DE1652840B2

DE1652840B2 - Verfahren zum hartloetverbinden einer metallisierten keramikoberflaeche mit einer metalloberflaeche

Info

Publication number: DE1652840B2
Application number: DE19681652840
Authority: DE
Inventors: Helmut 8560 Lauf Pickel
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 1968-03-02
Filing date: 1968-03-02
Publication date: 1972-06-29
Also published as: DE1652840A1

Description

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weite in einem unzulässigen Maße zu gering, so Insgesamt werden somit örtliche Spannungsspitzen,

schießt das Lot in die Rinfen ozw. in die Kordel- die bei späteren Belastungen zum Bruch oder zu

kanUle ein und verteilt sich auch im jeweils angren- Undichtigkeiten führen können, mit Sicherheit ver-

zenden Spalt. Es bildet sich jedoch eine Hartlot- mieden.

schicht unterschiedlicher Stärke aus. 5 Aus dem vorstehend Erläuterten erklären sich die

rru„,,. „■ „ _r „,„„ι, _)ff recht guten Ergebnisse von Haftfestigkeit-Erprobun-

Tochnwcher Fortschritt _gen_ _N ^b _achstehe ⁶ _{nd sind für einen met}fn_ischen Ring 2

Dadurch, daß die Riefen bzw. die Kordel die je- gemäß Fig. 1 mit 7mm Außendurchmesser und

weils zu verlötende Metalloberfläche gleichförmig und 3 mm Höhe die bis zur eintretenden Zerstörung der

in symmetrischer Aufteilung überdecken, wird eine io Verbindungsstelle aufgebrachten Belastungen ange-

gleichraäßige Verteilung mit etwa überall gleichem geben, und zwar vergleichsweise für Ringe ohne und

Fülldruck des flüssigen Lotes gewährleistet. Bei ko- mit Riefen 4, unter gleichen Versuchsbedingungen,

axial angeordneten Teilen (z.B. nach Fig. 1 bis 3) Jeder Metallring2 wurde beim Versuch durch einen

wird zugleich eine gute Zentrierung des Innenteiles Druckstempel gleichmäßig in Achsrichtung auf Ab-

im äußeren Formkörper bewirkt. ig scheren beansprucht.

Beim Abkühlen bleibt das Lot bis auf etwa 300° C herunter duktil. In diesem Zustand bewirkt es auf Grund seiner gleichmäßigen Verteilung einen ringsum gleichmäßigen Abbau derjenigen mechanischen

Spannungen, die sich auf Grund eines verschiedenen ao WAK des Metallteiles gegenüber dem des Keramikteiles ergeben. — Nach dem Erstarren nimmt die

Lotschicht selbst einen Teil der Zug- und Scher- Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in solchen

spannungen auf, die sich beim weiteren Abkühlen Anwendungsfällen, bei weichen vor dem seither üb-

oder aber bei späteren betrieblichen Belastungen des 25 liehen Lötverfahren ein Schleifvorgang bzw. ein Fein-

Verbundkörpers ergeben; und zwar wieder in gleich- schleifen der zu lötenden Keramilcoberfläche vorge-

mäßiger Verteilung hinsichtlich seiner flächenhaften schaltet werden mußte, ein derartiges Schleifen auf

Erstreckung. Grund der Erfindung entfallen kann.

Ohne	Mit
233 kg	490 kg
178 kg	475 kg
212 kg	480 kg

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Die F i g. 1 bis 3 stellen in verschiedener Ansicht einen bereits eingelöteten, durchgehend geschlitzten

1. Verfahren zum Hartlötverbinden einer me- Metallring 2 dar, der für dauernd im Inneren eines tallisierten Keramikoberfläche mit einer Metall- vorzugsweise aus Al_aO„-Keramik bestehenden Rohoberfläche, dadurch gekennzeichnet,daß 5 resl befestigt worden ist. Das Material des genanndie Oberfläche des Metallteiles (2) vor dem ten Ringes kann beispielsweise sauerstofffreies Kupfer, Durchführen des eigentlichen Lötvorganges mit Silber, eine Fe-Ni-Co-Legierung od. dgl. sein. Die kapillarwirksamen, vorzugsweise in regelmäßigen bereits erwähnten kapillarwirksamen Fließkanäle für Abständen angebrachten Fließkanälen (4; 6) für das Hartlot 5 wurden vorangehend in Form von achsdas Hartlot (5) versehen wird. io parallel verlaufenden Riefen 4 geringer Tiefe ange-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bracht. Die in Fi.g. 3 mit Ziffer 7 bezeichnete Teikennzeichnet, daß die Kanäle (4; 6) größenord- lung beträgt größenordnungsmäßig 1 bis 2 mm; die nungsmäßig mit 0,2 mm Tiefe angebracht werden, Tiefe der einzelnen Riefen ist größenordnungsmäßig abhängig von den Fließ- und Benetzungseigen- 0,2 mm, abhängig von den Fließ- und Benetzungsschaften des Lotes (S) während der maximalen 15 Eigenschaften des Lotes während der maximalen Arbeitstemperatur. Arbeitstemperatur.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, In F i g. 4 bis 7 ist als Teil 1 ein Vakuumgefäß andadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle in Form gedeutet, in dessen Stirnwand eine Stromdurchfühvon parallel und in etwa gleichmäßigem Abstand rung 2 vakuumdicht eingelötet worden ist. Obwohl voneinander verlaufenden Riefen (4) angebracht ao die Riefen 4 nur über einen Teil ihrer Länge benötigt werden. werden, sind sie aus Gründen der Vereinfachung des

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, Herstellungsverfahrens (Fließpressen) über die gedadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle nach samte Länge in Achsenrichtung angebracht.

Art einer Kordel (6) angebracht werden. Die F i g. 8 und 9 zeigen eine andere Art der ka-

5. Verfahren nach einem der vorangehenden 25 pillarwirksamen Fließkanäle, nämlich die Anord-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im nung in Form einer Kordel nach DIN 82, bezeichnet Falle von koaxial gerichteten Verlötungsflächen mit Ziffer 6. Dieser Anwendungsfall betrifft einen zusätzlich zu den Kanälen vor dem Lötprozeß Stapelaufbau aus mehreren metallisierten Al₂O₈-Rmnoch an sich bekannte Schlitze in der Metall- gen, wie er beispielsweise bei der Herstellung einer wand angebracht werden. 30 Elektronenröhre benutzt wird. Die Kordel ist hier

besonders zweckmäßig, weil sie es ermöglicht, daß

das Hartlot die in F i g. 9 dargestellte gekordelte Ringfläche vollständig ausfüllt; dadurch ist die Gewähr

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Hartlot- gegeben, daß Vakuumdichtheit und gleichmäßiger

verbindungen zwischen keramischen und metallischen 35 Spannungsabbau in allen Verbindungsflächen erzielt

Formteilen zu verbessern. Diese Verbesserung soll werden können.

einerseits bei Innenlötungen mit Metallpartnern, Die gleiche Art der Kordel zeigen die Fig. 10 bis

deren WAK größer ist als der der Keramik, das Ein- 13 für einen ähnlichen Anwendungsfall, wie er an

schießen des Hartlotes begünstigen; zum anderen soll Hand der F i g. 4 bis 7 bereits erörtert worden ist.

erreicht werden, daß die beim Erkalten nach dem 4° Die Fig. 14 bis 17 unterscheiden sich von den

Hartlötvorgang sowie beim betrieblichen Einsatz des vorangegangenen F i g. 10 bis 13 lediglich darin, daß

Verbundkörpers auftretenden mechanischen Span- das Metallteil 2 ein gezogenes Rohr aus den bereits

nungen besser abgebaut werden. genannten Metallen darstellt. Bei entsprechend ge-

Erfindungsgemäß wird dies durch Einfügen eines staltetem Ziehwerkzeug können die Riefen 4 ohne

einzigen, seither nicht üblichen Verfahrensschrittes 45 einen gesonderten Arbeitsvorgang beim Rohrziehen

in das Hartlötverfahren erreicht, der dadurch ge- mitangebracht werden.

kennzeichnet ist, daß die Oberfläche des metallischen Entsprechendes gilt für das Metallrohr laut F i g. 18 Teiles vor dem Durchführen des eigentlichen Lot- bis 21. Die hier zusätzlich dargestellten vier Schlitze Vorganges mit kapillarwirksamen, vorzugsweise in im unteren Teil des Zylindermantels erleichtern bei regelmäßigen Abständen angebrachten Fließkanälen 5° Unterschieden in den Durchmessern der Keramikfür das Hartlot versehen wird. bohrungen, wie sie fertigungsmäßig bedingt sind, ein

Diese Fließkanäle können sowohl die Gestalt Montieren der Teile 1 und 2 vor dem Lötprozeß,

schwacher Riefen als auch die Gestalt einer Kordel Diese Schlitze sind für sich allein nicht Gegenstand

aufweisen, die jeweils auf dem zu verlötenden Ober- des Schutzbegehrens,

flächenbezirk des metallischen Formteiles aufgebracht 55

werden. Wirkungsweise der Kanäle

Art und Anordnung einer derartigen Riefelung

bzw. Kordelung seien zunächst an Hand der Zeich- Auf Grund von Kapillarkräften wird das Lot im

nungsbeispiele beschrieben und sodann Wirkungs- flüssigen Zustand zunächst in die vorzugsweise in weise und erzielbarer technischer Fortschritt erläutert. 6° Einzugsrichtung angebrachten Kanäle eingesaugt; so-

Die Zeichnungen zeigen in mehreren schematisch gleich anschließend verteilt es sich in die allseitig gehaltenen Abbildungen 6 Beispiele für das erfin- angrenzenden kapillaren Spalte zwischen Keramikdungsgemäße Verfahren. Die Bezugsziffern sind über- und Metalloberfläche. Vorbedingung für eine gleicheinstimmend so gewählt, daß das metallisierte kera- mäßige Verteilung des Lotes mit ausreichender mische Teil stets mit 1, der zu lötende Metallteil mit 65 Schichtdicke ist die optimale Bemessung der Spalt-2, die metallisierte Oberfläche an der betreffenden weite, die den lichten Abstand zwischen den ge-Keramikstelle mit 3 und das die beiden Teile im End- nannten beiden Oberflächen im warmen Zustand vor zustand verbindende Hartlot mit 5 bezeichnet sind. dem Einschießen des Lotes darstellt: ist diese Spalt-