Припой ПХ10Н64М11В9С7Р

Припой ПХ10Н64М11В9С7Р — никелевый высокотемпературный припой для вакуумной и газозащитной пайки конструкций из коррозионностойких сталей и жаропрочных никелевых сплавов. Применяется в авиационном двигателестроении, энергетическом машиностроении и химическом аппаратостроении, где паяные соединения эксплуатируются при высоких температурах и в агрессивных средах.

Назначение и область применения

Припой предназначен для высокотемпературной пайки высоконагруженных конструкций из коррозионностойких сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе. Пригоден для соединений с зазорами 0,06–1,5 мм; допускается неравномерность зазора по длине шва.

По температуре расплавления относится к категории высокотемпературных среднеплавких по ГОСТ 19248-90 (диапазон среднеплавких: свыше 450 °C до 1100 °C включительно). По степени плавления — частично расплавляемый (композиционный): при пайке плавится только основа (никель-хромо-кремниевый сплав), тогда как тугоплавкий наполнитель (вольфрам и молибден) остаётся в твёрдом состоянии и встраивается в структуру шва.

Аналогичный класс применения, но с иным химическим базисом — припои АВИА-1 и АВИА-2, также предназначенные для пайки высоколегированных жаропрочных сплавов.

Химический состав

Элемент	Содержание, % масс.
Никель (Ni)	Основа (~64)
Молибден (Mo)	10–12
Хром (Cr)	8,5–10
Вольфрам (W)	8–10
Кремний (Si)	6,0–7,2
Железо (Fe)	3,5–5,0
Бор (B)	0,2–0,4

В маркировке: П — припой, Х — хром, Н — никель, М — молибден, В — вольфрам, С — кремний, Р — бор. Цифры соответствуют номинальному содержанию элемента в процентах.

Кремний и бор совместно выполняют роль депрессантов температуры плавления: без них температура ликвидуса никель-хром-молибден-вольфрамовой системы была бы существенно выше. Хром обеспечивает коррозионную стойкость шва. Молибден и вольфрам в виде тугоплавкого порошкового наполнителя повышают жаропрочность соединения.

Физические характеристики

Параметр	Значение
Температура солидуса	1030 °C
Температура ликвидуса	1100 °C
Максимальный размер частиц	менее 100 мкм
Форма поставки	порошок

Структура и особенности паяного соединения

При нагреве до рабочей температуры плавится только никель-хромовая основа (фракция, содержащая Si и B). Расплав заполняет зазор, смачивает паяемые поверхности и обволакивает частицы тугоплавкого наполнителя — вольфрама и молибдена. В процессе кристаллизации основа связывает наполнитель в единую матрицу шва, причём частицы W и Mo частично спекаются между собой и с паяемым металлом. Итоговое соединение представляет собой металлокерамический шов с повышенной жаропрочностью.

Ограничение: тонкостенные конструкции. Бор в составе припоя при высокой температуре диффундирует по границам зёрен основного металла, что приводит к его охрупчиванию и снижению прочности. Для тонкостенных изделий применение данного припоя не рекомендуется.

Паяные соединения на жаропрочных никелевых сплавах, выполненные никелевыми припоями данного класса, — стандартная область применения в авиационном двигателестроении. Подробнее о сплавах-основах: сплавы никеля.

Технология вакуумной и газозащитной пайки

Подготовка поверхностей

Контактные поверхности обезжиривают и высушивают непосредственно перед сборкой. Остатки влаги и жировых загрязнений снижают смачивание расплавом и приводят к порам в шве.

Сборка и фиксация

Детали фиксируют в оснастке, исключающей изменение их взаимного положения при нагреве. Термическое расширение оснастки должно быть согласовано с расширением паяемых деталей во избежание смещения зазора.

Нанесение припоя

Порошок готовят в виде суспензии с акриловой смолой и наносят в зазор. Объём суспензии должен превышать объём зазора приблизительно в 4 раза: при пайке плавится только никелевая основа, тугоплавкий наполнитель занимает значительную долю объёма, а часть расплава теряется на испарение связующего и усадку.

Режим пайки в печи

Пайку проводят в вакууме или в инертной газовой атмосфере (аргон). В атмосферных условиях жаропрочные стали и никелевые сплавы покрываются оксидными плёнками, содержащими хром и никель, которые не разрушаются без специальных флюсов и препятствуют смачиванию. При пайке в вакууме или аргоне флюс не требуется — кремний и бор в составе припоя выполняют функцию самофлюсующихся компонентов, восстанавливая оксиды непосредственно в зазоре.

Температуру нагрева устанавливают выше ликвидуса основы на 20–50 °C (то есть в диапазоне около 1120–1150 °C); точный режим определяется размерами конструкции и требованиями к основному металлу. Время выдержки зависит от массы и габаритов изделия.

Охлаждение и зачистка

Охлаждение — контролируемое, в печи. Резкое охлаждение недопустимо из-за риска трещин в жаропрочных сплавах. После остывания остатки суспензионного связующего и незаполнивший шов избыток припоя удаляют механической зачисткой.

Требования безопасности при работе с припоем

В виде порошка при правильном хранении и перемещении — умеренно опасное вещество при условии исключения пылеобразования. При пайке в зоне нагрева выделяются аэрозоли оксидов компонентов сплава. Установленные нормы предельно допустимых концентраций в воздухе рабочей зоны (ГН 2.2.5.3532-18):

Вещество	ПДК, мг/м³	Класс опасности
Никеля оксид (в пересчёте на Ni)	0,5	2 (высокоопасный)
Хрома оксид (Cr₂O₃)	1	2 (высокоопасный)
Вольфрам и его соединения	6	3 (умеренно опасный)
Молибден, нерастворимые соединения	6	3 (умеренно опасный)
Бора оксид (B₂O₃)	5	3 (умеренно опасный)

Паяльные работы — исключительно в помещении с исправной приточно-вытяжной вентиляцией. При работе с порошком — средства защиты органов дыхания (респиратор с фильтром Р3). Попадание порошка в дыхательные пути и на слизистые оболочки недопустимо.

Формы поставки

Поставляется в виде порошка. При необходимости готовится к применению в форме суспензии (пасты) с акриловым связующим непосредственно перед нанесением. Заявки — по электронной почте; объём поставки и условия — по согласованию.