DE1215475B - Hartlot auf Nickelbasis - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 23 k

Deutsche KL: 49 h-26/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1215 475
G 36074 VI a/49 h
4. Oktober 1962
28. April 1966

Die Erfindung betrifft ein Hartlot auf Nickelbasis, besonders zum Löten von Nickellegierungen bei 1066° C.

Es sind bereits Hartlote bekannt, die aus 35 bis 89% Nickel, 0,5 bis 60°/₀ Mangan, 1 bis 8% Silicium und/ oder 0,3 bis 3 % Bor und gegebenenfalls Kobalt bestehen, das bis zu 90 % des Nickels zu ersetzen vermag, wobei die Summe der Gehalte an Nickel, Mangan und gegebenenfalls an Kobalt wenigstens 79,9 % ausmacht und wobei das Lot gegebenenfalls weiterhin zur Erniedrigung des Schmelzpunktes und zur Erhöhung der Zähigkeit noch bis zu 10 % Germanium sowie bis zu 10% Kupfer enthalten kann.

Weiterhin ist bereits eine als Hartlot verwendbare Nickel-Chrom-Germanium-Legierung bekannt, die aus 37 bis 65 % Nickel, 5 bis 40 % Chrom und 15 bis 40 % Germanium besteht.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Hartlot auf Nickelbasis besonders zum Löten von Nickellegierungen bei 1066° C, bestehend aus 3 bis 8% Chrom, 3 bis 8% Palladium, 16 bis 25% Germanium, 4 bis 22% Kupfer, Rest Nickel und zufällige Verunreinigungen. Vorzugsweise besteht das Hartlot aus 6 bis 8% Chrom, 6 bis 8% Palladium, 19,5 bis 21,5% Germanium, 4 bis 18% Kupfer, insbesondere 4 bis 6 %, 11 bis 13 % oder 16 bis 18 % Kupfer, Rest Nickel und zufällige Verunreinigungen.

Das Hartlot nach der Erfindung besitzt nicht nur eine angemessene Festigkeit, Dehnbarkeit und Oxydationsbeständigkeit bis zu 843° C, sondern weist darüber hinaus eine gute Fließbarkeit und Benetzbarkeit auf, insbesondere in Anwesenheit von Titan- oder Aluminiumoxyden, und löst auch sogenannte Superlegierungen auf Nickelgrundlage nicht an. Das Hartlot nach der Erfindung ist insbesondere zum Verlöten von Werkstücken geeignet, die aus einer Nickellegierung aus 0,06 bis 0,12% Kohlenstoff, 12 bis 20% Chrom, 0,003 bis 0,10 % Bor, 10 bis 12% Kobalt, 9 bis 10,5 % Molybdän, 3 bis 3,3 % Titan, 1,4 bis 1,6 % Aluminium, Rest Nickel und zufälligen Verunreinigungen bestehen.

Die Festigkeitseigenschaften einer Nickellegierung der vorgenannten Zusammensetzung können nämlich durch eine'Wärmebehandlung bei 1066° C verbessert werden. Da nun das Hartlot nach der Erfindung bei 1066 ⁰C flüssig wird, können Werkstücke ^aus der Nickellegierung mit der vorgenannten Zusammensetzung mit Hilfe des Hartlotes nach der Erfindung verlötet und gleichzeitig einer Wärmebehandlung zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften unterworfen werden. Das Hartlot nach der Erfindung verträgt sich gut mit der Nickellegierung der vorgenannten Zusammensetzung und löst diese nicht an.

Hartlot auf Nickelbasis

Anmelder:

The Glidden Company,

Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Schmidt,

Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. Hansmann

und Dipl.-Phys. S. Herrmann, Patentanwälte,

München 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:

Paul Ray Mobley, Cincinnati, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. November 1961
(154 832)

Die Erfindung wird nun näher an Hand der in der folgenden Tabelle I angeführten Beispiele erläutert. Die Lotbeispiele P35, P36, P37, P55, P57, Ml und MlOO fallen nicht unter die Erfindung. Die erfindungsgemäßen Hartlote gemäß den Beispielen P 56, B 255, B 263, B 272 und B 274 lassen sich bei 1066° C hartverlöten, besitzen eine angemessene Festigkeit und Dehnbarkeit und Oxydationsbeständigkeit bis zu etwa 843° C. Der Germaniumanteil dient zur Einstellung des Schmelzpunktes und erhöht gleichzeitig die Zähigkeit sowie Oxydationsbeständigkeit und Dehnbarkeit bei Zimmertemperatur. Das Germanium gewährleistet darüber hinaus zusammen mit Kupfer und Palladium eine gute Benetzbarkeit der Oberfläche von Werkstoffen, die mit die Fließbarkeit von schmelzflüssigen Loten hemmenden Oxyden bedeckt sind, beispielsweise der Oberflächen von Titanwerkstücken. Palladium in Verbindung mit Kupfer und Germanium gewährleistet, daß die zu verlötenden Werkstücke nicht angelöst werden und das Hartlot trotzdem die erwartete Festigkeit und Dehnbarkeit aufweist. Palladium begünstigt die Benetzbarkeit und Fließbarkeit bei 1066⁰C.

609 560/262

Tabelle I.

BeisDiel	Zusammensetzung in Gewichtsprozent	Cr	Pd	Ge	Cu	Ni
	5,3	. 5,3.	17,1	33	Rest
Ρ35		5	30	40	Rest
Ρ36	10	10	35	10	Rest
P 37	7,1	5,9	17,9	24,7	Rest
P 55	4,7	4,8	15,9	22,2	Rest
P 56	2,7	3,1	14,0	22,1	Rest
P 57	15	15	35	—	Rest
Ml	5	5	20	25	Rest
MlOO	7,3	8,1	24,8'	- 5,1	Rest
B 255	7,1	7,4	21,4	12,2	Rest
B 263	7,3	7,2	21,3	15,2	Rest
B 272	7,2	7,6	19,2	17,4	Rest
B 274

Das Hartlot P 36, das kein Chrom enthält, aber verhältnismäßig große Mengen an Germanium und Kupfer, besitzt eine unzureichende Oxydationsbeständigkeit bei 816°C und löst die beschriebenen Nickellegierungen stark an. Das Hartlot P 37, das verhältnismäßig große Mengen an Chrom, Palladium und Germanium enthält, besitzt trotz des erhöhten Chromgehalts eine geringe Oxydationsbeständigkeit. Die Hartlote P 35, P 55 und MlOO weisen einen verhältnismäßig hohen Kupferzusatz auf, wirken stark korrodierend und besitzen eine sehr geringe Scherfestigkeit bei 816°C. Das Hartlot P57 fällt mit Ausnahme des

ίο Chrom- und des Germaniumgehalts unter die Erfindung. Es entspricht fast allen Anforderungen, jedoch liegt der Schmelzpunkt etwas zu hoch, da der Germaniumgehalt etwas geringer als erfindungsgemäß vorgeschrieben ist. Das Hartlot Ml, das einen verhältnismäßig hohen Anteil an Chrom, Palladium und Germanium, aber kein Kupfer enthält, wirkt stark korrodierend.

In Tabelle II werden die Bereiche im Rahmen der Erfindung angegeben, die aus Herstellungsgründen bevorzugt werden.

Tabelle II

BeisDiel	6	Cr	8	6	Pd	Zusammensetzung	19,5	in Gewichtsprozent	4	Cu	6	Ni	Liquidustemperatur
	6	bis	8	6	bis		19,5	Ge	11	bis	13	Rest	in 0C
A	6	bis	8	6	bis	8	19,5	bis 21,5	16	bis	18	Rest	1066
B		bis			bis	8	bis 21,5		bis		Rest	1038
C			8	bis 21,5		1038

Unter den Beispielen der Tabelle II ist das Beispiel A eine besonders bevorzugte ' Ausführungsform, da dessen Fließbarkeitseigenschaften bei 1066° C für die eingangs beschriebene Nickellegierung sehr günstig sind.

Die Hartlote der oben angegebenen Beispiele wurden mit Hilfe der bekannten Verfahren zur Herstellung von Hartlotlegierungen hergestellt. Beispielsweise wurden die Bestandteile bei 1316^aC unter Vakuum durch induktive Erwärmung geschmolzen und nachfolgend in einer Atmosphäre aus einem neutralen Gas zu Flocken vergossen. Das so hergestellte Hartlot wurde dann in bekannter Weise pulverisiert.

Tafeln der eingangs-beschriebenen Nickellegierung wurden bei 1066° C mit erfindungsgemäßen Hartloten verschiedener Zusammensetzung hartgelötet und nachfolgend bei 760°C 16 Stunden lang gealtert. In der nachstehenden Tabelle III sind einige durchschnittliche Festigkeitswerte angegeben, die mit dem Hartlot B 255 erzielt worden sind.

Tabelle ΙΠ

Beispiel	Temperatur in ° C	Scherfestigkeit in kg/mm2
B255 B 255 B255*	Zimmer temperatur 677 788	26,04 21,49 8,19

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hartlot auf Nickelbasis, besonders zum Löten von Nickellegierungen bei 1066° C, bestehend aus 3 bis 8 7p Chrom, 3 bis 8 % Palladium, 16 bis 25 % Germanium, 4 bis 22% Kupfer, Rest Nickel und zufällige Verunreinigungen.

2. Lot nach Anspruch 1, bestehend aus 6 bis 8 % Chrom, 6 bis 8% Palladium, 19,5 bis 21,5% Germanium, 4 bis 18% Kupfer, Rest Nickel und zufällige Verunreinigungen.

3. Lot nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kupfergehalt 4 bis 6%, 11 bis 13% oder 16 bis 18% beträgt.

4. Lot nach Anspruch 1, bestehend aus 4,7% Chrom, 4,8% Palladium, 15,9% Germanium, 22,2 % Kupfer, Rest Nickel und zufällige Verunreinigungen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 856 281, 2 901 347;
»Welding Journal-Welding Research Supplement«, 39 (I960), März, S. 122 s bis 128 s.

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