Припой Л63

Что такое припой Л63 и чем он отличается от конструкционной латуни

Л63 — двойной медно-цинковый сплав с содержанием меди 62–65 %. В зависимости от назначения один и тот же материал может поставляться как конструкционный прокат (листы, ленты, трубы) или как припой в форме проволоки и прутков для высокотемпературной (твёрдой) пайки. Разграничение определяется стандартом поставки: как сварочный и паяльный материал Л63 регламентирует ГОСТ 16130-90; химический состав — ГОСТ 15527-2004.

Припой Л63 относится к классу высокотемпературных (твёрдых) медно-цинковых припоев. Температура его плавления существенно выше 450 °C — принятой границы между мягкой и твёрдой пайкой. Это определяет как высокую механическую прочность паяных соединений, так и требования к нагревательному оборудованию и флюсам.

Химический состав по ГОСТ 15527-2004

Состав марки Л63 строго регламентирован. Цифра «63» в марке — процентное содержание меди. Основа — медь, легирующий компонент — цинк. Примеси нормируются по каждому элементу отдельно.

Элемент	Содержание, %
Медь (Cu)	62,0–65,0
Цинк (Zn)	34,22–37,5 (основа)
Железо (Fe)	не более 0,20
Свинец (Pb)	не более 0,07
Фосфор (P)	не более 0,01
Сурьма (Sb)	не более 0,005
Висмут (Bi)	не более 0,002
Прочие примеси (сумма)	не более 0,50

Примечание: при применении в контакте с пищевыми средами содержание свинца — не более 0,05 %.

Температурные и физические характеристики

Интервал кристаллизации

Л63 — не эвтектический сплав, поэтому у него различаются температуры солидуса и ликвидуса. Интервал между ними сравнительно невелик — около 60 °C, что упрощает контроль процесса пайки.

Параметр	Значение
Температура солидуса (начало плавления)	850 °C
Температура ликвидуса (полный переход в жидкость)	910 °C
Рекомендуемая температура пайки	выше ликвидуса (>910 °C)
Температура горячей деформации	750–880 °C
Температура отжига	550–650 °C

Физические свойства

Характеристика	Значение
Плотность	8 440 кг/м³ (8,44 г/см³)
Модуль упругости (E)	1,16 × 10⁵ МПа
Удельное электрическое сопротивление	74 нОм·м (при 20 °C)
Коэффициент линейного расширения	20,5 × 10⁻⁶ °C⁻¹ (при 100 °C)
Коэффициент трения со смазкой	0,012
Коэффициент трения без смазки	0,39

Механические свойства в зависимости от состояния поставки

Для паяльного применения наиболее востребована проволока в мягком (отожжённом) состоянии — она обеспечивает лёгкое формование и подачу в зону пайки. Прутки поставляются мягкими или прессованными.

Форма и состояние	ГОСТ	σв, МПа	δ, %	Твёрдость HB
Пруток мягкий	ГОСТ 2060-2006	290	44	70
Пруток прессованный	ГОСТ 2060-2006	290	33	—
Пруток твёрдый	ГОСТ 2060-2006	440	11	130
Проволока мягкая	ГОСТ 1066-90	310–340	18–34	—
Проволока твёрдая	ГОСТ 1066-90	540–930	—	—
Полоса горячекатаная	ГОСТ 931-90	290–390	30	—

Паяемые материалы и области применения

Совместимые основные металлы

Припой Л63 предназначен для высокотемпературной пайки конструкций, работающих в нормальных условиях эксплуатации. Совместим со следующими основными металлами:

• медь и медные сплавы (бронзы, томпак) с высоким содержанием меди;
• низкоуглеродистые и конструкционные стали;
• никель и никелевые сплавы;
• серый чугун.

Важное ограничение: припой Л63 не применяется для соединений, подвергающихся динамическим и вибрационным нагрузкам — для таких условий используют серебросодержащие припои с более высокой пластичностью шва.

Типичные изделия и отрасли

На практике припой Л63 востребован при пайке:

• радиаторов и теплообменников (медь, латунные трубки);
• трубопроводной арматуры и муфт из латуни и стали;
• твёрдосплавного режущего инструмента (группы ВК и ТК) — в форме таблеток;
• деталей приборостроения с развитой площадью пайки;
• конструкций из меди и бронзы в химической и энергетической промышленности.

Флюсы для пайки припоем Л63

Высокая температура пайки (выше 850 °C) требует активных высокотемпературных флюсов. Флюс на основе буры или смеси буры с борной кислотой — стандартный выбор для медно-цинковых припоев.

Тип флюса	Основа	Диапазон активности
Безводная бура (Na₂B₄O₇)	борный ангидрид, Na	от ~740 °C и выше
Смесь буры + борная кислота	Na₂B₄O₇ + H₃BO₃	750–1100 °C
Флюс с фторборатом калия (KBF₄)	KBF₄	для паяния в ваннах, 4–5 % в растворе

При пайке в газовых атмосферных печах нужно учитывать, что испарение цинка из расплавленного Л63 резко усиливается выше 900 °C. В печных атмосферах это может привести к нестабильному результату — предпочтительны пламенный нагрев горелкой или индукционный нагрев с точным контролем температуры.

Технологические особенности пайки

Интервал кристаллизации Л63 составляет 60 °C (850–910 °C), что допускает некоторую вариацию температуры нагрева. Однако разница между температурой ликвидуса припоя и температурой плавления паяемого металла должна быть достаточной для работы без оплавления основного металла.

Особое внимание — при пайке деталей из латуни Л63 другими припоями: в этом случае фосфорсодержащие припои непригодны, поскольку цинк реагирует с фосфором, образуя хрупкие фосфиды цинка в шве. При пайке самим Л63 (он не содержит фосфора) это ограничение не действует.

Для соединений с площадью пайки от 100 мм² применяют таблетированную форму: таблетки прессуют из смеси порошка Л63 с флюсом, что исключает потери флюса при нагреве и обеспечивает его равномерное распределение.

Формы поставки и размеры

Припой Л63 поставляется в нескольких формах, выбор которых определяется способом нагрева и конструкцией паяного соединения:

• Проволока — по ГОСТ 1066-90 и ГОСТ 16130-90, диаметр от 0,5 мм (проволока специального назначения) до 12 мм; мягкое, полутвёрдое и твёрдое состояние. Удобна при пайке горелкой и автоматической подаче.
• Прутки (сварочные) — по ГОСТ 16130-90, тянутые и прессованные, длина 1–5 м; применяются при пайке горелкой вручную.
• Таблетки — прессованная смесь порошка Л63 с флюсом; для пайки твёрдосплавного инструмента (ВК, ТК), деталей приборостроения; пайка горелкой, ТВЧ, в печи.
• Лента и полоса — по ГОСТ 931-90; используется при пайке крупноформатных соединений, укладкой листовой прокладки в зазор.

По согласованию с поставщиком возможна поставка в нестандартных типоразмерах в рамках требований действующих ГОСТ.

Сопутствующий латунный припой с повышенным содержанием меди: Л68 припой — отличается более высокой температурой плавления и повышенной пластичностью шва.

Обзор всей группы медно-цинковых паяльных материалов: медно-цинковый припой.