CC BY
248
Список литературы
1. Вайнштейн В. Э., Трояновская Г. И. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы. — М.: Машиностроение, 1968.
2. Брейтуэйт Е. Р. Твердые смазочные материалы и антифрикционные покрытия. — М.: Химия, 1967.
3. Landsdown A. R. Lubrication. — Oxford; N. Y.: Pergamon Press, 1982.
4. Стефановский Б. С., Скобцев Е. А., Кореи Е. К. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания. — М.: Машиностроение, 1972.
5. Лебедев О. Н., Сомов В. А., Калашников С. А. Двигатели внутреннего сгорания речных судов. — М.: Транспорт, — 1990.
УДК 621.3.049 Лю Чжао Цзюнь,
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРОШКОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРИПОЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПАЙКИ АНТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
RESEARCH OF POWDERS OG HIGH-TEMPERATURE SOLDER FOR TECHNOLOGIES OF THE SOLDERING OF ANTENNA DESIGNS
Приведены результаты исследования фракционного состава порошковых припоев для высокотемпературной пайки антенных конструкций из алюминиевых сплавов. Обоснованы процедуры нормализации отечественного припоя на основе порошка Нетрамм-12.
Results of research of fractional structure of powder solders for a high-temperature soldering of antenna designs from aluminium alloys are resulted. Procedures of normalisation of domestic solder on the basis of a powder of Netramm 12 are proved.
Ключевые слова: порошковый припой, высокотемпературная пайка, антенные конструкции
Key words: powder solder, high- temperature soldering, antenna designs
ФГОУ ВПО «Государственный университет аэрокосмического приборостроения»
НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ существует устойчивый интерес к переходу от пайки сложнопрофильных волно-
сплава АКД12-2С (ТУ 48-0106-66-88) — 30-40;
— флюс — 30-40;
— порошок алюминиево-кремниевого
водных конструкций в солевых ваннах к ресурсосберегающей технологии высокотемпературной пайки в электропечах.
Установить более конкретные значения для компонентов пасты ППС-600, а также рецептуру органической связки по имеющимся данным невозможно, поставки пасты практически не производятся, организации, располагающие учтенными экземплярами ТУ ИМАВ 017-001, неизвестны.
— связка органическая — остальное.
В действующем отраслевом стандарте
[1] допускается применение высокотемпературной печной пайки с использованием пасты ППС-600 (паста припойная силуминовая, температура пайки 600 °С).
Паста ППС-600 имеет следующий состав (в массовых долях) [2]:
Одним из основных компонентов высокотемпературных припойных паст для пайки
сложнопрофильных волноводных конструкций являются порошковые припои на основе силумина [3, 4]. На качество паяного соединения существенное влияние оказывает размер частиц припоя, что и потребовало количественной оценки фракционного состава порошков припоев.
Исследование высокотемпературных припоев было проведено на примере порошка Нетрамм-12 отечественного производства.
Порошковый припой Нетрамм-12 изготавливается методом электроимпульсного распыления расплава. Метод электроимпуль-сного распыления позволяет получать чистые порошки и гранулы с размерами частиц 100— 500 мкм, а также порошкообразные окислы металлов с размерами частиц 0,01-30 мкм.
Характеристики порошка высокотемпературного припоя на основе АКД-12 сведены в табл. 1, химический состав — в табл. 2.
Таблица 1
Свойства порошка высокотемпературного припоя
Наименование Состав металлической составляющей % (вес.) Размер частиц, мкм Интервал плавления, °С Температура пайки, °С Прочность на срез (20 °С), МПа
Нетрамм-12 (АКД-12-2С) А1-88 й-12 < 100 575-585 590 90-140
Для оценки фракционного состава по- бор сит (рис. 1), характеристики которых све-
рошка припоя Нетрамм-12 использовался на- дены в табл. 3.
Таблица 2
Химический состав порошка высокотемпературного припоя
Сплав Химический состав, % Температуры, °С
Си 8п А§ 2п Р А1 & N1 солидус ликвидус
Нетрамм-12 88 12 575 585
Рис. 1. Набор сит для оценки фракционного состава порошка припоя
Таблица 3
Характеристика набора сит
№ Диаметр, мм Глубина, мм Размер ячейки, мм
1 130 35 0,5
2 130 35 0,4
3 130 35 0,315
4 130 35 0,2
5 130 35 0,094
Оценка фракционного состава прове- навливались требования по размеру частиц,
дена для двух партий порошка Нетрамм-12 для партии № 2 определена предпочтитель-
(АКД-12-2С) в исходном состоянии (табл. 4, ность размеров частиц порошка от 200 до
5). Для партии № 1 изготовителю не уста- 300 мкм.
Таблица 4
Состав порошка Нетрамм-12 в исходном состоянии (партия № 1)
№ сита Вес сита, г Вес порошка с ситом, г Вес порошка, г
1 122,39 123,81 1,42
2 119,31 120,30 0,99
3 123,38 124,15 0,77
4 115,06 144,72 29,66
5 111,14 175,03 63,89
дно 139,91 151,03 11,12
После удаления мелкой фракции (<100 ние порошка АКД-12-2С по размеру частиц
мкм) установлено относительное распределе- припоя (рис. 2).
Таблица 5
Состав порошка Нетрамм-12 в исходном состоянии (партия № 2)
№ сита Вес сита, г Вес порошка с ситом, г Вес порошка, г
1 122,29 122,91 0,62
2 119,28 120,06 0,78
3 123,34 123,85 0,51
4 115,01 152,42 37,41
5 111,12 116,56 5,44
дно 139,90 140,88 0,98
0,1-0,2
0,2-0,3
Рис. 2. Фракционный состав порошка АКД-12-2С в исходном состоянии
Смещение максимума распределения на рис. 2 относительной доли порошка припоя с размерами частиц с 0,1... 0,2 мм (для исходной партии № 1) до 0,2.. .0,3 мм (для исходной партии № 2) указывает на необходимость согласования с изготовителем порошка по конкретным
требованиям к фракционному составу либо дополнительной обработки порошка со значительными отходами (до 50 % от исходной массы).
Размер частиц порошка из состава партии № 2 порошка Нетрамм-12 находился в пределах 100-300 мкм (рис. 3, а).
V
т * ■
Л, г
б
а
Рис. 3. Частицы исходного порошка припоя Нетрамм-12 фракции +100-300 мкм: а — в исходном состоянии; б — после обработки в торовой мельнице
Порошок местами имел темно-коричневую окраску, в некоторых местах — темносерую. Следовательно, имелось определенное загрязнение на поверхности порошков, которое тратится на работу флюса при нагреве и предотвращает растекание порошка по поверхности металла.
Частицы порошка имели округлую форму и разветвленную поверхность, что приводило к общему повышению удельной поверхности порошка, а следовательно, к повышению его реакционной способности с кислородом воздуха. На порошке наблюдались мелкие частицы, сцепленные с большой основной частицей.
Основной причиной плохой растекае-мости порошкового припоя явилось наличие пылевидной фракции частиц силумина на поверхности крупных частиц порошка, что приводило к повышенному содержанию кислорода и снижению из-за этого активности флюса и изменению его свойств.
Основной задачей дальнейших исследований явилась очистка порошка припоя от мелких загрязнений.
Для удаления загрязнения порошка мелкой фракцией рассмотрены: мокрая обработка в аттриторных мельницах в среде керосина и сухая обработка в вибрационных торовых мельницах с последующим просевом.
Мокрая обработка приводит к усложнению технологии отмывки и просева мелкой фракции. Заметно было ее проявление в виде взвешенных в керосине темных частиц, одна-
ко при попытке отмыть порошок и на сите 100 мкм отделить мелкие частицы от основного порошка не представилось возможным.
В связи с этим в основу был положен сухой метод. Эксперименты проводили в 5-литровой торовой мельнице со стальными шарами ШХ15 размером 15 мм. Проверялась различная загрузка порошка в мельницу и разное время обработки. Разная загрузка приводила к изменению интенсивности воздействия шаров на порошок. Загрузка принималась 100 и 50 % от номинальной. Время обработки выбиралось от 1 до 10 мин.
В результате проведенных экспериментов установлено, что отделение частиц мелкой (пылевидной) фракции происходит при очень небольшом воздействии на частицы и при малом времени обработки.
Увеличение времени обработки порошка из партии № 1 привело к появлению следов начала измельчения основного порошка и увеличению количества мелкой фракции. Лучший результат соответствовал 1 мин обработки порошка из партии № 2, не считая времени выгрузки при номинальной загрузке мельницы (рис. 3, б).
После обработки порошок просеивался на вибросите через сито 100 мкм, и та часть, которая прошла через сито 100 мкм, в дальнейшем не использовалась. Эта фракция составляла около 10 % по массе порошка.
Изменение фракционного состава порошка припоя после механической обработки для партий № 1 и 2 приведено в табл 6.
Таблица 6
Состав порошка Нетрамм-12 после обработки (партия № 1)
№ сита Вес сита, г Вес порошка с ситом, г Вес порошка, г
партия № 1
1 122,40 122,75 0,35
2 120,01 121,21 1,2
3 123,41 124,70 1,29
4 115,08 145,84 30,76
5 111,16 177,51 66,35
дно 140,01 149,51 9,5
Таблица 6 (Окончание)
партия № 2
1 122,39 122,39 0
2 119,31 119,31 0
3 123,38 123,39 0,01
4 115,06 122,33 7,27
5 111,13 125,21 14,08
дно 139,91 139,95 0,04
Относительное распределение порошка припоя определено по партиям № 1 и 2 соответственно: уточнен фракционный состав в исходном состоянии порошка и по окончании механической обработки и удалении пылевидной фракции (<100 мкм).
Механическая обработка для порошка по партии № 1 проводилась в течении 10 с, а для порошка партии № 2 — в течение 1 мин.
Изменение фракционного состава порошка припоя (для партии № 2) подтверждает эффективность механической обработки (рис. 4).
0,2-0,315
0,315-0,4
- - - - исх. сост.
--------после обработки
Рис. 4. Изменение фракционного состава порошка силумина (партия № 2) после механической обработки
Выводы
1. В качестве припоя рекомендуется припойная паста на основе порошка силумина АКД-12 (11-12,6 % 8І) в смеси с сухим флюсом марки 16 ВК. Порошок припоя дол-
жен иметь фракционный состав в пределах +100-300 мкм. Порошок Нетрамм-12 требует доработки: нормализации и рассева.
2. Для нормализации порошка Нетрамм-12 необходимо проводить обработку в
вибрационных торовых мельницах в течение сных пылевидных фракций. Последующее
короткого времени (1-5 мин) для очистки по- удаление пылевидной фракции осуществля-
верхности частиц порошка от мелкодиспер- ется просевом через сито 100 мкм.
Список литературы
1. ОСТ 4Г 0.054.317-84. Пайка конструкционная в производстве радиоэлектронной аппаратуры. Типовые технологические процессы.
2. Кургузов Н. В. Совершенствование технологии пайки конструкций из алюминиевых сплавов // Обмен производственно-техническим опытом. — 1987. — Вып. 5.
3. Балашов В. М., Семенова Е. Г., Трефилов Н. А. Технология производства антенн и устройств СВЧ. — М.: Изд-во МПИ «Мир книги», 1992.
4. Сторчай Е. И. Флюсовая пайка алюминия. — М.: Металлургия, 1980.
УДК 656.61.052.02 А. В. Саушев,
СЕТОЧНЫЙ МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ ОБЛАСТЕЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА СИМПЛЕКСНОГО ПОИСКА NET METHOD OF CONSTRUCTION OF AREAS OF WORKING CAPACITY TECHNICAL OBJECTS ON THE BASIS OF ALGORITHM OF SIMPLEX SEARCH
Рассматривается дискретный метод определения границы области работоспособности для технических объектов различной физической природы. Метод предполагает поиск первой граничной точки и обход области работоспособности по контуру. В основу метода положен адаптивный алгоритм симплексного поиска, позволяющий существенно сократить затраты времени на поиск искомого массива граничных точек и обеспечивающий возможность решения задачи для многомерного случая.
The discrete method of definition of border of area of working capacity for technical objects of the various physical nature is considered. The method assumes search of the first boundary point and detour of area of working capacity in a contour. The adaptive algorithm of simplex search allowing essentially to reduce an expense of time for search of a requiredfile of boundary points and providing possibility of the decision of a problem for a multidimensional case is put in a method basis.
Ключевые слова: область работоспособности, граничные точки, симплекс, алгоритм, адаптация, параметр, технические объекты
Key words: working capacity area, boundary points, a simplex, algorithm, adaptation, parametre, technical objects
канд. техн. наук, доц., СПГУВК
ЕОБХОДИМЫМ условием для ре- работоспособности в виде множества гра-
шения широкого круга задач синте- ничных точек. Области работоспособности
за и диагностирования технических определяются в пространстве внутренних
объектов является определение их областей (первичных) параметров объектов, к которым
