteet ja johtavat liimat