Нужна консультация специалиста по металловедению.

Потребовался мне среднеплавкий припой, который бы лип как к цветному металлу (медь и её сплавы), так и к черному (железо, сталь). 

Как подходящий вариант вижу для использования в качестве припоя сплавы на основе олова, либо олово-медь, либо олово-серебро. Но не могу разобраться в двойной диаграмме, какое соотношение металлов будет оптимальным для температуры плавления около 400 град. Помогите разобраться.

https://markmet.ru/diagrammy-splavov/diagramma-sostoyaniya-sistemy-med-olovo-cu-sn

https://markmet.ru/diagrammy-splavov/diagramma-sostoyaniya-sistemy-serebro-–-olovo-ag-sn

Второй вопрос: у какого сплава механические свойства будут лучше, чтобы не такой пластичный как олово, и не хрупкий в то же время.

Третий вопрос: есть ли какие-либо тонкости в технологии приготовления сплава? Предполагаю, что сперва расплавляется более тугоплавкий металл, затем в него вносится олово, но так ли это?

И последний вопрос: какие флюсы можно применить для данного припоя?

Как вариант могу рассмотреть свинцово-цинковый баббит, но он для меня вообще темный лес...

Припой нужен для припаивания "гвоздика" (кусок проволоки с небольшой шляпкой) к более массивной плоской детали. Возможны нагрузки на излом соединения, оловянно-свинцовые припои не держат, серебряный не подходит, так как им спаяна вся массивная деталь, и при пайке "гвоздика" всё остальное может развалиться.

Погляди тут например

2 минуты назад, Grey67 сказал:

Погляди тут например

Спасибо, это не то, что мне нужно. Потребность в среднеплавком припое - до 15 граммов (!) в год. Мне проще его сварить самому, во всяком случае серебряные готовлю при необходимости, поэтому и прошу помощь металловедов.

49 минут назад, Виталий Д. сказал:

серебряный не подходит, так как им спаяна вся массивная деталь

Серебряные припои тоже разные, посмотри ПСрМц37,5, например. Он достаточно легкоплавкий, флюс нужен ПВ209 (все по памяти, может где и ошибся). Да, купить можно в магазинах для зубных техников.

5 минут назад, starik_sedoi сказал:

ПСрМц37,5,

Температура плавления:

верхняя критическая точка 810°С

нижняя критическая точка 725°С

А мне нужен припой с температурой плавления 400-450,не более 500, град.

Я паяю ПСр 72, Температура плавления: 654-779 °C.

Гляньте цинковые припои HTS2000. 

Припоем можно паять следующие металлы и сплавы:

Алюминий и его сплавы

Сплавы титана

Сплавы латуни

Сплавы никеля

Сплавы меди

Оцинкованные части

Любой пористый металл

"Я этим припоем паял стальные цинкованные болты к алюминевой пластине, при попытке оторвать болт, пластина рвалась"

10 минут назад, lekalschik сказал:

Гляньте цинковые припои HTS2000. 

Спасибо, но он не идет для пайки стали и железа.

Можно же залудить стальную деталь предварительно. Латунью или тем же серебром.

23 минуты назад, lekalschik сказал:

Можно же залудить стальную деталь предварительно. Латунью или тем же серебром.

Да, это интересный вариант, тем более, что лудить перед пайкой любым припоем (кроме твердых) всё равно придется, скорее всего.

Спасибо, принял к сведению.

В 30.12.2022 в 14:59, Виталий Д. сказал:

какое соотношение металлов будет оптимальным для температуры плавления около 400 град.

Никакое. В этих системах всё, что в середине - крайне хрупкие интерметаллиды (поэтому промышленных оловосодержащих припоев для таких температур и не бывает). Для 400С, возможно, подойдёт что-нибудь на цинковой основе.

В 30.12.2022 в 14:59, Виталий Д. сказал:

Но не могу разобраться в двойной диаграмме, какое соотношение металлов будет оптимальным для температуры плавления около 400 град. Помогите разобраться.

В двойных системах есть однофазные и двухфазные области, которые чередуются по горизонтали. Если область не подписана, то состояние в ней легко определить оценив пограничные с ней однофазные области. Например в системе "Сu-Sn" возьмём сплав ~93%Sn (отмечен на рис. красным) . Он начинает кристаллизацию при 400°С, т.к. выше этой температуры расположена однофазная область Ж, а ниже - двухфазная область Ж+"эта-фаза" ("эта-фаза" химическое соединение, интерметаллид). От 400° до 227°С сплав в двухфазном состоянии, т.е. в этом интервале температур идёт процесс кристаллизации, который заканчивает при температуре 227°С, т.к. ниже 227° сплав попадает в двухфазную область "эта-фаза"+олово.

В 30.12.2022 в 14:59, Виталий Д. сказал:

Второй вопрос: у какого сплава механические свойства будут лучше, чтобы не такой пластичный как олово, и не хрупкий в то же время.

Чем меньше интерметаллидов, тем выше пластичность. Чем больше интерметаллидов, тем выше твердость и до определённого момента прочность. Начиная с некоторого критического значения доли интерметаллидной фазы прочность и пластичность могут резко падать (зависит от строения сплава). Также свойства сильно зависят от вредных примесей в сплаве (оксидов, нитридов, сульфидов и др.), количество которых зависит от металлургической технологии.

В 30.12.2022 в 14:59, Виталий Д. сказал:

Третий вопрос: есть ли какие-либо тонкости в технологии приготовления сплава? Предполагаю, что сперва расплавляется более тугоплавкий металл, затем в него вносится олово, но так ли это?

Тонкости в технологии металлургической выплавки настолько сложны и многообразны, что порой профессиональному металловеду не под силу с ходу разобраться. Не важно, что плавить первым (да простят меня литейщики), главное оптимально осуществить процесс кристаллизации, обеспечив однородную, как правило, изотропную структуру. 

В 30.12.2022 в 14:59, Виталий Д. сказал:

И последний вопрос: какие флюсы можно применить для данного припоя?

Выбор флюса зависит, главным образом, от вида спаиваемого материала, т.к. нужно растворить оксидную плёнку. Для меди это канифоль, для железа - ортофосфорная кислота. И первый флюс и второй легко испаряются при пайке.

Добавлю также, что использование равновесных диаграмм состояния для выбора температуры плавления и кристаллизации припоя не очень корректно, т.к. реальная кристаллизация припоя намного быстрее, чем сплава показанного на диаграмме. Другими словами рабочие температуры плавления и кристаллизации припоя могут сильно не совпадать с теми, которые показаны на диаграмме. По той же причине могут нарушаться фазовые соотношения в сплаве или появляться неблагоприятные структуры сильно понижающие свойства припоя. Кроме того, при выборе сплава для припоя также нужно учитывать величину краевого угла смачивания.

В итоге получается, что оптимизация хим. состава сплава для припоя - это многофакторная задача, которую не так-то просто решить. Может всё-таки решение искать в другой плоскости?

В 30.12.2022 в 15:06, Виталий Д. сказал:

серебряный не подходит, так как им спаяна вся массивная деталь, и при пайке "гвоздика" всё остальное может развалиться.

Ключевое слово "может". Вероятность брака очевидно сильно зависит от того, как паять и каким инструментом.

Weilant, спасибо, буду искать дальше.

ilia-ilich, огромное спасибо за развернутый и подробный ответ. 

Я думал, всё несколько проще, теперь вижу, что глубоко ошибался.

Ещё раз всем спасибо за ответы.

33 минуты назад, ilia-ilich сказал:

оптимизация хим. состава сплава для припоя - это многофакторная задача, которую не так-то просто решить. Может всё-таки решение искать в другой плоскости?

Да я ищу. Просто проверяю все возможные варианты. 

18 минут назад, Виталий Д. сказал:

Да я ищу. Просто проверяю все возможные варианты. 

На эту температуру имхо подойдет цинковый припой castolin 192FBK. Трубочка и флюс внутри трубочки.

Припой для алюминия, но по стали и медным сплавам тоже растекается.

2 часа назад, mirs сказал:

На эту температуру имхо подойдет цинковый припой castolin 192FBK

Спасибо, попробую.