Припой ЛНМц 49-9-0,2

Что такое припой ЛНМц и расшифровка марки

Припой ЛНМц 49-9-0,2 — высокотемпературный (твёрдый) паяльный сплав на медно-цинковой основе с легированием никелем и марганцем. Относится к группе специальных латунных припоев, нормируемых по ТУ 1733-026-17228138-2005.

Марка расшифровывается по стандартному принципу обозначения многокомпонентных латуней:

• Л — основа: латунь (сплав Cu+Zn);
• Н — легирующий элемент: никель (Ni);
• Мц — легирующий элемент: марганец (Mn);
• 49 — содержание меди, % (номинал);
• 9 — содержание никеля, %;
• 0,2 — содержание марганца, %;
• Zn — цинк (определяется по разности до 100 %).

В составе не содержится олова, свинца, серебра и кадмия — припой относится к классу бессеребряных медно-цинковых твёрдых припоев с никелевым и марганцевым легированием.

Химический состав припоя ЛНМц 49-9-0,2

Элемент	Обозначение	Номинальное содержание, %
Медь	Cu	~49
Цинк	Zn	~41 (остаток)
Никель	Ni	~9
Марганец	Mn	~0,2

Никель в количестве ~9 % играет в составе ключевую роль: он повышает прочность паяного соединения при повышенных температурах, улучшает смачивание поверхностей твёрдых сплавов расплавленным припоем и снижает склонность шва к хрупкому разрушению. Марганец в малых концентрациях дополнительно улучшает коррозионную стойкость и технологичность сплава. Высокое содержание цинка (~41 %) обеспечивает приемлемую текучесть при рабочих температурах, однако требует применения защитных флюсов — цинк испаряется при температурах выше 905 °С.

Технические характеристики: температуры и режим пайки

Параметр	Значение
Температура солидуса (начало плавления)	910 °С
Температура ликвидуса (конец плавления)	960 °С
Интервал кристаллизации	50 °С
Нормативный документ	ТУ 1733-026-17228138-2005

Рабочая температура пайки назначается выше температуры ликвидуса с учётом конкретной конструкции и метода нагрева. Интервал кристаллизации 50 °С — достаточно широкий: это требует строгого контроля нагрева и обеспечения неподвижности деталей на всём протяжении кристаллизации после пайки, иначе в шве образуются «холодные» непрочные зоны.

В сравнении с простыми медно-цинковыми припоями серии ПМЦ, не содержащими никеля, сплав ЛНМц 49-9-0,2 имеет более высокие температуры плавления — что делает его пригодным для условий, где ПМЦ-36, ПМЦ-48 или ПМЦ-54 не обеспечивают нужной термостойкости шва.

Область применения припоя ЛНМц 49-9-0,2

Пайка твердосплавного инструмента

Основная область применения ЛНМц 49-9-0,2 — напайка пластин из металлокерамических твёрдых сплавов (группы ВК, ТК по ГОСТ 3882-74) к стальным корпусам и державкам режущего, горнобурового и горнодобывающего инструмента. К такому инструменту относятся: резцы токарные с твердосплавными пластинами, тангенциальные резцы проходческих и горнодобывающих машин, коронки буровые, фрезы с напайными вставками.

Ключевая технологическая проблема при пайке твёрдых сплавов — значительное различие коэффициентов линейного термического расширения (КЛТР) твёрдого сплава и инструментальной стали. КЛТР твёрдого сплава ВК примерно в 2–3 раза ниже, чем у конструкционной стали. При нагреве и охлаждении это создаёт термические напряжения в зоне пайки, способные вызвать растрескивание твердосплавной пластины. Нагрев и охлаждение инструмента при пайке должны быть равномерными — перепадов температуры по длине инструмента следует избегать.

Совмещённый процесс пайки и термообработки

Важная область применения ЛНМц 49-9-0,2 — это так называемый совмещённый технологический процесс, при котором пайка совмещается с закалкой стальной державки. Тангенциальные резцы проходческих машин изготавливают из сталей, закаливаемых при температуре 880–900 °С. Именно для этого диапазона температур ЛНМц 49-9-0,2 подходит технологически: солидус припоя (910 °С) близок к температуре закалки, что позволяет реализовать пайку и закалку в едином нагревном цикле. Применение в этом процессе более низкотемпературных медно-цинковых припоев (ПМЦ-48, ПМЦ-54) невозможно из-за риска размягчения шва при нагреве под закалку; применение высокосеребряных припоев экономически нецелесообразно для данного класса инструмента.

Горнобуровой инструмент

Для пайки буровых коронок, оснащённых пластинами из твёрдого сплава, ЛНМц 49-9-0,2 применяется как в отдельном паяльном цикле, так и в совмещённом с термообработкой. Высокое содержание никеля обеспечивает шву повышенную стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам, которые типичны для буровых режимов работы.

Флюсы для пайки припоем ЛНМц 49-9-0,2

Для высокотемпературной пайки с ЛНМц 49-9-0,2 применяются высокоактивные флюсы, обеспечивающие раскисление поверхностей при температурах выше 900 °С и защиту от испарения цинка. На практике используются пастообразные флюсы марок ФП-1 и ФП-2, а также высокоактивный флюс «100» (ТУ-48-4-346-84), применяемый при пайке твердосплавного инструмента с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ).

Флюсы для пайки твёрдых сплавов при температурах 900–1000 °С обычно содержат в качестве основы борную кислоту и/или буру (тетраборат натрия) с добавками фторсодержащих компонентов — они обеспечивают активное растворение оксидных плёнок на поверхности вольфрамо-кобальтового твёрдого сплава, которые крайне устойчивы к окислению при высоких температурах. Остатки флюса после пайки необходимо удалять механически или промывкой — активные флюсы при длительном контакте с металлом коррозионно агрессивны.

Важно: при пайке в зоне нагрева выделяются пары цинка и продукты разложения флюса. Все операции должны выполняться при работающей местной вытяжной вентиляции. Предельно допустимые концентрации паров оксида цинка в воздухе рабочей зоны нормированы ГОСТ 12.1.005.

Методы нагрева при пайке ЛНМц

Для пайки твердосплавного инструмента с применением ЛНМц 49-9-0,2 применяют следующие методы нагрева:

• Токи высокой частоты (ТВЧ, индукционный нагрев) — наиболее распространённый промышленный метод для серийного производства инструмента. Обеспечивает быстрый и управляемый нагрев зоны пайки без перегрева остальной части инструмента. Скорость нагрева должна быть строго нормирована во избежание термоудара по твердосплавным пластинам.
• Газопламенный нагрев — применяется при единичных и ремонтных работах, а также при крупногабаритном инструменте. Требует опытного паяльщика для обеспечения равномерного прогрева. Пламя направляют на тело державки, а не на пластину твёрдого сплава.
• Нагрев электросопротивлением — используется при серийной пайке небольших резцов на специализированных стендах.

Критическое требование при любом методе нагрева — равномерность. Перепад температуры по длине пластины твёрдого сплава в момент пайки и охлаждения — основная причина образования трещин.

Форма поставки

Припой ЛНМц 49-9-0,2 поставляется в нескольких производственных формах под различные технологии пайки:

Форма	Применение
Таблетки (прессованные из порошка)	Укладка в паз державки перед пайкой; точное дозирование
Гранулы	Смешивание с флюсом для получения паяльной пасты; засыпка в паз
Порошок	Паяльные пасты, заполнение сложных зазоров
Прутки, проволока	Газопламенная пайка, ручное нанесение припоя
Лента	Плоские стыки пластин с корпусом; точный контроль толщины шва

Для пайки пластин твёрдого сплава по плоскости (без конусного или цилиндрического контакта) наиболее технологична лента толщиной 1,0–1,2 мм — она обеспечивает равномерную толщину шва и минимальную пористость. Для резцов с цилиндрическими гнёздами (буровой инструмент) удобны таблетки, укладываемые на дно гнезда.

Сравнение ЛНМц с другими медно-цинковыми припоями для твёрдых сплавов

Марка	Солидус, °С	Ликвидус, °С	Никель, %	Особенности
ПМЦ-54	885	900	—	Без Ni; ниже прочность шва при нагреве
Л63	905	910	—	Простая латунь; ограниченная прочность
ЛНМц 49-9-0,2	910	960	9	Высокое Ni — прочный шов при нагреве; пригоден для совмещённой пайки+закалки
ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2	~924	~955	9	Доп. легирование кобальтом; аналогичная область применения

Данные по ПМЦ-54 и Л63 приведены по ГОСТ 23137-78 и отраслевым справочным данным; ЛНМц 49-9-0,2 и ЛНКоМц — по ТУ производителей. Таблица предназначена для ориентировочного сравнения при выборе марки.

Требования к подготовке поверхности перед пайкой

Качество паяного шва при работе с твёрдыми сплавами критически зависит от подготовки поверхностей. Пластины твёрдого сплава перед пайкой должны быть:

• зачищены от следов шлифовки и механических загрязнений;
• проверены на отсутствие трещин, выкрашиваний и дефектов прессования (ГОСТ 2209); острые кромки и вспучивания сошлифовываются;
• подогнаны к пазу державки — зазор между пластиной и пазом должен быть в пределах, допускающих капиллярное заполнение расплавленным припоем; рекомендуемая толщина слоя припоя под пластиной — 0,05–0,35 мм.

Стальная державка зачищается от окалины, ржавчины и жировых загрязнений. Контроль подгонки пластин проводится на 1–3 % единиц из партии (не менее 5 шт.) — визуально или щупом.

Как приобрести припой ЛНМц 49-9-0,2

Компания «Русский металл» поставляет специальные паяльные сплавы, в том числе медно-цинковые припои различных марок, по запросу — в производственных формах: прутки, гранулы, порошок, лента. Поставка осуществляется по России. Условия — по заявке. Широкий ассортимент паяльных материалов представлен в разделе припои.