DE19629375C2

DE19629375C2 - Copper-phosphor solders for soldering copper parts

Info

Publication number: DE19629375C2
Application number: DE1996129375
Authority: DE
Inventors: Harald Herzog; Wolfgang Dr Weise; Dieter Kaufmann; Josef Faulhaber
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Umicore AG and Co KG
Priority date: 1996-07-20
Filing date: 1996-07-20
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2016-07-21
Also published as: DE19629375A1

Description

Die Erfindung betrifft Hartlote aus Kupfer-Phos phorlegierungen zum Löten von Teilen aus Kupfer und Kupferlegierungen.The invention relates to brazing alloys made of copper phos phosphor alloys for soldering parts made of copper and Copper alloys.

Zum Löten von Kupfer und Kupferlegierungen, wie Messing oder Bronze, werden möglichst niedrigschmelzende Hartlote benötigt, um nachteilige Gefügeveränderungen im Werkstoff beim Löten zu vermeiden. Bei der Kupferrohrinstallation und z. B. auch im Transformatorenbau benutzt man Kupfer-Phos phorlote, die einige Prozent Silber enthalten können, und niedrigschmelzende Silberhartlote. Für diese Lote benötigt man allerdings Arbeitstemperaturen von über 700°C, die bei empfindlichen Bauteilen zu Schwierigkeiten führen können. Silberhartlote mit Arbeitstemperaturen von unter 700°C erfordern den Einsatz von Flußmitteln, die anschließend wieder umständlich entfernt werden müssen. Aus diesen Gründen wird in vielen Fällen das Hartlöten durch Weichlöten ersetzt, was aber zu deutlich geringeren mechanischen Festigkeiten der Lotstelle führt.For soldering copper and copper alloys such as brass or bronze, become as low-melting brazing alloys as possible needed to cause adverse structural changes in the material to avoid when soldering. For copper pipe installation and e.g. B. also used in transformer construction copper phos phorlote, which can contain a few percent silver and low-melting silver hard solders. For these solders however, you need working temperatures of over 700 ° C, which lead to difficulties with sensitive components can. Silver hard solders with working temperatures below 700 ° C require the use of fluxes then have to be laboriously removed again. Out For these reasons, brazing is done in many cases Soft soldering replaced, which, however, significantly less mechanical strength of the solder joint leads.

Es sind auch Kupfer-Phosphorlote mit 7,5 Gew.-% Phosphor und 18 Gew.-% Silber bekannt, die eine Arbeitstemperatur von etwa 650°C aufweisen. Diese Legierungen sind allerdings sehr spröde und lassen sich nur sehr schwierig zu Lotformstücken verarbeiten.There are also copper-phosphor solders with 7.5 wt .-% phosphorus and 18 wt .-% silver known to have a working temperature of have about 650 ° C. However, these alloys are very brittle and very difficult to admit Process solder fittings.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Hartlot auf Basis einer Kupfer-Phosphorlegierung zu entwickeln, das eine Arbeitstemperatur von unterhalb 700°C ermöglicht, gute Fließ- und Benetzungseigenschaften aufweist und leicht zu Formstücken verarbeitet werden kann.It was therefore an object of the present invention to use a braze to develop on the basis of a copper-phosphorus alloy a working temperature of below 700 ° C enables good Has flow and wetting properties and easy to Fittings can be processed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lotlegierung gelöst, die aus 0,5 bis 9 Gew.-% Phosphor, 0,5 bis 15 Gew.-% Gallium und 0 bis 20 Gew.-% Silber, 0 bis 4 Gew.-% Nickel, Rest Kupfer besteht.This object is achieved by a solder alloy dissolved, which from 0.5 to 9 wt .-% phosphorus, 0.5 to 15 wt .-% Gallium and 0 to 20% by weight of silver, 0 to 4% by weight of nickel, The rest of the copper is there.

Besonders bewährt haben sich Legierungen, die aus 70 bis 90 Gew.-% Kupfer, 4 bis 8 Gew.-% Phosphor, 1 bis 10 Gew.-% Gallium und 2 bis 18 Gew.-% Silber bestehen.Alloys made from 70 to 90 have proven particularly useful % By weight copper, 4 to 8% by weight phosphorus, 1 to 10% by weight Gallium and 2 to 18 wt .-% silver exist.

Mit Hilfe des Galliumgehaltes lassen sich die Arbeitstemperaturen der erfindungsgemäßen Hartlote variieren.With the help of the gallium content the Working temperatures of the brazing alloys according to the invention vary.

In der deutschen Patentanmeldung P 48 387 D/49h vom 05.07.1949, der US-Patentschrift 5,378,294 und der europäischen Patentanmeldung EP 429 026 A1 werden Kupfer-Phosphor-Lote beschrieben, die unter anderem Indium oder Zinn als schmelzpunktsenkende Legierungskomponenten enthalten. Gallium ist dort nicht vorgesehen.In German patent application P 48 387 D / 49h dated July 5, 1949, U.S. Patent No. 5,378,294 and U.S. Pat European patent application EP 429 026 A1 Copper-phosphor solders described, among others, indium or tin as a melting point lowering alloy component contain. Gallium is not provided there.

Es ist zwar bekannt, daß ein Zulegieren von Gallium den Schmelzpunkt erniedrigen kann. Es ist aber auch generell bekannt, daß ein Zulegieren von Gallium im Normalfall die Duktilität verschlechtert und eine Versprödung der Legierungen bewirkt. Insbesondere werden Kupfer-Silber-Legierungen mit mehr als 8 Gew.-% Gallium schwer verformbar und können nicht mehr zu Halbzeug verarbeitet werden. It is known that alloying gallium to the Can lower melting point. But it is also general known that the addition of gallium normally the Ductility deteriorates and embrittlement of the Alloys. In particular, be Copper-silver alloys with more than 8% by weight gallium difficult to deform and can no longer be semi-finished are processed.

Überraschenderweise tritt dieser Effekt bei den erfindungsgemäßen Gallium-haltigen Kupfer-Phosphor-Legierungen nicht ein.Surprisingly, this effect occurs in the gallium-containing invention Copper-phosphorus alloys do not.

Die erfindungsgemäßen Hartlote weisen außerdem sehr gute Fließ- und Benetzungseigenschaften auf den zu lötenden Teilen aus Kupfer auf und können daher ohne den Einsatz von Flußmitteln angewendet werden. Sie sind gut verformbar und daher leicht zu Lotformteilen zu verarbeiten.The brazing alloys according to the invention also have very good Flow and wetting properties on those to be soldered Parts made of copper and can therefore be used without the use of Fluxes can be applied. They are easily deformable and therefore easy to process into solder molded parts.

Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung einiger beispielhafter Hartlote gemäß der Erfindung und die damit erreichbaren Arbeitstemperaturen. The following table shows the composition of some exemplary brazing alloys according to the invention and the so achievable working temperatures.

Tabelletable

Claims

1. Brazing solder based on copper-phosphorus alloys for soldering parts made of copper and copper alloys, characterized in that it consists of 0.5 to 9% by weight of phosphorus, 0.5 to 25% by weight of gallium, 0 to 20 % By weight of silver, 0 to 4% by weight of nickel, balance copper.

2. brazing solder according to claim 1, characterized, that it consists of 70 to 90 wt .-% copper, 4 to 8 wt .-% Phosphorus, 1 to 10% by weight gallium and 2 to 18% by weight Silver exists.