DE2031915A1 - Verfahren zur Befestigung eines Diamanten durch eine Lotverbindung - Google Patents
Verfahren zur Befestigung eines Diamanten durch eine LotverbindungInfo
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Description
PHN.4176
Dipl.-ing. F.-J. KÖPFERMANN '
l'aienlanwalt
"Verfahren zur Befestigung eines Diamanten durch eine
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung eines Diamanten durch eine Lötverbindung*
Ee ist bekannt, dass eine mechanisch sehr steife
Befestigung eines Diamanten, z.B. bei der Herstellung von Werkzeugen* mit Hilfe eines titanhaltigen Lotes auf der
Basis von Silber und Kupfer erhalten werden kann. Dabei wird die Benetzung der Diamantoberfläche mit der Legierung durch das Titan oder einer sich bei der Lottemperatür
bildenden Verbindung von Titan und einem der anderen Metalle bewirkt. Titan kann auch gesondert der Lötstelle zugeführt
009081/154 5
PHN.4176
werden *
Die Anwendung von Titan hat den Nachteil, dass · sich sehr leicht Oxyd oder Nitrid bildet; Titanoxyd und Nitrid
tragen nicht zu der Benetzung des Diamanten bei. Der Lötvorgang muss daher bei diesem bekannten Verfahren
im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre durchgeführt werden.
Nach einem anderen bekannten Verfahren wird als ^ Lot eine Legierung von Gold mit mindestens 1 Gewv^.und
vorzugsweise etwa 5 Gew.$ Tantal und/oder Niob verwendet.
Diese Legierungen sind, in bezug auf Sauerstoff %xnd Stickstoff
weniger reaktiv, ao dass der Lötvorgang in ein©ss
■ weniger hohen Vakuum oder in einer weniger reinem Edelgasatmosphäre
als bei Anwendung dez* vorerwähnt ein titanhaltigen
Kupfer-Silberlegierungen durchgeführt werden kann»
Ein Nachteil der beidea beschriebenen bekannten
Verfahren besteht darin, dass der Lutvorgang bei Anwendung
der titanhaltigen Sllber-Kupferlegi-eruagen bei einer Tem-
mß peratur von etwa 100O0C und bei Anwendung von Legierungen
von Gold mit Tantal «nö/oder Wiolb bei einer Temperatur
zwischen 1200 und 1ft00°C durchgeführt werd®a sasü; weil
die verwendeten Legierungen hohe SetasalzpaiÄt© aufweisen*
Ber Erfindung liegt di© Aufgabe Zugnamde^ ein©
gut haftoßd© LStverfeladuii^ mit ©iaes Diamastt©a zu schaff©»
wobei der LStvorhang bei niedrigeresa als ubv
Temperature» durchführbar ist»
Diese Aufgebe wird θ:
00988 3/1545
BAD ORIGINAL
PHN.k176
löst, dass der L5tvorgang unter Verwendung einer Legierung
von Aluminium und Silicium mit 8 -. 18 Gew.$ Silicium
durchgeführt wird. '
Vorzugsweise werden Legierungen mit 10-12 Gew.^
Silicium verwendet, weil diese die niedrigsten Schmelz-
1 punkte aufweisen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin
auf einen Gegenstand, an dem durch ein Verfahren naph dor Erfindung ein Diamant befestigt ist.
Die ungefähr eutektischen Legierungen von Aluminium und Silicium, die nach der Erfindung Anwendung
finden, schmelzen bei Temperaturen zwischen 570 und 67O0C.
Bei Verwendung dieser Legierungen kann der Lötvorgang bei etwa 70O0C durchgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens
ist der, dass der Lötvorgang in bezug auf die Schutzatmospliäre unter weniger kritischen Bedingungen
durchgeführt werden kann. Um einer Oxydation der Legierungen
und einem Beschädigung des Diamanten entgegenzuwirken,
werden die Lötverbindungen, wie bei den bekannten Verfahren, im Vakuum oder in einem Schutzgas, z.B. Stickstoff
, Wasserstoff oder Edelgas, durchgeführt. Das Vorhandensein einer geringen Sauerstoffmenge ist weniger
störend als bei den bekannten Verfahren.
Ein zusätzlicher Vorteil ist der, dass die AIuminium-SiliciuDilegierungen
derart duktil sind, dass sie sich gut zu Draht und Folie verarbeiten lassen. Diese
Materialformen vereinfachen die Durchführung des Lötens.
009883/1545 ' Al
PHN.7
Die betreffenden Legierungen sind bereits als Lötmaterialien bekannt. Es ist aber nicht bekannt, dass,
mit diesen Legierungen eine besonders feste Verbindung mit einem Diamanten hergestellt werden kann.
Es ist ferner günstig, wenn bei dem erfindungsgemässen
Verfahren ungefähr eutektische Aluminium-Siliciumlegierungen verwendet werden, denen eine geringe Menge eines
Elements zugesetzt worden ist, das beim Löten als Desoxydierungsmittel
wirken kann, während das daraus gebildete Oxyd eine benetzende Wirkung hat. Dieses Element kann z.B.
Lithium sein.
Mit den gemäss der Erfindung angewandten Legierungen können Diamanten auch sehr fest mit Gegenständen
verbunden werden, die aus Materialien bestehen, deren Ausdehnungskoeffizienten von dem der Diamanten verschieden
sind, ν±ε Quarz, Siliciumcarbid, Graphit, keramisches Material,
und Metalle, z.B. Wolfram, Molybdän, Nickel und
Stahl. Die Tatsache, dass in allen diesen Fäll engine sehr
feste Verbindung erhalten wird, die gegen Temperaturänderungen
wenig empfindlich ist, ist möglicherweise auf die Duktilität der Legierungen zurückzuführen.
Der Vollständigkeit halbe» sei noch erwähnt, dass als Bindemittel für Diamantkörner in Schleifwerkzeugen bereits
Aluminiumlegierungen, z.B. Legierungen von Aluminium, mit 50-70 Gew.ia Silicium, empfohlen wurden. Diese Legierungen sind für Anwendung bei dem. erfindungsgemassen) Verfahren
wegen ihrer hohen Schmelzpunkte nicht geeignet. Ferner weisen diese Legierungen eine gewisse S.prödigkeit auf
009883/15A5 . '
BAD
PHN.4176 .
und es wird bei Anwendung derselben eine weniger feste
Verbindung mit einem Diamanten erhalten. Dadurch können sich während der Benützung der Werkzeuge stumpf gewordene
Diamantkörner lockern, was bei Schleifwerkzeugen erwünscht ist. Mit derartigen spröden Legierungen lässt sich keine
mechanisch steife Befestigung einfacher Diamanten erzielen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger
Beispiele und der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Beispiel 1.
Bin Diamantmeissel wird, wie schematisch im
Schnitt in Fig. 1 dargestellt ist, dadurch hergestellt, dass eine Diamantplatte 1 mit Abmessungen von 5x2x1 mm
mit Hilfe einer Lotschicht k auf der Fläche 3 eines Stahlhalters
2 befestigt wird.
Zu diesem Zweck wird ein Stück Folie (Dicke 20/um )
aus einer Aluminium-Siliciumlegierung mit 12 Gew.# Silicium
auf die Fläche.3 des Stahlhalters 2 gelegt und der Diamant
derart darauf gesetzt, dass er zum Teil seitlich aus dem Halter hervorragt. (|
Dann wird die Diamantplatte 1, während sie z.B.
mit Hilfe eines (in der Figur nicht dargestellten) keramischen Stiftes in bezug auf den Stahlhalter 2 mechanisch
fixiert ist, in einem Ofen für die Dauer einen Minute in
einer Atmosphäre aus technischem Argon auf 7000C erhitzt.
Beispiel 2
. Eine Diamantnadel für einen Schallplattenspieler wt|rd auf folgende Weise an einem Molybdänträger befestigt
0Ö9Ö83/1545
(Fig. 2).
Ein stabförmiger Diamant 11 (Länge 0,5 nun, Durchmesser
etwa 0.2 mm) wird mit Hilfe einer aus Molybdändraht bestehenden Wendel 12 an einem Ende eines Molybdänstabes
13 (Durchmesser 0,8 mm) festgeklemmt. Dann wird dieses Ende während 10 Sekunden in eine Aluminium-Siliciumlegierung
mit 11 Gew.$ Silicium getaucht, die in einem Kohletiegel in einer Stickstoffatmosphäre bei 75O°C im geschmolzenen
Zustand gehalten wird. Die Legierung fliesst dabei gut über den Diamanten und das Molybdän aus und ergibt eine steife
Befestigung. Schliesslich wird der auf diese Weise befes*
tigte Diamant geschliffen.
Beispiel 3.
Beispiel 3.
Diamantlager für Präzisionsinstrumente, z.B. für Uhren. (Fig. 3).
Diamantlager 21 mit kegliger Bohrung werden auf einer aus rostfreiem Stahl bestehenden Montageplatte mit
Hilfe einer Aluminium-Siliciumlegierung 23 (mit 13 Gew.^ Silicium) festgelötet. Zu diesem Zweck werden die Lager unter
Zwischenfügung einer Folie aus dieser Legierung an vorher bestimmten Stellen mechanisch fixiert, wonach das Ganze während
30 Sekunden in einer Stickstoffatmosphäre auf 7ÖQ°C erhitzt
wird.
Claims (3)
1. Verfahren zur Befestigung eines Diamanten durch
Löten in einer inerten Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet,
dass der Lötvorgang unter Verwendung einer Legierung von.
Aluminium und Silicium mit 8-18 Gew.^ Silicium durchgeführt
wird. .
009883/1545
. PHN.?
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der LStvorgang unter Verwendung einer Legierung von Aluminium und Silicium mit 10-12 Gew.# Silicium
durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Lötvorgang unter Verwendung einer Legierung durchgeführt wird, die ein Desoxydierungsmittel
enthält, dessen Oxyd eine benetzende Wirkung hat.
k. Gegenstände, an denm durch Löten mit einer
Legierung von Aluminium und Silicium mit 8-18 Gew.% ·
Silicium Diamanten mit Hilfe eines Verfahrens nach einem
oder mehreren der vorangehenden Ansprüche befestigt sind.
00988?/ 1B
Leerseite
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|---|---|
| DE2031915A1 true DE2031915A1 (de) | 1971-01-14 |
| DE2031915B2 DE2031915B2 (de) | 1977-05-05 |
| DE2031915C3 DE2031915C3 (de) | 1977-12-22 |
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| Publication number | Publication date |
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| GB1310963A (en) | 1973-03-21 |
| US3678568A (en) | 1972-07-25 |
| DE2031915B2 (de) | 1977-05-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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