Цинковые припои пайки алюминиевых сплавов

Цинковые припои с кадмием, алюминием и медью применяют чаще всего для пайки алюминиевых сплавов . Важнейшее их преимущество — относительная легкоплавкость и хорошая коррозионная стойкость паянных ими соединений, особенно паянных цинковыми припоями, легированными алюминием и медью.
Цинк с алюминием образует эвтектику и широкую область твердых растворов. Цинковые припои для уменьшения эрозионного действия на алюминиевые сплавы легируют элементами, снижающими их температуру плавления и имеющими низкую предельную растворимость алюминия при температурах пайки. К таким элементам относятся, например, олово и свинец. Однако свинец в отличие от олова, образующего с цинком эвтектику, химически слабо взаимодействует с цинком (диаграмма состояния с монотектикой).
Введение в цинковые припои системы Zn—Al—Si РЗМ улучшает их плотность и повышает смачивающую способность по отношению к алюминию при пайке и напайке воздушно-пропановым пламенем. Термодинамический анализ показал возможность протекания процесса восстановления оксидов алюминия, марганца, кремния церием и празеодимом. Оксиды магния этими редкоземельными элементами не восстанавливаются.

• Соединения, паянные припоем № 1, не корродируют в кипящей воде после выдержки в течение 100 ч (Пат. № 55-60-40 Япония, кл. В 23 К 35/28, С 22 С 18/04).
• Коррозионная стойкость припоя № 3 обеспечивается при использовании цинка чистотой 99,99.
• Соединения, паянные припоем № 4 — имеют хорошую коррозионную стойкость в промышленной атмосфере и сопротивление срезу паяных соединений τ_ср = 65,8—74,6МПа.
• Припой № 6 нашел применение для абразивной пайки и для пайки с газопламенным нагревом.
• Припой № 8 — для ультразвуковой пайки труб погружением.
• Припой № 9 — для флюсовой пайки.

При пайке соединений из алюминия, меди и стали, работающих при температуре 100—150°С, Танака Уру и другие предложили припой, содержащий 2—7 % Ag, 1—2,5 % Сu; 1—7 %  Al, 0,5— 1% Cr, Zn — остальное. Температура плавления такого припоя 380—415°С. При низкотемпературной пайке тонкостенных изделий небольшого размера из алюминия, стали или меди может бытьиспользован цинковый припой, легированный 0,5—0,7%  Ag, 0,5— 2,5% Си, 0,5—2% Сг. Температура плавления этого припоя 400—500°С. Соединения, паянные таким припоем, работают до температуры 200°С и имеют коррозионную стойкость, более высокую, чем соединения, паянные свинцом или оловянно-свинцовыми припоями.
Содержание тех же компонентов в цинковых припоях, обеспечивающих повышенную теплостойкость, может быть несколько иным: 1,5 % Al, 0,5—2% Сu, 0,5—0,75% Сг и (или) 0,05—0,75% Ni, Zn — остальное. Температурный интервал плавления такого припоя 400—500°С, временное сопротивление в литом состоянии составляет более 98 МПа. Повышенное сопротивление срезу паяных соединений обеспечивается при введении в него 0,3—1% Al, 0,03—0,2% Mg. Магний, вероятно, замедляет развитие межзеренной коррозии цинковых сплавов. Припой может быть использован в виде прутков и прессованной проволоки.
Отмечается, что в цинковых припоях, предназначенных для пайки алюминия и алюминия с медью, бронзой, железом и др. и содержащих 0,5—4,5% Al, 0,1—4% Сu, 0,005—0,08 % Mg, до 0,5 % Сг, Zn — остальное, примеси, образующие с цинком легкоплавкие эвтектики, имеют отличный от цинка электродный потенциал и поэтому ускоряют точечную коррозию припоя. Содержание примеси олова, свинца и кадмия в подобных цинковых припоях не должно превышать 0,01 %. Железо не влияет на коррозионную стойкость и смачиваемость цинковых припоев; его содержание как примеси допустимо до 0,1 %. Для обеспечения высокой коррозионной стойкости цинковых припоев их изготовляют из достаточно чистых металлов.
Для пайки алюминиевых сплавов со сталью и медными сплавами рекомендован цинковый припой, содержащий 2—7% Ag; 1— 2,5% Cu, 1—7% Al, 0,1 — 1,5% Ni. Температура пайки 350°С, поэтому припой пригоден для алюминиевых сплавов, упрочняемых в процессе старения. Припой хорошо растекается и смачивает паяемую поверхность; отличается хорошей прочностью и пластичностью.