Припой ювелиров

Физико-химические свойства

Серебряный припой – дело особое и требующее специального внимания. Дело в том, что он великолепно подходит для так называемой ступенчатой пайки, которая относится к современным технологиям работы с металлами.

Некоторые серебряные сплавы выдерживают очень высокую температуру – вплоть до 600°С. Именно это свойство и объясняет высокое качество пайки с такими сплавами.

Чистые серебряные припои, конечно используются, но только в ювелирном деле, что вполне понятно.

Сертификат на мягкие припои.

Свойства сплавов зависят, прежде всего, от доли серебра. Если, например, его содержание выше 50%, сплав становится пластичным и устойчивым к значительным нагрузкам. Все возможные варианты серебряных сплавов изложены в специальном стандарте – это ГОСТ 19738-74 «Припои серебряные».

Отличный вариант для экономии средств – домашнее производство серебряного сплава для пайки своими руками, которое мы также разберем.

В таких сплавах серебро далеко не всегда является главным элементом. Оно, к примеру, чрезвычайно популярно при пайке нержавейки или других сложных металлов. Всем известно правило – чем выше серебряный процент в припое, тем пластичнее и крепче получается соединение при пайке.

Кроме того, температура плавления серебряного припоя с высокой долей основного металла дает большую свободу в выборе температурного диапазона в использовании готового изделия.

Один из самых распространенных составов серебряного припоя следующий:

• серебро – 30%;
• медь – 20%;
• цинк – 16%;
• кадмий – 33%

Если вы повысите долю серебра для пайки свыше 50%, вы получите смесь металлов с высокой текучестью и отличной устойчивостью изделия к нагрузкам в дальнейшем.

Слово «приготовить» – вполне подходящее выражение в этом разделе, потому что серебряный припой можно приготовить множеством способов, включая старинную технологию. Сразу заметим, что здесь нужна практика, чтобы достичь совершенства.

ГОСТ на серебряные припои.

В старинном рецепте нужны две монеты: медный пятак выпуска 1962 года и полтинник выпуска 1924 года, а к ним дополнительно металлы, газовая горелка для пайки серебра и ложка.

Начинается как в сказке: в ложке плавим серебро. Затем опускаем медный пятак и перемешиваем, покатывая ложку. Чем терпеливее вы будете катать ложку, тем качественнее будет перемешивание. После этого раствор выливается в форму для металла под названием «ингус» и вновь раскатывается.

Приготовленный таким примитивным способом сплав на самом деле обладает очень высокими качествами: это чистая проба №900.

Важным фактором в качестве приготовления является свежий флюс. За пламенем в горелке нужно следить самым внимательным образом: оно должно быть мягким, а не очень горячий огонь должен напоминать по очертаниям метлу. В этом случае шов получится по-настоящему качественным.

Для ремонта изделий припой делают легким вот в каком составе:

• серебро – 7 частей;
• латунь – 2,8 части;
• цинк – 0, 35 части.

Запасаемся для работы следующими материалами:

• ложка;
• горелка для пайки;
• шкурка или наждачная бумага;
• ножницы, фальцы, весы;
• лопатка для перемешивания;
• бура для добавки в готовый расплав.

Можно добавлять цинк в чистом виде, а можно в сплаве с латунью или медью. Часто цинк добавляют, завернув его в фольгу. Начинаем прокатывать состав. Готовый прокатный лист разрезаем ножницами.

Достоинства

Благородный металл в чистом виде имеет высокую пластичность и температуру плавления. Серебро без добавок применять в качестве припоя невозможно и нецелесообразно. Вкладывать энергию для достижения при 962 ℃ расплавленного состояния и получать в результате мягкий шов не имеет смысла.

Выгодно и удобно использовать сплав серебра с другими металлами. Чаще всего добавляют медь. Во многих составах присутствует цинк. В мизерных количествах, не превышающих доли процентов, в металлические композиты вводят железо, свинец, висмут.

Сплавы из группы серебряных припоев хорошо обволакивают рабочие детали, способствуя образованию прочных швов. Места соединений не окисляются; выдерживают механические и вибрационные нагрузки.

Серебросодержащий сплав может применяться для пайки металлических изделий самых разнообразных составов. Для каждой практической ситуации в имеющемся ассортименте можно найти подходящие марки серебряных припоев.

Они имеют разное соотношение компонентов; отличающиеся показатели плотности и удельного электрического сопротивления; могут содержать легирующие добавки, улучшающие технические характеристики.

Процентное содержание серебра

Состав всех применяемых для пайки серебряных сплавов регламентирует ГОСТ.

В маркировках рядом с понятным сокращением ПСр всегда присутствуют числа. Они указывают на процентное содержание серебра.

В целом наблюдается следующая тенденция: сплавы с большой концентрацией благородного металла (50%, 72%) имеют маленькие значения удельного сопротивления. Их используют для формирования соединений с большой электропроводностью.

Серебряные припои с относительно невысокой концентрацией серебра (40-62%) применяют для пайки деталей, которые не будут сильно нагреваться.

Недорогие металлические сплавы с содержанием серебра от 10% до 45% широко используются в машиностроении. Металлические композиты с низкой концентрацией серебра позволяют получить твердый шов.

Практически все серебряные припои имеют в сплаве железо, свинец, висмут. Суммарное количество добавок составляет чуть более 0,1%.

Многие радиолюбители используют в работе оловянно-серебряные припойные составы, содержащие всего 2% дорогого металла, 62 % олова и 36% свинца. Сплав легко переходит из жидкого состояния в твердое, хорошо проводит электрический ток.

Помимо отечественных материалов поставщиками предлагается большое количество импортных серебряных припоев. Цена на них, естественно, выше, а качество вполне сравнимо с российской продукцией.

Как выбрать правильный припой?

Не так уж это и просто – выбрать самый подходящий вариант из огромного числа самых разных сплавов. Понятно, что, если для вас важнее всего устойчивость к вибрационным нагрузкам и высокое сопротивление к ударам, вам следует остановить свой выбор на опциях с высоким содержанием серебра.

Такой же выбор относится и к работе с холодильной и климатической аппаратурой.

Если в сплаве имеется кадмий, то имеет место повышенная хрупкость – именно поэтому он редкий элемент в припоях на основе серебра.

А вот фосфор – популярнейшая добавка благодаря своему свойству снижать температуру плавления, что полезно при работе с нержавеющей сталью, алюминием и другими сложными металлами.

Применения недорогих марок

Самое низкое содержание серебра и высокую температуру плавления, равную 830 ℃, имеет припой ПСр-10. Помимо 10% серебра в сплаве содержится 53% меди и около 73% свинца.

Указанное содержание благородного металла является минимально возможным в средствах для твердого спаивания. Образующийся шов выдерживает нагревание до 800 ℃.

Данный серебряный материал предназначен для пайки стальных сплавов, композиций из цветных металлов. Им можно паять латунь с большой концентрацией меди (более 58%).

Важно помнить, что температура эксплуатации спаянных деталей, не должна быть больше температуры плавления данного серебряного припоя.

Сплав, содержащий 12 % серебра, рекомендуют применять для меди; латуни с содержанием меди, достигающем 58 %.

Пайка недорогим серебряным припоем ПСр-25 позволяет получить особо чистый шов. Содержание серебра, равное 25%, обуславливает не очень высокие прочностные характеристики соединения. В припое также присутствует 40% меди, около 35% цинка.

Для тонкой работы имеющихся показателей стойкости к ударам бывает достаточно. Если предстоит прочно припаять крупные детали, следует выбрать другой состав.

Процентное содержание серебра

Серебряный припой марки ПСр 40 образует швы с хорошей прочностью и пластичностью. Его рекомендуют применять для работы с подвижными деталями. После застывания соединение может деформироваться без нарушения целостности и прочности.

Невысокая температура плавления позволяет проводить работу дома. Для спайки указанным серебряным припоем пригодны медно-никелевые, нержавеющие, жаропрочные сплавы, бронза, латунь, ковар.

Состав ПСр-45 позволяет прочно припаивать толстые стыки (до 3 мм включительно). Швы выдерживают удары, вибрацию, влияние окислительной среды, не образуют трещин.

Результат во многом обусловлен тем, что расплавленный серебряный припой хорошо обволакивает рабочую зону. Сплав используют для пайки деталей из меди, никеля, стали, бронзы.

Припой ПСр-65, содержащий помимо обозначенного в маркировке количества серебра, 20% меди и около 15% цинка, имеет узконаправленное применение. Им спаивают полотна ленточных пил.

Серебряный сплав ПСр-70 имеет большую цену. Концентрация благородного металла в нем составляет 70%. Помимо этого в состав входит около 26% меди, приблизительно 3% цинка 0,1% железа, по 0,005 % свинца и висмута.

Этот серебряный припой имеет хорошую электропроводность, применяется при спаивании электрических узлов. Место соединения проводов, полученное данным методом, существенно не уменьшает способность всей системы проводить ток.

Близки по элементному составу сплавы ПСр-71 и ПСр 72. Они содержат 71% и 72%, соответственно, серебра. Чуть более 0,1% составляют железо, свинец и висмут. В припое ПСр-71 имеется 1% фосфора.

Состав с концентрацией серебра 70-80% применяются для ремонта ювелирных украшений. Другие направления использования ограничивает высокая стоимость припойных материалов с большим количеством благородного металла.

Плавка припоя

Если вы решили обойтись без старинных рецептов, запасайтесь вот какими материалами:

• емкость с водой;
• древесная смесь с углем;
• бура;
• тигель и железный крюк.

Состав припоя и его температура плавления.

Металлы плавим в тигле, который нужно поместить в горн или нагревать его паяльной лампой. Во время расплавки обязательно добавляем буру. Важно знать и выполнять четкую очередность процесса. Главное – плавить первым делом тугоплавкие металлы, и только потом – легкоплавкие.

Жидкие металлы постоянно перемешиваются в тигле крюком или деревянной палкой. Процесс лучше разделить на два этапа. Тигель с расплавленными металлами вынимают из горна, а металл соединяют с водой. Образующиеся при этом мелкие капли металла высушивают и снова переплавляют, добавив буры.

После окончательного расплавления припой переливаем в форму. Когда он застынет, прокатываем его в полосы.

Важнейшая часть процесса пайки серебром в домашних условиях – переход сплава из жидкого состояние в твердое. Сначала смесь плавится, а затем отливается в ингус.

Подготовка ложки заключается в следующем: на ее дно кладется картон прямоугольной формы, поверх него – пластина, чтобы ее края обворачивали края ложки. Картонные листы тщательно обжимаются, образуя ложе вогнутой формы.

Лом с пробой 875 смешивается с остальными частями. В качестве флюса выступает бура.

Пропорция серебра пробы № 875 и меди составляет ровно 4:1 (три медных пятака и один полтинник), буру добавляют из расчета одна часть на десять частей шихты.

Ингус или другую форму смазывают воском и ставят рядом с горелкой. Дело в том, что расплав ни в коем случае не должен остывать. Поэтому его выливают в хорошо нагретый ингус. Затем форму отправляют под холодную воду для охлаждения. Остывший брусок вынимается.

Какие флюсы подходят

Назначение флюсов – защита металла спаивания от воздействия окислов с помощью изоляции участка пайки от воздуха. Самый частый состав флюсов для ремонтов – смесь поташа с бурой в равных пропорциях, иногда вместо поташа берут соду.

Чтобы получить порошковую буру, нужно предварительно просушить водный раствор буры. Это сделать лучше на обычной газовой плите в фарфоровой емкости для выпаривания.

Как только раствор превратится в кристаллы, их нужно измельчить до состояния порошка. Удалять флюс нужно после пайки слабым подогретым кислотным раствором.

Для образования качественного шва при пайке детали предварительно обрабатывают флюсами. Они убирают слой грязи, оксидов с рабочей поверхности; препятствует процессам окисления расплава; уменьшают поверхностную напряженность жидкого металла.

Благодаря флюсам припойная масса полностью обволакивает необходимые для пайки части деталей, способствует их прочному соединению.

В качестве флюсовой добавки часто применяют насыщенный раствор буры. Готовят его просто:

1. В сухой порошок вливают тонкой струйкой дистиллированную воду и греют смесь до прозрачного состояния.
2. После остывания из насыщенного раствора выкристаллизовывается осадок.
3. Если жидкости над осадком получилось много, ее сливают.
4. Остальную массу растирают до состояния густой сметаны.

Полученный таким методом флюс можно использовать в диапазоне температур от 500 до 900 ℃.

Альтернативный вариант – готовое средство, содержащее около 35% ангидрида борной кислоты, 42% фторида калия, около 23% тетрабората калия.

При желании подобный флюс можно сделать самостоятельно. Сначала следует прокалить фторид калия на обычном противне. Для этого достаточно прогревания при температуре 250 ℃ на протяжении 4 часов.

Все компоненты нужно аккуратно взвесить, перемешать, расплавить, охладить.

Застывший сплав, расколов на куски, следует тщательно измельчить. Можно взять для этого мельницу. В конечном итоге должен образоваться мелкий порошок, типа пудры.

Для получения однородного флюса порошок нужно просеять и быстро закрыть герметично. Он может поглотить влагу из воздуха, потерять свойства.

При необходимости особо тщательного заполнения всех микрополостей в рабочей зоне применяют флюсы с тетрафторборатом калия, для приготовления которого нужна плавиковая кислота. Получение такого флюса требует специальных условий и навыков. Лучше приобрести готовую смесь.

Среднеплавкие сплавы

Серебряный припой обладает уникальным качествами:

• высочайшая прочность;
• устойчивость к коррозии и в агрессивных средах;
• низкая температура плавления;
• высокая теплопроводность.

Приготовление серебряного припоя – дело несложное, творческое и весьма увлекательное. А если учесть при этом значительную экономию средств, то пайка серебра – метод, которому стоит научиться.