Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия

С. А. Таволжанский, доцент кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов (ЛТиХОМ), эл. почта: Stavolj@gmail.com
В. Е. Баженов, доцент кафедры ЛТиХОМ, эл. почта: V.E.Bagenov@gmail.com
И. Н. Пашков, профессор кафедры ЛТиХОМ, эл. почта: Pashkov_prof@mail.ru

Высокотемпературные медно-фосфорные припои применяются для пайки меди и медных сплавов вместо серебросодержащих припоев начиная с 1970-х годов. В РФ наиболее востребованными припоями являются сплавы ПМФ7 и П14, которые чаще всего применяют в виде проволоки и прутков диаметром от 2 мм. Недостатком медно-фосфорных припоев является их плохая технологичность относительно обработки давлением стандартными методами из-за присутствия в структуре значительного количества хрупкого фосфида меди, что обусловливает необходимость поиска альтернативных методов их изготовления. Одним из возможных способов изготовления медно-фосфорных припоев в виде проволоки и прутков является технология непрерывного литья с вытягиванием заготовки вертикально вверх. Учитывая, что данные припои в мировой практике не изготавливаются методом литья, были проведены сравнительные исследования механических свойств, структуры и качества поверхности заготовок припоев из сплавов ПМФ7 и П14 диаметром 2,5 и 3 мм, полученных горячей экструзией и непрерывным литьем. Горячая экструзия проведена на вертикальном гидравлическом прессе усилием 300 тс (~2,9.10⁶ Н), непрерывное литье — на экспериментальной установке с устройством вытягивания, управляемым сервоприводом. Образцы для исследований изготовлены на предприятии АО «Аларм» (Москва). Установлено, что заготовки припоев, полученные непрерывным литьем, отличаются от прессованных заготовок более блестящей и менее окисленной поверхностью. Несмотря на то, что механические свойства литых заготовок несколько хуже, чем прессованных, это не является ограничивающим фактором их применения. Показано, что более высокие механические свойства прессованных заготовок объясняются трансформацией в процессе деформации хрупкой матрицы, состоящей из Cu₃P, в пластичную на основе -Cu. Проведенные исследования показали, что литые проволочные заготовки из сплавов ПМФ7 и П14 диаметром 2,5 и 3 мм можно использовать для пайки меди и медных сплавов вместо аналогичных припоев, полученных горячим прессованием.

1. Асиновская Г. А., Гаген-Торн К. В., Ильина И. И. Разработка и исследование меднофосфористого припоя марки ПМФОЦр с улучшенными свойствами // Труды ВНИИавтогенмаша. Вып. 21. — М. : ВНИИавтогенмаш, 1977. — С. 89–95.
2. Справочник по пайке / под ред. И. Е. Петрунина. 3-е изд. — М. : Машиностроение, 2003. — 480 с.
3. Herriot G., Baudelet B., Jonas J. Superplastic behavior of twophase Cu – P alloys // Acta Metallurgica. 1976. Vol. 24. P. 687– 694.
4. Takemoto T., Okamoto I., Matsumura J. Phase diagrams of Cu – Ag – P and Cu – Sn – P ternary brazing filler metals — Copper Phosphorus brazing filler metals with low melting temperature — Report II // Transactions of JWRI. 1987. Vol. 16, No. 2. P. 301–307.
5. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки : справочник. 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Инновационное машиностроение, 2016. — 360 с.
6. Zhang G., Zhong S., Cheng Y., Qi B. Compound non-silver copper-phosphorus-tin filler metals used for brazing brass/copper // Hanjie Xuebao/Transactions of the China Welding Institution. 2017. Vol. 38, No. 12. P. 33–36.
7. Sheppard T., Yiu H. L. Microstructure and properties of some extruded copper-phosphorus alloys // Metal Science. 1984. Vol. 18. P. 439–448.
8. Rantanen M. Upward continuous casting technique in the production of nonferrous wires // Wire journal. 1980. Vol. 67, No. 3. P. 102–104.
9. Schlesinger M. E., King M. J., Sole K. C., Davenport W. G. Extractive metallurgy of copper, firth edition. — Oxford : Elsevier, 2011. — 472 p.
10. Tavolzhanskii S. A., Bazhenov V. E., Pashkov I. N. Composition, properties, application, and manufacturing features of binary copper-phosphorus solders // Metallurgist. 2016. Vol. 60, No. 7-8. P. 750–757.
11. Таволжанский С. А., Колетвинов К. Ф. Разработка и применение способа непрерывного литья вверх заготовок высокотемпературных припоев малого сортамента // Цветные металлы. 2015. № 11. С. 85–89.
12. ГОСТ 860–75. Олово. Технические условия. — Введ. 1977–01–01. — М. : Изд-во стандартов, 1977. — 11 с.

13. ГОСТ 859–2014. Медь. Марки. Введ. 2015–07–01. — М. : Стандартинформ, 2015. — 6 с.
14. Yiu H. L., Sheppard T. Deformation of Cu – P alloys at high temperatures // Materials Science and Technology. 1985. Vol. 1. P. 209–219.
15. Tavolzhanskii S. A., Pashkov I. N., Koletvinov K. F. Developing and using alternative methods of continuous casting to make a narrow range of high-temperature solders // Metallurgist. 2014. Vol. 57, No. 9-10. P. 944–948.