DE1016624B - Manteldrahtlot fuer Keramikloetungen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Manteldrahtlot für Keramiklötungen und Verfahren zu seiner Herstellung Es ist bekannt, zum vakuumdichten Verlöten. von Keramikkörpern mit Metallen Lote zu verwenden, welche durch ihren Gehalt an unedlen Metallen eine Bindung mit der Keramik und dem damit zu verbindenden Metall ermöglichen: Als solche Lote sind bekannt Silberlegierungen mit Unedelmetallen, wie Cu oder Mn,- aber auch andere reine Metalle, wie Kupfer, und dereh@Legierungen. Voräus,etzung ist hierbei eine oxydierende Atmosphäre beim Lötvorgang. Die dabei entstehenden Oxydhäute aus den im Lot enthaltenen Unedelmetallen bewirkeni nämlich erst eine Benetzung der Keramik.
• Bei der Zusammensetzung des Lotes ist darauf zu achten, daß die Lotlegierungen keine Zusätze an. Metallen mit niedrigem Verdampfungspunkt, wie Zink, Cadmium oder Thallium, enthalten dürfen.
• Schon seit einiger Zeit ist nun bekannt, daß Titan einen vorzüglichen Lotwerkstoff für Keramiklötungen darstellt. Im Gegensatz zu den vorstehend genannten Metallen (z. B. Cu, Mn) erfolgt hierbei die Lötung im Vakuum, denn das sehr unedle Titan vermag die keramischen Massen oberflächlich zu reduzieren, und durch diese chemische Umsetzung wird eine besonders innige Verbindung bewirkt. Da jedoch Titan einen für die übliche Löttechnik-zu hohen Schmelzpunkt aufweist, sind Drahtlote bekannt, bei denen sich Titan als Seele in einem Mantel eines für Keramiktötungen üblichen Lotes, wie der eutektischen Ag-Cu-Legierung der Zusammensetzung 72 0lo A,g-' Rest Cu-, befindet. wobei in der Literatur ein gewichtsrnäß-iger Anteil der Titanseele von 5 bis 8°/o des Gesamtgewichtes dieses. Lotes angegeben wird'@Versuche haben aber ergeben, daß die untere Grenze des Titangehaltes. bis auf etwa. 2 % gesenkt werden kann. Es* ist auch schon vorgeschlagen worden, an Stelle des Titans Zirkon oder Hafnium als Seele in den Manteldraht einzufügen.
• Derartige Manteldrähte befriedigen jedoch nicht restlos. Beim Schmelzen des Lotes legiert sich der verhältnismäßig dicke Kern: (Schmelzpunkt des Titans 1800° C) nicht oder nur unvollständig mit dem Lotmantel (eutektische Ag-Cu-Legierung 780° C), so daß der gute Verlauf des Lotes an der Lötstelle gefährdet ist. Das Lot verschließt nicht genügend, so daß die Verlötung nur unvollständig und nicht vakuumdicht erfolgt.
• Überraschenderweise hat es sich nun gezeigt, daß ein Manteldraht zur Keramiktötung vollkommen befriedigt, wenn man die Seele, deren Masse zur Erreichung einer optimalen Löteigenschaft in einem gewissen Gewichtsprozentverhältnis zur Mantelmasse aus Lotmetall stehen muß, in einzelne Teile unterteilt. Dadurch wird erreicht, daß sich das Seelenmetall beim. Schmelzen des Lotmantels rascher mit demselben legiert,, wodurch eine gleichmäßigere und bessere Verbindung der Keramik mit- dem zu verlötenden Metall erreicht wird. Ein so hergestelltes Lot ermöglicht eine wesentlich raschere und absolut vakuumdichte Verlötung.
• Die Zeichnung stellt beispielsweise schematisch einen Querschnitt durch einen Manteldraht bekannter Ausführung (Fig. 1) und vier verschiedene Ausführungen nach der Erfindung dar.
• Fig. 1 zeigt den bekannten Manteldraht, bestehend aus einem Mantel 2 aus einer üblichen Lotlegierung oder auch eines reinen Metalls, wie Silber oder Kupfer, und den Kern 3 aus duktilem Titan, Zirkon oder Hafnium; die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Manteldrahts, wobei die Seele 3 aus mehreren, beispielsweise vier oder fünf dünnen Drähten besteht, die sich im eigentlichen Lotmeta112 eingebettet finden. Ihr Gewicht entspricht zusammen dem Gewicht der Seele 3 der Ausführung nach Fig. 1.
• Die Herstellung der erfindungsgemäßen Lotdrähte gemäß den Fig. 2 und 3 erfolgt derart, daß man in einen dicken Runddraht, beispielsweise - aus einer Silberkupferlegierung, vier oder fünf Längslöcher bohrt, in die passende Drähte aus Titan, Zirkon oder Hafnium eingeschoben werden. Die Längslöcher können in dem Rundstab bereits schon beim Gießen desselben dadurch hergestellt werden, daß man in die Gußform graphitierte Stahlstifte einsetzt. Nach dem Eingießen und Erkalten des Lotes können diese Stahlstifte aus dem Guß 'herausgezogen werden, worauf die so erhaltenen Löcher mittels einer Reibahle blankgerieben werden.
• . Die Herstellung des erfindungsgemäßen Lotdrahtes gemäß Fig. 4 erfolgt derart, daß in einen dicken Rundstab aus massivem Lot Längsnuten eingefräst werden. In die tiefsten Stellen dieser Nuten werden die Seelendrähte eingelegt; worauf durch Walzen und Ziehen dieses dicken Rundstabes die Nuten rein mechanisch zusammengedrückt und geschlossen werden. Der auf das entsprechende Maß gezogene Lotdraht nimmt schließlich etwa eine Form gemäß Fig. 2 an.
• Bei der Ausführung nach Fig.5 werden Seelen= drahte 3 im flüssiges Lotmaterial getaucht, so daß sie sich mit einer dünnen Schicht 4 dieses Metalls überziehen und dadurch von. der Außenluft abgeschlossen sind. Mehrere dieser so - mit Lotmetall `überzogenen Seelendrähte werden dann mit mehreren anderen Drähten 6 aus massivem Mantelmetall zu einer Litze geflochten. Durch Hinzunähme von mehr oder weniger massiven Drähten 6 kann der gewünschte Gehalt des fertigen Lotlitzendrahtes an Titan, Zirkon oder Haf--nium eingestellt werden.
• Die Möglichkeiten der Herstellung von Lotdrähten gemäß der Erfindung sind damit nicht erschöpft. Die Zahl der Lotdrähte -kann zwischen 'zwei und zehn Einzeldrähten liegen,- sie können weiterhin eine .viereckige oder rechteckige Form haben.
• Weiterhin ist es möglich, an Stelle von massiven Titandrähten Titanpulver in die Löcher innerhalb des Mantels zu. stopfen und die so erhaltenen Manteldrähte durch Walzen und Ziehen auf ihre Endstärke zu bringen. Zirkonpulver läßt sich zur Herstellung der Lotkerne, infolge seiner Selbstentzündung bei Zimmertemperatur nicht verwenden.
• Drähte, die zu Lötungszwecken mit einer oder mehreren Seelen versehen sind und im Mantel und Seele unterschiedliche Metalle aufweisen., sind, an sich bekannt. So verwendet die Schmuckwarenindustrie zur Herstellung von auf Automaten hergestellten Schmuckketten für die Kettenglieder beispielsweise Gold-oder Silbermanteldrähte, die einen oder mehrere Kerne aus einem Gold- oder Silberlot enthalten.
• Der Zweck dieser sogenannten »Lotdrähte« ist je= doch ein anderer als bei der Erfindung. Während bei den Edelmetall-Lotdrähten mit einer oder mehreren Lotseelen das Lot nach der Verformung der Drahtstücke beispielsweise zu Kettengliedern, durch Erhitzen dieser Kettenglieder zum Schynelfzen gebracht' wird und die Schnittflächen der Glieder dadurch verbunden werden, bleibt der Mantel aus Edelmetall vollkommen erhalten. Bei dem erfindungsgemäßen Lot schmilzt der niedrigfließende Lotmantel zuerst und legiert sich mit der aus hochschmelzendem Titan he J stehenden mehrfachen Lötseele zu einer neuen: Legierung.

Claims (5)

1. PATEN TA NS PR ÜCHE#. ? . Manteldrahtlot für Keramiklötungen mit einem Mantel aus einem Metall mit verhältnismäßig niedrig liegendem Schmelzpunkt, wie Kupfer oder Silber oder einer Legierung dieser Metalle miteinander und/oder mit anderen Unedelmetallen niederen Dampfdruckes,. und einem hiervon verschiedenen Seelenmetall, wie Titan, Zirkon oder Hafnium, dadurch gekennzeichnet, däß das Seelenmetall in zwei oder mehr durch Mantelmetall getrennte Drähte unterteilt ist.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Manteldrahtlotes gemäß Anspruch 1, dadurch,: gekennzeichnet, daß ein massiver Stab aus dem Mantelmetall mit zwei oder mehr Längslöchern versehen und nach Einziehen der Seelenmetalldrähte - bei Verwendung von Titan. gegebenenfalls auch Einschütten von Metallpulver - in diese Löcher auf den gewünschten Lotdrahtdurchmesser herabgezogen wird.
3. 3. Verfahren zur Herstellung eines Manteldrahtlotes nach Anspruch 1¢ dadurch gekennzeichnet, daß ein massiver Stab aus dem Mantelmetall mit zwei oder mehr Län,gsnuten versehen und nach Einlegen der Seelenmetalldrähte in diese Nuten auf den gewünscWen Lotdrahtdurchmesser herabgezogen wird.
4. 4. .Verfahren zur Herstellung eines Manteldrahtlotes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige 'dün°ne Drähte aus dem Seelenrnetall durch Tauchen mit einer dünnen Schicht des Mantelmetalls überzogen und anschließend mit mehreren dünnen massiven Drähten, aus Mantelmetall verseilt werden.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Seelen vert@endet werden, deren gewichtsmäßiger Anteil zwischen 2 und 5°/o des Drahtgewichts liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: »Ceramic Age«, Vol. 64, Nr. 2. 1954, S. 9 bis 13.