ППВС–3 припой-смесь (паста)

ППВС-3 (Паста Паяльная в Восстановительной Среде, марка 3) — специализированный припойный материал для высокотемпературной пайки изделий из углеродистых, низколегированных сталей и чугуна в печах с контролируемой восстановительной атмосферой. Паста применяется при напайке твердосплавных пластин на режущий инструмент и при соединении стальных деталей, работающих под значительными механическими нагрузками. Принципиальная особенность — паста не содержит отдельного флюса и не требует его нанесения: защитная атмосфера печи выполняет функцию флюса.

Состав и принцип действия ППВС-3

ППВС-3 представляет собой смесь на основе оксида меди (I) — Cu₂O — с органическими связующими и добавками. Это не паста с металлическим порошком в привычном смысле: металл в готовой пасте отсутствует. Медь образуется непосредственно в процессе пайки.

Механизм работы: при нагреве в восстановительной атмосфере водород (H₂) или продукты диссоциации аммиака (H₂ + N₂) восстанавливают Cu₂O до металлической меди по реакции Cu₂O + H₂ → 2Cu + H₂O. Образовавшаяся медь расплавляется при температуре около 1083 °С и заполняет зазор между деталями, формируя паяное соединение. По ГОСТ 19248-90 такой материал относится к категории реактивно-флюсовых припоев — образующихся при пайке.

Состав компонентов пасты ППВС-3:

Компонент	Содержание, %	Роль в составе
Cu₂O (оксид меди I)	80–95	Источник металлического припоя (восстанавливается до Cu в печи)
C₂H₄(OH)₂ (этиленгликоль)	1–18	Органическое связующее, обеспечивает вязкость и удержание пасты на поверхности
Fe₂O₃	1–9	Технологическая добавка
Li₂SO₄	0,01–5	Активатор
ПАВ	0,01–1	Поверхностно-активное вещество, улучшает смачивание
Активное вещество	0,1–1	Модификатор реакционной активности
H₂O	1,4–12	Растворитель связующего

При нагреве органическая составляющая (этиленгликоль и вода) полностью испаряется без образования твёрдых остатков — это обязательное условие для получения чистого паяного шва без включений.

Классификация по ГОСТ 19248-90

ГОСТ 19248-90 «Припои. Классификация и обозначения» делит припои по температуре плавления на два класса:

• Низкотемпературные (мягкая пайка) — температура плавления не более 450 °С.
• Высокотемпературные (твёрдая пайка) — температура плавления более 450 °С; в этой группе выделяют среднеплавкие (до 1100 °С), высокоплавкие (1100–1850 °С) и тугоплавкие (свыше 1850 °С).

ППВС-3 относится к высокотемпературным материалам. Поскольку основой шва служит медь с температурой плавления 1083 °С, пайка ведётся в диапазоне, соответствующем высокоплавкой группе. По способу образования ГОСТ 19248-90 классифицирует его как реактивно-флюсовый припой.

Область применения ППВС-3

Напайка твердосплавных пластин на режущий инструмент

Основная область применения — напайка твердосплавных пластин (ВК, ТК, ТТК и аналогичных групп) на державки резцов, корпуса фрез, свёрла и прочий режущий инструмент. Медный шов, полученный в восстановительной атмосфере, отличается плотностью и чистотой: отсутствуют поры, флюсовые включения и окалина. Для этих задач также применяется паста-припой для напайки твердосплавных пластин с флюсом — альтернативный вариант при отсутствии печного оборудования с контролируемой атмосферой.

Пайка изделий из углеродистых и низколегированных сталей

ППВС-3 применяется при соединении стальных деталей, к которым предъявляются повышенные требования по чистоте шва и механической прочности. Характерные области: элементы сборных металлоконструкций, детали узлов трансмиссий, корпусные детали, воспринимающие переменные и ударные нагрузки. Пайка в защитной атмосфере исключает образование окалины на поверхности изделий, что важно при последующей механической обработке или нанесении покрытий.

Металлургическая и термическая оснастка

Ремонт и изготовление приспособлений, работающих при повышенных температурах: соединение износостойких наконечников, сборка жёстких конструкций из стальных элементов.

Технология пайки в восстановительной атмосфере с ППВС-3

Подготовка поверхности и нанесение пасты

Соединяемые поверхности обезжиривают и очищают от толстых слоёв ржавчины и окалины механическим способом. Тонкие оксидные плёнки удаляет восстановительная атмосфера в печи — дополнительного химического травления для этого не требуется.

Зазор между деталями выдерживают в диапазоне, типичном для капиллярной пайки: как правило 0,05–0,15 мм. При большем зазоре капиллярные силы ослабевают, шов заполняется неравномерно. При меньшем — затекание припоя затруднено.

ППВС-3 наносят на сопрягаемые поверхности кистью, шпателем или дозатором. Паста удерживается на вертикальных поверхностях за счёт вязкости связующего. Избыточное количество пасты приводит к образованию наплывов и перерасходу материала.

Сборка, загрузка и нагрев

Детали собирают с обеспечением требуемого зазора и при необходимости фиксируют прихватками или приспособлениями. Собранные узлы загружают в муфельную или конвейерную печь с контролируемой атмосферой.

Рабочая атмосфера — водород (H₂) или диссоциированный аммиак (смесь H₂ + N₂). Перед нагревом печь продувают до достижения нужной точки росы атмосферы: для качественной пайки стали точка росы должна быть отрицательной, как правило не выше −30…−40 °С. При недостаточной сухости атмосферы водяной пар конкурирует с восстановлением оксидов, снижая качество шва.

Нагрев ведут до температуры, превышающей точку плавления меди (1083 °С), с выдержкой, достаточной для полного расплавления и растекания расплава по зазору. Скорость нагрева выбирают исходя из массы и конфигурации узла, чтобы исключить термический удар.

Охлаждение

Паяные изделия охлаждают в защитной атмосфере печи — выгрузка на воздух при температуре выше ~200 °С может привести к окислению горячей медной поверхности шва и основного металла. После охлаждения ниже этой границы детали допускается извлечь. Дополнительной промывки от флюсовых остатков не требуется: в процессе пайки образуется только водяной пар, который уносится потоком защитного газа.

Преимущества бесфлюсовой пайки в восстановительной среде

Отсутствие флюсовых остатков. Восстановительная атмосфера полностью заменяет флюс, не оставляя после пайки шлаков, солей и агрессивных соединений. Это исключает необходимость промывки изделий.

Чистая поверхность. Изделия выходят из печи без окалины, с металлически чистой поверхностью. Последующая пескоструйная обработка или травление не требуются.

Плотный шов без пор. При правильно выдержанном зазоре и дозировке пасты капиллярные силы обеспечивают полное заполнение зазора расплавом без включений.

Технологичность при массовом производстве. Паста наносится заранее — до загрузки в печь. Конвейерные печи обеспечивают непрерывный поток однотипных деталей без ручной флюсовки каждого изделия.

Марки серии ППВС

ППВС-3 — одна из нескольких марок серии паст для пайки в восстановительной среде. В серию также входят ППВС-1 и ППВС-2. Марки различаются составом и технологическими характеристиками (вязкость, содержание основных компонентов). Выбор конкретной марки определяется требованиями технологического процесса, типом соединяемых материалов и конструкцией паяного узла — уточняется при согласовании заказа.

Хранение и обращение

ППВС-3 хранят в закрытой заводской таре в сухих помещениях при температуре от +5 до +25 °С. Замораживание и нагрев выше +30 °С не допускаются: при замерзании нарушается однородность состава, при перегреве ускоряется испарение органического связующего с последующим расслоением пасты.

Паста чувствительна к прямому солнечному свету — хранить вдали от источников УФ-излучения.

Перед применением тару выдерживают при комнатной температуре не менее 2–4 часов до выравнивания температуры по всему объёму. Принудительный нагрев недопустим. После вскрытия тару плотно закрывают во избежание высыхания связующего.

Формы поставки

Паяльная паста ППВС-3 поставляется в следующих вариантах фасовки:

• Пластиковые банки с герметичной крышкой — для нанесения кистью или шпателем.
• Тубы и шприцы — для точного дозированного нанесения на мелкие детали и узкие зазоры.
• Вёдра — для предприятий с большим объёмом пайки.

Объём поставки и условия согласовываются по запросу. Для уточнения наличия, технических характеристик конкретной партии и условий отгрузки обращайтесь к менеджерам.