Пайка
Пайкой называется процесс соединения металлов посредством введенного между ними расплавленного связующего материала - припоя. Последний заполняет зазор между соединяемыми деталями и, застывая, прочно соединяется с ними, образуя неразъемное соединение.
При пайке припой нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления, но не достигающей точки плавления металла соединяемых деталей. Становясь жидким, припой смачивает поверхности и заполняет все зазоры за счет действия капиллярных сил. Происходит растворение основного материала в припое и их взаимная диффузия. Застывая, припой прочно сцепляется с паяемыми деталями.
При пайке должно выполняться следующее температурное условие: Т1<Т2<Т3<Т4, где: Т1 – тем-ра, при которой паяное соединение работает; Т2 - тем-ра плавления припоя; Т3 - тем-ра нагрева при пайке; Т4 - тем-ра плавления соединимых деталей.
Места пайки, в которых восковки прикрепляются к центральному литнику, должны быть гладкими, без углов, так как это может вызвать усадку литника в форме (рис. 1). Усадка может затруднить протекание жидкого металла в отливку и повлечь за собой неметаллические включения из-за разрушения формомассы в зоне сужения при литье жидкого металла.
Рисунок 1 - Правильное соединение восковки с центральным литником.
Припои
Смачиваемость. Прежде всего, припой должен обладать хорошей смачиваемостью по отношению к соединяемым деталям. Без этого будет просто отсутствовать контакт между ним и паяемыми деталями.
Температура плавления. Припой должен иметь температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых деталей, но выше той, при которой соединение будет работать. Температура плавления характеризуется двумя точками - температурой солидуса (температура, при которой плавится самый легкоплавкий компонент) и температурой ликвидуса (наименьшим значением, при которой припой становится полностью жидким).
Разница между температурами ликвидуса и солидуса называется интервалом кристаллизации. Когда температура соединения находится в интервале кристаллизации, даже незначительные механические воздействия приводят к нарушениям кристаллической структуры припоя, в результате чего может возникнуть его хрупкость и возрасти электрическое сопротивление. Поэтому необходимо соблюдать очень важное правило пайки - не подвергать соединение никакой нагрузке до полного окончания кристаллизации припоя.
Кроме хорошей смачиваемости и необходимой температуры плавления, припой должен обладать еще рядом свойства:
· Содержание токсичных металлов (свинца, кадмия) не должно превышать установленных значений для определенных изделий.
· Должна отсутствовать несовместимость припоя с соединяемыми металлами, которая может привести к образованию хрупких интерметаллических соединений.
· Припой должен обладать термостабильностью (сохранением прочности паяного соединения при изменении температуры), электростабильностью (неизменностью электрических характеристик при токовых, тепловых и механических нагрузках), коррозионной стойкостью.
· Коэффициент теплового расширения (КТР) не должен сильно отличаться от КТР соединяемых металлов.
· Коэффициент теплопроводности должен соответствовать характеру эксплуатации паяного изделия.
Сборка восковых изделий
Отлитые восковые и пластиковые модели термошпателем сваривают с восковым стояком, установленном на резиновой опоре – башмаке, формируя таким образом ёлку. Восковки сажают на елку по спирали, соблюдая необходимое расстояние между деталями, что упрощает процесс откусывания отлитых металлических изделий. Также важно сохранять угол наклона восковки к стояку. Помимо отливок к ёлке приваривают две пластины (одну к вершине, одну к основанию), именуемых свидетелями; они нужны для подтверждения пробы.
Дефекты восковок и методы их устранения
Неслитина - след неполного соединение потоков воска. Для устранения нужно припудрить форму тальком или немного повысить давление запрессовки. Также дефект может быть вызван недостаточной температурой модельного состава.
Недолив - неполное заполнение воском формы. Для устранения данного дефекта необходимо увеличить давление запрессовки или температуру воска. Причиной также может быть загрязнённая полость пресс-формы.
Залив - воск, попавший в разрез формы. Отрегулированное давление зажима формы поможет избежать этого дефекта, так как его причиной является как слабый прижим, так и пережим формы. Также можно уменьшить давление запрессовки.
Перекос - сдвинутые по разрезу фрагменты формы, отформованные восковкой. В основном возникает в разъёмных (по всему периметру) пресс-формах из-за неточного несовпадения полу-форм.
Засор в моделях – Исключить использование загрязнённых модельных материалов и модельного возврата; загрязнённая пресс-форма; не хранить модели в пыльном помещении.
Деформация моделей – Необходимо увеличить время выдержки модели до извлечения из пресс-формы; не хранить долго модели перед их сборкой.
Местная усадка – Повышенная температура модельного состава; неостывшая пресс-форма.
Пузыри и вспучивание могут быть обнаружены при рассмотрении восковки на свету. Если пузыри правильной формы, значит они возникли в следствие насыщения воска воздухом в расплавленном состоянии. Этот дефект устраняется вакуумированием воска. Если пузыри имеют неправильную форму, то их причиной являются усадочные процессы.
Некачественная поверхность – Небрежная зачистка и хранение моделей, избыток или недостаток талька.
Трещины на моделях – Интенсивное охлаждение пресс-форм, длительная выдержка моделей перед извлечением из пресс-форм.
Усадка - объемное и линейное уменьшение восковки при остывании. Этот вид брака зависит от самого модельного состава и температуры состава. Для его устранения нужно выбирать воски с постоянной низкой усадкой, установить температуру впрыска максимально возможно низкую, также играет роль достаточное питание восковки. Используя охлаждённую пресс-форму, можно сосредоточить усадочную пористость внутри восковки.