Влияние количественного содержания кремния на структуру припоя Cu55Ni6Mn4Zn и на структуру и свойства паяных соединений

Медно-цинковый сплав Cu55Ni6Mn4Zn (МНМц55-6-4) широко применяется для пайки твердосплавного инструмента и сталей. Однако наличие кремния в составе сплава (0,1–0,4 % мас.) может приводить к образованию хрупких силицидов железа, никеля и марганца, что негативно влияет на прочность паяных соединений. Цель исследования – определение влияния количественного содержания кремния в медно‑цинковом припое, легированном совместно никелем и марганцем, на структуру заготовок припоя перед пайкой и структуру и свойства паяных соединений. В работе использовались методы микроструктурного анализа, включая электронную микроскопию и микрорентгеноспектральный анализ, для изучения распределения силицидов в слитках, лентах и паяных швах. Результаты показали, что при содержании кремния до 0,2 % мас. силициды образуют мелкодисперсные включения, равномерно распределенные в объеме шва. Однако при увеличении содержания кремния до 0,4 % мас. наблюдается формирование сплошных слоев силицидов железа вдоль границы «припой – сталь», что приводит к хрупкому разрушению соединений при механических нагрузках. Особенно критичным оказалось влияние малых зазоров при пайке, где образование крупных кристаллов силицидов железа значительно снижает прочность соединений. Научная новизна работы заключается в установлении оптимального содержания кремния в сплаве (не более 0,2 % мас.) для минимизации негативного влияния силицидов на свойства паяных соединений. Полученные результаты могут быть использованы для разработки технологических рекомендаций при производстве припоев и пайке сталей, что позволит повысить надежность и долговечность паяных соединений в промышленных условиях.