Применение активной среды позволяет паять предварительно покрытые медью, никелем или серебром магниевые сплавы при температуре 150-550С.
Разработано три способа пайки в этих средах.
1. Пайка магниевых сплавов по покрытию меди, никеля или серебра в аргоне, активированном парами хлористого аммония.
В качестве припоев используют сплавы с температурой плавления 200-300°С (например, оловянно-свинцовые). Нагрев и охлаждение производят в атмосфере аргона, содержащего пары хлористого аммония. Использование среды обеспечивает затекание припоя в зазор, качественное удаление окислов. Обработка поверхности после пайки не требуется. Предел прочности соединений 4-5 кгс/мм2.
2. Пайка с использованием припоев-паст на основе галлия. Процесс пайки можно осуществлять в среде аргона и азота.
Припои-пасты состава, приведенного в табл. 12, легко наносятся при комнатной температуре. Обе паяемые плоскости с нанесенным припоем приводят в контакт, который надо сохранить в процессе пайки.
Таблица 12. Припой-пасты на основе галлия для пайки магниевых сплавов.
Марка | Содержание компонентов, % по массе | Температура плавления основы пасты, °С | |||||
Mg | Cd | Zr | Sn | In | Ga | ||
1 | 4 | 4 | 4 | - | - | 88 | 29,8 |
2 | 4 | 4 | 1 | 11 | 25 | 55 | 10,6 |
Соединения, полученные этим методом, обладают достаточной герметичностью, предел прочности соединений внахлестку до 5 кгс/мм2. Отмечается нестабильность механических характеристик.
Содержание галлия в составе паст создает возможность получать температуру распайки значительно более высокую, чем температура пайки. Особенность этого метода пайки заключается также в возможности получения паяных соединений в широком интервале температур от 150 до 600°С, что расширяет диапазон применения пайки.
3. Контактно-реактивная пайка магниевых сплавов.
Соединение деталей этим методом осуществляют с применением промежуточных прокладок металлов-припоев, образующих с магнием эвтектики. В качестве припоев целесообразно использовать медь или никель (толщиной ~ 20 мкм). Процесс осуществляется в нейтральной среде, азоте или вакууме при обеспечении постоянного поджатая в процессе пайки. Температура пайки 450-600°С.
Предел прочности соединений внахлестку не превышает 3-5 кгс/мм2.
Разновидностью этого метода пайки является контактно-реактивная пайка сопротивлением с удалением жидкой фазы. Этим методом соединяют детали встык. Продолжительность нагрева составляет доли секунды (например, для детали диаметром 10 мм время нагрева при пайке 0,45 с).
Этот метод пайки обеспечивает получение высокопрочных соединений, сохранение чистоты поверхности соединяемых деталей и в значительной степени свойств основного металла.
Характер коррозионного разрушения паяных соединений магниевых сплавов отличается от коррозионного разрушения других материалов. Шов является катодным участком из-за низкого электродного потенциала магния, в результате чего разрушению подвергается основной материал. Это способствует сохранению прочности паяного соединения.
Для предотвращения и уменьшения коррозии после пайки детали анодируют (под окраску) в электролите, состав которого приведен в табл. 13.
Таблица 13. Состав и режим работы ванны для анодирования магниевых сплавов.
Компоненты | Содержание, г/л | Температура, °С | Продолжительность обработки, мин | Плотность тока, А/дм2 |
Кислый фтористый аммоний | 250-300 | 70-80 | 30-40 | 5-6 |
Двухромовокислый натрий | 60-80 | |||
Ортофосфорная кислота | 60-70 |
Равномерную, устойчивую к истиранию и поддающуюся полированию поверхностную пленку, которая (после дополнительного воскования) обладает высокой коррозионной стойкостью в средах с большой относительной влажностью, дает обработка магниевых изделий (после пайки) в ванне следующего состава (% по массе):
Азотная кислота - 0,5-3,0
Плавиковая кислота - 0,2-3,0
Трехокись хрома - 2-20
Ортофосфорная кислота - 0,5-5,0
Ванна работает при низких температурах, время обработки 2-10 мин. В атмосферных условиях эти меры защиты обеспечивают достаточную устойчивость магниевых сплавов против коррозионного разрушения.