CH658214A5 - COPPER-BASED REACTION LOT. - Google Patents
COPPER-BASED REACTION LOT. Download PDFInfo
- Publication number
- CH658214A5 CH658214A5 CH63584A CH63584A CH658214A5 CH 658214 A5 CH658214 A5 CH 658214A5 CH 63584 A CH63584 A CH 63584A CH 63584 A CH63584 A CH 63584A CH 658214 A5 CH658214 A5 CH 658214A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- cobalt
- copper
- weight
- carbon
- solder according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/302—Cu as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reaktionslot auf der Basis von Kupfer. Kupfer-Lote und Kupferlegierungs-Lote sind als Hartlote seit langem bekannt. Neben der Verwendung von ausschliesslich aus Kupfer bestehendem Lotmaterial sind zum Beispiel Kupferlegierungs-Lote bekannt, die zwischen ca. 40 und 60 Gewichtsprozent Kupfer, geringe Mengen, z.B. 0,2 Gewichtsprozent, Silizium, Rest Zink oder gegebenenfalls noch Nickel, enthalten. Zur Herstellung der Lote wird das Metall bzw. die Legierung geschmolzen, in Formen gegossen und dann durch übliche Verformungs- The present invention relates to a reaction solder based on copper. Copper solders and copper alloy solders have long been known as hard solders. In addition to the use of solder material consisting exclusively of copper, copper alloy solders are known, for example, which contain between about 40 and 60 percent by weight copper, small amounts, e.g. 0.2 percent by weight, silicon, the rest of zinc or optionally nickel. To produce the solders, the metal or alloy is melted, poured into molds and then subjected to conventional
massnahmen wie Ziehen, Pressen, Walzen in Drähte, Profile, Bleche überführt oder es werden Pulver durch Vermählen hergestellt. Flussmittel können zugesetzt oder aufgeschmolzen werden. Measures such as drawing, pressing, rolling into wires, profiles, sheets or powder are produced by grinding. Fluxes can be added or melted.
Kupfer- und Kupferlegierungs-Lote besitzen die Fähigkeit, mit dem zu verlötenden Gusseisen, Stahl, Hartmetall usw. unter Bildung fester Lösungen und/oder stöchiome-trisch definierter Verbindungen zu reagieren. Lote dieser Art werden daher kurz als Reaktionslote bezeichnet. Sie werden aus wirtschaftlichen und technischen Gründen in grossem Umfang insbesondere zum Hartlöten von Stahl, Gusseisen und Hartmetallen, in grossem Umfang beim Bau von Maschinenteilen, Apparaten, Geräten, Werkzeugen, Elektromotoren und dergleichen verwendet. Dabei wird häufig, namentlich beim Löten von Stahl und Hartmetallen, bei relativ hohen Temperaturen, zum Beispiel über 1100 °C, im Vakuum oder unter Schutzgas gearbeitet. Unter Hartmetallen versteht man insbesondere Wolframcarbid-Kobalt-Legie-rungen, meist mit geringen, ausgewogenen Gehalten an Kohlenstoffen, wobei das Bindemetall Kobalt auch durch andere Metalle (wie z.B. Nickel) ersetzt sein kann. Hierzu gehören aber auch Titan- und Tantal-Karbide, die ebenfalls meist Kobalt und gegebenenfalls andere Metalle als Bindemittel enthalten. Copper and copper alloy solders have the ability to react with the cast iron, steel, hard metal etc. to be soldered to form solid solutions and / or stoichiometrically defined connections. Solders of this type are therefore briefly referred to as reaction solders. For economic and technical reasons, they are used on a large scale, in particular for brazing steel, cast iron and hard metals, on a large scale in the construction of machine parts, apparatus, devices, tools, electric motors and the like. This is often done, especially when brazing steel and hard metals, at relatively high temperatures, for example above 1100 ° C, in a vacuum or under protective gas. Hard metals are understood to mean, in particular, tungsten carbide-cobalt alloys, usually with low, balanced carbon contents, whereby the cobalt binding metal can also be replaced by other metals (such as nickel). This also includes titanium and tantalum carbides, which usually also contain cobalt and possibly other metals as binders.
Es hat sich nun gezeigt, dass bei Verwendung der bekannten Cu-Basis-Lote, beispielsweise bei der Lötung von Stahl mit Hartmetall die erzielten Ergebnisse nicht voll befriedigen. So wurden hierbei zum Beispiel Auflösungserscheinungen entlang der Korngrenze des Stahls beobachtet. Dies hat eine entsprechende Senkung der statischen und vor allem dynamischen Festigkeit zur Folge. Namentlich die Zähigkeit des Stahls ist in diesem Bereich merklich verringert. Beim Hartmetall wurde dagegen häufig eine Versprödung der Randzone durch Diffusion, Bildung intermetallischer Phasen und Kirkendall-Effekt unter Bildung einer «morschen» Zone beobachtet. Weiter wurde bisweilen die Bildung einer n-ähnlichen Schicht vor allem bei der Lötung von Stahl mit dem Hartmetall, als Folge einer gewissen hartmetallseiti-gen Kohlenstoffverarmung, beobachtet. Diese gravierenden diffusionsbedingten Effekte führen namentlich bei Schlagbeanspruchung zu unerträglich schlechten Ergebnissen. It has now been shown that when using the known copper-based solders, for example when soldering steel with hard metal, the results achieved are not fully satisfactory. For example, signs of dissolution were observed along the grain boundary of the steel. This results in a corresponding reduction in the static and, above all, dynamic strength. The toughness of the steel in particular is markedly reduced in this area. In contrast, in the case of hard metal, embrittlement of the edge zone through diffusion, formation of intermetallic phases and the Kirkendall effect with formation of a “rotten” zone was frequently observed. Furthermore, the formation of an n-like layer was sometimes observed, especially when brazing steel with the carbide, as a result of a certain depletion of carbon on the carbide side. These serious diffusion-related effects lead to unbearably poor results, especially when subjected to impact.
Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, dass diese Nachteile vermieden werden können durch ein Reaktionslot auf der Basis von Kupfer, das 0,5 bis 20 Gewichtsprozent Kobalt enthält und bei dem Kupfer und Kobalt zumindest zum Teil in heterogener Phase vorliegen. Vorzugsweise liegen diese Bestandteile völlig in heterogener Phase vor. Neben dem, den ganz überwiegenden Anteil ausmachenden Kupfer und der angegebenen Kobaltmenge können noch weitere übliche Legierungsbestandteile, wie Silicium z.B. in Mengen von 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent und/oder Kohlenstoff, insbesondere in einer Menge bis zu 0,8 Gewichtsprozent (also 0—0,8 Gewichtsprozent), enthalten sein. Weiter können dem Lot übliche Lotbestandteile, wie Flussmittel, bei Löttemperatur flüchtige Bindemittel, z.B. bei pulverförmigem Lot, Pulverformlingen oder schichtenförmigem Aufbau des Lots, unter Lötbedingungen Kohlenstoff spendende organische Verbindungen, insbesondere anstelle oder neben einem sonstigen Kohlenstoffanteil, festigkeitssteigern-de Stoffe, die u.U. auch an der Reaktion teilnehmen können, Metalle, Nichtmetalle, organische Stoffe und dergleichen an sich bekannte Stoffe, zugesetzt sein. Surprisingly, it has now been found that these disadvantages can be avoided by a reaction solder based on copper which contains 0.5 to 20 percent by weight cobalt and in which copper and cobalt are at least partially present in the heterogeneous phase. These constituents are preferably completely in a heterogeneous phase. In addition to the predominant proportion of copper and the specified amount of cobalt, other conventional alloy components such as silicon, e.g. in amounts of 0.1 to 0.4 percent by weight and / or carbon, in particular in an amount of up to 0.8 percent by weight (ie 0-0.8 percent by weight). Furthermore, common solder components, such as fluxes, binders volatile at the soldering temperature, e.g. In the case of powdered solder, powder moldings or layered structure of the solder, organic compounds donating carbon under soldering conditions, in particular instead of or in addition to another carbon component, strength-increasing substances which may can also participate in the reaction, metals, non-metals, organic substances and the like, substances known per se, can be added.
Bewährt hat sich vor allem ein Reaktionslot mit 88—97 Gewichtsprozent Kupfer, 1 — 12 Gewichtsprozent Kobalt, 0—0,6, insbesondere 0,05—0,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff, wobei ein gegebenenfalls noch vorhandener Restbestandteil aus üblichen Lotbestandteilen, wie eingangs dargelegt, bestehen kann und Kupfer und/oder Kobalt zumindest A reaction solder with 88-97 percent by weight of copper, 1-12 percent by weight of cobalt, 0-0.6, in particular 0.05-0.5 percent by weight of carbon has proven particularly useful, with any remaining component from conventional solder components, as mentioned at the outset , can exist and at least copper and / or cobalt
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
teilweise, vorzugsweise völlig in heterogener Phase vorliegen. Insbesondere gut bewährt hat sich ein in der vorgenannten Weise in heterogener Phase vorliegendes Reaktionslot, das mindestens 91 Gewichtsprozent Kupfer, 2—8 Gewichtsprozent Kobalt und bis zu 0,4 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthält. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das heterogene Reaktionslot aus 94—97 Gewichtsprozent Kupfer, 3 — 6 Gewichtsprozent Kobalt und bis zu 0,6 Gewichtsprozent Kohlenstoff. Ganz allgemein ist es besonders bevorzugt, wenn der Kobaltgehalt zwischen 1 Gewichtsprozent und der bei Löttemperatur maximal löslichen Gewichtsmenge Kobalt liegt. partially, preferably completely in the heterogeneous phase. A reaction solder which is present in the aforementioned manner in a heterogeneous phase and which contains at least 91% by weight of copper, 2-8% by weight of cobalt and up to 0.4% by weight of carbon has proven particularly successful. In a particularly preferred embodiment, the heterogeneous reaction solder consists of 94-97 percent by weight copper, 3-6 percent by weight cobalt and up to 0.6 percent by weight carbon. In general, it is particularly preferred if the cobalt content is between 1 percent by weight and the maximum amount of cobalt that is soluble at the soldering temperature.
Der in dem erfindungsgemässen heterogenen Reaktionslot gegebenenfalls vorhandene Kohlenstoff kann z.B. als Gemengebestandteil, namentlich bei pulverförmiger Struktur, als, gegebenenfalls gesättigte, CoC-Legierung oder als eine, eine entsprechende Kohlenstoffmenge bildende organische Substanz vorliegen. Solche, unter Zersetzen Kohlenstoff bildende organische Kohlenstoffverbindungen sind allgemein bekannt (Römpps Chemie Lexikon, 7. Auflage, insbes. The carbon which may be present in the heterogeneous reaction solder according to the invention can e.g. are present as a constituent of the mixture, in particular in the case of a powdery structure, as an optionally saturated CoC alloy or as an organic substance which forms a corresponding amount of carbon. Such organic carbon compounds which form carbon by decomposition are generally known (Römpps Chemie Lexikon, 7th edition, esp.
1811). 1811).
Die Bestandteile des Reaktionslots, vorzugsweise Kupfer und/oder Kobalt können, zumindest teilweise in feinteili-gem, vorzugsweise pulverförmigem Zustand vorliegen. Hierbei kann es sich um Pulvergemische, auf z.B. pulvermetallurgischem Wege hergestellte Formkörper, gegebenenfalls mit einem Gehalt an weiteren Zusätzen, mit oder ohne Träger handeln. Die heterogenen Reaktionslote können beispielsweise auch in festen oder pastösen Trägern enthalten sein, die vorzugsweise inert sind oder aber auch reaktiv, wie beispielsweise Kohlenstoff bildende Kohlenstoffverbindungen, Metalle usw. The components of the reaction solder, preferably copper and / or cobalt, can be present, at least in part, in a finely divided, preferably powdery state. This can be powder mixtures, e.g. Shaped bodies produced by powder metallurgy, optionally with a content of further additives, act with or without a carrier. The heterogeneous reaction solders can, for example, also be contained in solid or pasty carriers which are preferably inert or else reactive, such as carbon-forming carbon compounds, metals, etc.
Ganz besonders bevorzugt ist ein mehrschichtiger, z.B. sandwichartiger Aufbau des Reaktionslots, wobei die Schichten unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, namentlich derart, dass Kupfer und Kobalt, zumindest ein Teil dieser, in verschiedenen Schichten angeordnet sind. Hierbei können Schichten vorgesehen sein, die nur Kupfer oder Ko- A multilayer, e.g. Sandwich-like structure of the reaction solder, the layers having different compositions, specifically such that copper and cobalt, at least some of them, are arranged in different layers. In this case, layers can be provided that only copper or carbon
3 658 214 3,658,214
balt, neben sonstigen Bestandteilen enthalten oder auch Schichten mit untereinander unterschiedlichen Kupfer/ Kobalt-Konzentrationen. Besonders bevorzugt sind hierbei solche heterogenen Reaktionslote, die im wesentlichen oder 5 überwiegend aus Kupfer bzw. Kobalt bestehende Schichten aufweisen, insbesondere wenn eine solche Kupferschicht zwischen zwei Kobaltschichten angeordnet ist. Dabei können übliche Löthilfsmittel, Bindemittel, Kohlenstoff bildende Mittel und dergleichen z.B. zwischen den Schichten angelo ordnet sein. balt, in addition to other constituents, or also layers with mutually different copper / cobalt concentrations. Those heterogeneous reaction solders which have essentially or 5 layers consisting predominantly of copper or cobalt are particularly preferred, in particular if such a copper layer is arranged between two cobalt layers. Common soldering aids, binders, carbon-forming agents and the like may e.g. be arranged between the layers angelo.
Neben der Lötung von Stahl und Gusseisen haben sich die erfindungsgemässen Kupferlegierungs-Lote insbesondere zur Verlötung von Stahl mit Hartmetallen, insbesondere Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetallen, die regelmässig WC, 15 Co und C in ausgewogenen Anteilen enthalten, bewährt. In addition to the soldering of steel and cast iron, the copper alloy solders according to the invention have proven particularly useful for soldering steel with hard metals, in particular tungsten carbide-cobalt hard metals, which regularly contain WC, 15 Co and C in balanced proportions.
Auch die Verwendung zur Lötung von Stahl mit Hartmetallen auf Titan- oder Tantal-Karbid-Basis, die Kobalt oder andere Metalle, wie z.B. Nickel als Bindemittel enthalten, ist möglich. Dabei tritt vor allem durch die Anordnung der Ko-20 baltschicht auf der Stahlseite ein versiegelungsartiger Effekt unter weitgehender Verhinderung einer Eisendiffusion ein. Also the use for brazing steel with hard metals based on titanium or tantalum carbide, the cobalt or other metals, such as Containing nickel as a binder is possible. Above all, the arrangement of the Ko-20 baltschicht on the steel side results in a sealing-like effect while largely preventing iron diffusion.
Beispiel 1 example 1
Bei einem Reaktionslot auf Kupferbasis ist auf einer 25 Kupferfolie von 0,1 mm Stärke einerseits eine, z.B. galvanisch aufgebrachte Kobaltschicht von 8 n angeordnet. Bei der Verwendung zur Lötung von Stahl mit Hartmetall, vorzugsweise derart, dass die Kobaltschicht dem Stahl zugewandt ist, wird eine wesentliche Erhöhung der Schlagfestig-30 keit der Lötung erzielt. In the case of a copper-based reaction solder, there is one, e.g. electroplated cobalt layer of 8 n arranged. When used for brazing steel with hard metal, preferably in such a way that the cobalt layer faces the steel, a substantial increase in the impact strength of the brazing is achieved.
Beispiel 2 Example 2
Bei einem Reaktionslot auf Kupferbasis ist auf einer 35 Kupferfolie von 0,15 mm beidseitig eine Kobaltschicht von je 5 (x z.B. galvanisch, aufgebracht. Wesentliche Festigkeitserhöhungen werden bei der Lötung von Stahl mit Hartmetall erzielt. In the case of a copper-based reaction solder, a cobalt layer of 5 (x e.g. galvanic) is applied to both sides of a 35 copper foil of 0.15 mm. Significant increases in strength are achieved when soldering steel with hard metal.
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833321438 DE3321438A1 (en) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | COPPER-BASED REACTION LOT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH658214A5 true CH658214A5 (en) | 1986-10-31 |
Family
ID=6201450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH63584A CH658214A5 (en) | 1983-06-14 | 1984-02-10 | COPPER-BASED REACTION LOT. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59232691A (en) |
CH (1) | CH658214A5 (en) |
DE (1) | DE3321438A1 (en) |
DK (1) | DK89584A (en) |
GB (1) | GB2141368B (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4006410C2 (en) * | 1990-03-01 | 1994-01-27 | Wieland Werke Ag | Semi-finished products made of copper or a copper alloy with added carbon |
DE19621952A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | Peter Dipl Ing Maerzheuser | Composite element and method for its production |
DE102006020101A1 (en) | 2006-04-29 | 2007-10-31 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Harmetall wear protection layers for soft and non-hardenable metals |
DE102007048299A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-09 | Behr Gmbh & Co. Kg | Mehrschichtlot |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR862261A (en) * | 1939-08-18 | 1941-03-03 | Lorraine Carbone | Brazing alloys |
AT197163B (en) * | 1955-08-27 | 1958-04-10 | Degussa | Hard solders, especially for materials that are difficult to solder |
GB996178A (en) * | 1961-06-27 | 1965-06-23 | Coast Metals Inc | Improvements in or relating to brazing alloys |
GB1148134A (en) * | 1967-10-25 | 1969-04-10 | Coast Metals Inc | Coated manganese containing alloys |
FR2299938A1 (en) * | 1975-02-10 | 1976-09-03 | Inst Elektroswarki Patona | PROCESS FOR BRAZING FERROMAGNETIC MATERIALS |
JPS5435577A (en) * | 1977-08-24 | 1979-03-15 | Yoshinao Minoura | Contact type onnoff signal transmitting method |
-
1983
- 1983-06-14 DE DE19833321438 patent/DE3321438A1/en active Granted
-
1984
- 1984-02-10 CH CH63584A patent/CH658214A5/en not_active IP Right Cessation
- 1984-02-22 DK DK89584A patent/DK89584A/en not_active Application Discontinuation
- 1984-03-01 GB GB08405444A patent/GB2141368B/en not_active Expired
- 1984-04-20 JP JP8003884A patent/JPS59232691A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3321438A1 (en) | 1985-03-07 |
GB8405444D0 (en) | 1984-04-04 |
GB2141368B (en) | 1986-11-05 |
DE3321438C2 (en) | 1991-12-05 |
DK89584D0 (en) | 1984-02-22 |
GB2141368A (en) | 1984-12-19 |
JPS59232691A (en) | 1984-12-27 |
DK89584A (en) | 1984-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102013014528B4 (en) | Cadmium and phosphorus-free solder alloy, a layer solder, a soldered article, a combination of a solder alloy and a method for joining metal parts | |
DE2541432C2 (en) | ||
EP1078711B1 (en) | Cadmium-free brazing alloys | |
DE69030366T2 (en) | Aluminum alloy powder, sintered aluminum alloy and process for producing this sintered alloy | |
DE2912861C2 (en) | Process for the production of a cemented carbide body | |
EP0044351B1 (en) | Hard alloy consisting of one or several hard substances and a binding metal alloy, and process for producing this alloy | |
DE2407410B2 (en) | Carbide hard metal with precipitation hardenable metallic matrix | |
DE3618102A1 (en) | METHOD FOR THE MATERIAL CONNECTING OF CERAMIC MATERIALS AND METAL, AND OF LIKE AND DIFFERENT CERAMIC MATERIALS | |
EP3247530B1 (en) | Alloy for hard soldering | |
DE2505934A1 (en) | DENTAL AMALGAM AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
DE2415035C3 (en) | Process for the powder-metallurgical production of a sliding piece of high strength, in particular a crown seal for rotary piston machines | |
DE2407411B2 (en) | Heat-resistant and wear-resistant nickel-based alloy | |
DE69205075T2 (en) | Hard sintered compact for tools. | |
DE2830376C2 (en) | Process for the production of spherical particles for the spray application of protective coatings | |
DE1558666C2 (en) | Alloy for erosion-proof electrical contacts | |
DE3789313T2 (en) | LASER WELDING MATERIAL AND THEIR USE FOR LASER WELDING. | |
CH658214A5 (en) | COPPER-BASED REACTION LOT. | |
DE10124250C2 (en) | Method of forming a high strength and wear resistant composite layer | |
CH658215A5 (en) | COPPER ALLOY SOLDER. | |
DE2646945C2 (en) | ||
DE3780113T2 (en) | SINDERED WEAR-RESISTANT IRON MOLDED BODY. | |
DE102009039355A1 (en) | solder alloy | |
DE69625464T2 (en) | METHOD FOR NITRATING THE SURFACE OF ALUMINUM MATERIAL | |
DE202013009641U1 (en) | alloys | |
DE3813803C2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |