DE2126639A1 - Lötlegierung zum Löten von Aluminium - Google Patents
Lötlegierung zum Löten von AluminiumInfo
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Description
DA-4328
B e schreib u η
zu der Patentanmeldung
der Firma
SENJU METAL INDUSTRY CO., LTD.,
No. 23> Senju Hashido-cho, Adachi-ku,
Tokyo , Japan.
betreffend
Lötle^ierune;
zum
Löten von Aluminium
Priorität: 30. Mai 1970, Nr. 46133/1970, Japan
.30. Juli 1970, Nr. 66128/1970, Japan
Die Erfindung bezieht sich auf ein Lot für Aluminium- und
Aluminiumlegierungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Lot, das sich zum Verbinden von Aluminium bzw.
einer Aluminiumlegierung untereinander bzw. mit einem anderen
Metall wie Kupfer, Messing oder Eisen eignet.
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Aluminiumlegierungen (im folgenden allgemein als Aluminium
bezeichnet) außerordentlich schwierig ist, und zwarj, weil
(1) metallisches Aluminium einen harten und festen Oxydfilm an der Oberfläche aufweist,,
(2) selbst wenn man Aluminium lötet, d. h. das metallische
Aluminium mit einem Lot legiert, so zeigt der gelötete Teil eine beachtliche elektrolytische Korrosion,
da Aluminium und "seine Legierungen niedrigere Elektrodenpotentiale aufweisen und die Differenz der
Elektrodenpotentiale zwischen dem gelöteten Teil und der Aluminiummatrix sehr groß ist.
Um den Oxydfilm zu entfernen oder ihn zu durchdringen,
sind verschiedene Arten von Lötflußmitteln bekannt, und verschiedene Maßnahmen wie Ultraschall-Löten, Löten durch
Auf streichen des Lots und dergl. . angewendet worden. Es ist
deshalb jetzt ohne weiteres möglich, die Oberfläche von Aluminium mit einem Lot zu benetzen und auf diese Weise -das
Metall mit dem gleichen'oder einem anderen Metall zu verlöten,
■
In jedem Fall wird jedoch infolge der Eigenschaften des Lots und der zu verlötenden Metalle eine elektrolytische
Korrosion erzeugt. Dieses Problem ist bisher durch die
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Entwicklung von neuen Lötflußraitteln und Lötmethoden nicht gelöst worden. Es ist keine Übertreibung zu
sagen, daß der Grund, warum das Löten von Aluminium als unmöglich oder schwierig angesehen worden ist, in
öer Korrodierbarkeit der verlöteten Teile zu sehen ist.
Die bekannten Lötmittel für Aluminium lassen sich in zwei TJnuptklassen einteilen:
1. dienlich niedrig schmelzende Legierungen auf Zinnoder Cadmiumbasis, die 10 bis 30 % Zink enthalten
und
2, ziemlich hoch schmelzende Legierungen auf Zinkbasis,
die Aluminium und/oder Kupfer enthalten.
Die niedrig schmelzenden Lote lassen sich leicht verarbeiten, sind jedoch- besonders ungünstig wegen ihrer schlechten
Korrosionsbeständigkeit an den gelöteten Abschnitten. Die auf Zinkbasis aufgebauten hochschmelzenden Lötmittel
bilden eine gute Verbindung mit Aluminium und die gelöteten Teile haben eine bessere Korrosionsbeständigkeit als
diejenigen, die mit niedrig schmelzenden Loten verlötet worden sind.
Trotzdem sind die mit Zn-Al- oder Zn-Al-Cu-Legierungen verlöteten
Teile nicht korrosionsbeständig, Man kann lediglich
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sagen, daß die Korrosion langsamer voranschreitet als bei den Teilen, die mit einem Lot auf Sn- oder Cd-Basis
'verlötet worden sind, v/eil die Differenz der Elektrodenpotentiale
zwisehen Al und Zn kleiner ist. Und wenn Zinn,
Cadmium oder Blei, selbst in einer sehr geringen Menge, in dem Lot auf Zn-Basis vorhanden ist, so fallen diese
Metalle an den Korngrenzflächen aus und induzieren eine sogeHi?nnte intergranulare Korrosion, die zu Rißbildungen
führt. Außerdem wird die Korrosion beschleunigt, wenn Metalle, deren Elektrodenpotentiale sehr hoch sind,
heterogen in einer MikroStruktur des Lots verteilt sind.
Es ist deshalb naheliegend, Lote auf Zn-Basis für Aluminium herzustellen, die wenig oder keine Verunreinigungen enthalten.
Bis jetzt ist es jedoch unmöglich gewesen, Zink herzustellen, dessen Bleigehalt praktisch Null ist und die
Gegenwart von kleinen Mengen an Verunreinigungen ist unvermeidlich, wenn eine Lotmasse, in technischem Umfang hergestellt
wird.
Man hat bereits versucht, etwa 0,1 % Magnesium einem Lot auf
Zn-Basis zuzugeben. Die Zugabe von Magnesium hindert die Bewegung der Atome zwischen den Kristallen und stabilisiert
somit die MikroStruktur der Legierung und verhindert intergranulare Korrosion. Ein solches Lot verbessert die Korro-
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sionsbeständigkeit, vrenn Alumlnivunmetalle verlötet werden,
sie zeigt jedoch keine besondere Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit,
wenn Aluminium mit einem anderen Metall wie Kupfer, Messing oder Eisen verlötet wird. Auch die Zugabe
von etwa 0,1 % Magnesium führt nicht zu einer befriedigenden
Benetzung und Fließfähigkeit des Lots.
-Man hat z. B. eine Legierung, bestehend aus 4 % Al,
o,1 5-i.Mg, Rest Zn, zum Verlöten einer Aluminiumplatte
mit einer Kupferplatte verwendet.
Wenn man eine verlötete Probe der obigen Kombination einer dampfgesättigten Atmosphäre bei 95 bis 100° C
aussetzt, findet eine intergranulare Korrosion in 3 Tagen statt und der verlötete Teil bricht nach 15 Tagen ab.
Wenn man den Mg-Gehalt auf 0,5 % erhöht, wird eine ähnliche
Korrosion beobachtet. Wenn man den Mg-Gehalt weiter steigert, wird zwar die Korrosionsbeständigkeit verbessert, aber
die Bindungsfähigkeit (oder Verlötbarkeit) deutlich verschlechtert.
Auf diesen Kenntnissen aufbauend, ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Lot für Aluminium mit Kupfer, Messing, Eisen und dergleichen anzugeben. Mit dem erfin-'
dungsgemäßen Lot wird eine gute Verbindung zwischen
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Aluminiummetallen sowie zwisehen Aluminium und den oben
erwähnten Metallen erzielt, wobei 'die Verbindung sich
durch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Dies v/ird durch Einarbeiten von 0,005 bis 0,08 %
Mg und bis zu 0,5 % Ni und/oder Cr in die Zn-Cu-Al-Legierung
in Form eines Lots erreicht.
Ein typisches erfindungsgemäßes Lot besteht aus
Al 0,5 bis 4,5 Gewichtsprozent
Cu 0,1 bis 4 Gewichtsprozent
Mg 0,005 bis 0,08 Gewichtsprozent
Zn Rest
Dieses Lot ist zum Löten von Aluminiummetallen untereinander
oder mit einem anderen Metall v/ie Kupfer, Messing, Eisen und dergleichen geeignet.
Das erfindungsgemäße Lot gibt eine gute Verbindung zwischen
den oben erwähnten. Metallen, und die Verbindung zeichnet sich durch ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
aus.
Andere erfindungsgemäße Lote haben folgende Zusammensetzung:
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• ν
(1) Al 0,5 bis 4,5 Gewichtsprozent,
Cu 0,1 bis 4 Gewichtsprozent,
Mg 0,002 bis 0,08 Gewichtsprozent,
Ki ' Ό bis 0,5 Gewichtsprozent,
Cr 0 bis· 0,5 Gewichtsprozent und
Zn Rest j
(2) Al 2 bis Atf5 Gewichtsprozent,
Cu 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, Mg 0,005 bis 0,009 Gewichtsprozent, Cr 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent und
Zn Rest;
(3) Al 2 bis 4,5 Gewichtsprozent, Cu 0,5 bis 3 Gewachtsprozent,
Mg 0,02 bis 0,05 Gewichtsprozent, Ni 0,15 bis 0,5 Gewichtsprozent und
Zn Rest".
In der beigefügten Zeichnung ist schematisch die Zugfestigkeit einer Lötmasse gegen die Dampfbehandlungsdauer
aufgetragen. Damit sieht man die überragende Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierungen
gegenüber einer bekannten Legierung bestätigt. Die Kurve A bedeutet die Zugfestigkeit einer 5-^igen Al-Zn-
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Legierung und die Kurven B, C, D, E, F bedeuten eine
4,5 % Al-3% Gu-0,4^-Cr-O,009?S Mg-Zn-Legierung, eine
4^Al-3?oCu-O,4^Cr-Zn-Legierung, eine kt5?OAl-3°/oCu-O}5%
Ni-0,03?jMg-Zn-Legierung, eine 4#Al-3?-oCu-O,1?iNi-Zn-Legierung,
eine 4^Al-3/'oCu-0 r 1 ^Mg-Zn-Legierung.
Die obigen '.rerte stellen typische erfindungsgemäße
Lote dar. Die Funktion jeder Komponente sowie der notwenige und bevorzugte Gehalt der Bestandteile wird im
folgenden erläutert:
,Die Zugabe"von wenigstens 0,5 Gew.-?4 Aluminium verbessert
die Lötbarkeit des Lots und die Festigkeit der resultierenden Bindung oder des gelöteten Teils und
verhindert ferner die durch das Zink verursachte Brüchigkeit. Wenn jedoch mehr als 4,5 Gew.-(/a Aluminium zugegeben
werden, wird die Sprödigkeit nicht verhindert und die Korngröße der Legierung wird zu groß, was zu
einer Verringerung der Korrosionsbeständigkeit führt. Ein Aluininiumgehalt von 2 bis 4,5 Gew.-?o wird bevorzugt.
Die Zugabe von wenigstens 0,1 Gew.-% Cu verbessert die
Festigkeit des gelöteten Teils und erhöht die Affinität
zu der Kupfermatrix, wenn Aluminium mit Kupfer verlötet
wird. Wenn jedoch mehr als 4 Ge\i.-% Kupfer zugegeben
werden, steigt di& Schmelztemperatur des Lots an und der
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gelötete Abschnitt schrumpft allmählich oder quillt an. Ein Kupfergehalt von 0,5 bis 3 Gew.-% wird bevorzugt.
Die Wirkung von Magnesium ist, wie oben erwähnt, die, um
eine interkristalline Bewegung der Atome zu verhindern und die MikroStruktur homogen zu halten und somit eine
intergranulare Korrosion zu verhindern. .Für diesen Zweck sind wenigstens 0,005 Gew.-% Magnesium notwendig.' Mehr
als 0,08 % Magnesium beeinträchtigen das Fließvermögen des Lots und die Benetzbarkeit des Aluminiums durch das
Lot und führen zu keiner Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.
.
Die Zugabe von Chrom verbessert die Korrosionsbeständigkeit und erhöht die Festigkeit des gelöteten Teils durch
Verringerung der Korngröße. Etwa 0,05 Gew.-% Chrom sind
zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit notwendig. Mehr als 0,5 Gew.-% Chrom lösen sich zu schlecht in der
Zinkmatrix und ergeben einen Anstieg des Schmelzpunkts des Lots. .
Das Chrom kann ganz oder teilweise durch die gleiche
Nickelmenge ersetzt werden und dessen Funktion ist die gleiche wie die von Chrom.
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Durch die Zugabe von Chrom und/oder Nickel soll wie diirch
die Zugabe von Magnesium die Korrosionsbeständigkeit verbessert
werden. Jedoch führt die Zugabe von Magnesium allein nicht zu einer Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
der Verbindung zwischen Aluminium und einen anderen
Metall wie Kupfer, Hess ing und Bisen, während', die Verwendung von Magnesium und Chrom und/oder Hickel bedeutend
die Korrosionsbeständigkeit verbessert» Dies ist ein bedeutender Gesichtspunkt der !Erfindung.
Die erwünschten Bereiche an Magnesium und Nickel oder
Chrom sind wie folgt:
(1) Wenn Chrom zugegeben wird:
0,005 bis. 0,009 Gew.-^ Magnesium und ·
0,05 bis 0,5 Gew.-% Chrom, Vorzugs-weise0,005
bis 0,009 Gew.-% Magnesium und 0,1 bis 0,4 Gew.-% Chrom.
(2) Wenn Nickel zugegeben wird:
0,02 bis 0,08 Gew.-jS Magnesium und
0,05. bis 0,5 Gew.-?S Nickel, vorzugsweise
0,02 bis 0,05 Gew.-% Magnesium und O9 15 Ms 0,5 Gew. -% Nickel.
- 11 > 1098517 1097
Unvermeidliche Verunreinigungen in dem erfindungsgemäßen Lot sind Sn, Pb, Cd, Fe und dergleichen. Von diesen
fördern Sn, Pb und Cd die intergranulare Korrosion und deshalb sollte der Anteil jedes dieser Elemente
nicht größer als 0,*"01 % sein. Ein Fe-C-ehalt bis zu 0,1 %
ist zulässig, ohne daß schädliche Wirkungen auf die Kor-•rosionsbeständigkeit
und Lötbarkeit zu beobachten sind. Allgemein sind jedoch Verunreinigungen unerwünscht, und
es sollten deshalb für das erfindungsgemäße Lot möglichst
reine Bestandteile verwendet werden.
Wenn Verunreinigungen wie Sn, Pb, Cd und dergleichen, die
mit Zn eutektische Legierungen bilden, sich in dem erfindungsgemäßen
Lot befinden und Elektrodenpotentiale besitzen, die sich stark von dem von Zn unterscheiden, wird
die intergranulare Korrosion des Lots beschleunigt und es
sollten deshalb die Gehalte an Sn, Pb, Cd und dergleichen innerhalb der oben erwähnten Grenzen liegen.
Aus dem gleichen Grund sind die Metalle, die mit dem Lot
verlötet werden können, beschränkt. Befriedigende Ergebnisse vom Standpunkt der Korrosion wurden erhalten beim
Verlöten von Aluminium mit Aluminium und/öder von Aluminiumlegierungen
mit Aluminiumlegierungen oder von Aluminiumlegierungen mit Kupfer, Messing, Eisen, rostfreiem
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Stahl, Nickel:oder Chrom. .
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele
näher erläutert.
33s wurden Legierungen mitden Zusammensetzungen hergestellt,
die, in den folgenden Tabellen angegeben
sind. Zum Beispiel wurde die Legierung des Beispiels 1 hergestellt, indem zunächst eine Mg-Al-Mutterlegierung
mit einem Gehalt von*10 Gew*-% Mg und eine Ni-Cü-Mutterlegierung
mit einem Gehält-von 30 Gew.-?o
Ki hergestellt wurde. Eine bestimmte'Zinkmenge wurde in
einem Graphittiegel geschmolzen und zu dieser Schmelze wurde dann die notwendige Menge Kupfer sowie die Ni-Cu-Mutterlegierung
(30 % Ni) gegeben. Schließlich wurden die notwendigen Mengen der Mg-Al-Legierung (10 % Mg) und
Aluminium zugegeben, .um ein für Aluminium geeignetes .Lot zu erhalten.
Zunächst wurden Korrosionsversuche durchgeführt, die sich auf die Lote per se bezogen, da die Korrosion der
gebildeten Verbindung durch Verwendung von Loten auf
Zinkbasis, die Aluminium enthalten, ihren Ursprung in der Korrosion der Lote per se hat. Die Korrodierbarkeit
der Lote wurde durch die Zugfestigkeit der Lotproben bestimmt, vor und nachdem sie einer Dampfbe-
' handlung ausgesetzt worden sind.
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Für diesen Test wurden folgende Proben verwendet. Eine Lotlegierungsprobe.wurde geschmolzen und in
eine. Messingform aus einer Schmelze von 450° C gegossen, wobei man eine Probe von 8 mm Durchmesser
und 150 ram Länge erhielt. Der so erhaltene Stab
wurde.so bearbeitet,.daß in einer Richtlänge T von
50 mm ein runder Stab mit einem Durchmesser von
6,35 mm ± 0,05 mm entstand. '
Für die Dampfbehandlung wurden die Proben 10 Tage
lang in gesättigtem Dampf von 95 -bis- 100 0C stehenge- -*
lassen. Die Zugfestigkeit wurde mit einem Amsler-Universal-Zugtestgerät
gemessen. Man nimmt allgemein an, daß die oben erwähnte Dampfbehandlung einer Behandlung
von 10 Jahren unter normalen Bedingungen entspricht. ;
Die Zugfestigkeitsprüfungen der gelöteten Verbindungen
wurden wie folgt durchgeführt; Mehrere 20 χ 50 mm
große Streifen wurden von einer 1,6 mm dicken, 52 S
(JIS H 4104) korrosionsbeständigen Aluminiumplatte geschnitten. Um schädliche Wirkungen von verwendeten
Flußmitteln zu vermeiden, wurde das sogenannte Streichlöten angewandt. Ein Streifeh wurde mit einer Beißzange
an einem Ende aufgenommen und das andere Ende mit einer
Gasflamme erhitzt. Während des Erhitzens des Streifens
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--■;■- f4 - 212663S
wurde ein Lot auf die Oberfläche des zu verlötenden
Streifens aufgestrichen. Die Temperatur der Aluminiumstreifen
sollte höher als die Schmelztemperatur des Lots sein, damit sie miteinander verlötet werden können«
Die resultierenden, mit Lot bestrichenen, Streifen wurden
in einer Klammer gehalten, und ein anderer Streifen
wurde . mit einer Beißzange so gehalten, daß er den eingespannten
Streifen berührte. Der zu verbindende Teil wurde erhitzt. Sobald das Lot geschmolzen war, wurden
die Streifen zusaramengegeben, so daß sich 20 χ 5 mm
große Flächen überlappten. Die beiden Streifen wurden mit
der Zange zusammengepreßt und dann mit Wasser gekühlt. Überschüssiges Lot, das sich an den verbundenen Streifen
verfestigt hatte, wurde abgeschliffen.
Die Zugfestigkeit der verbundenen Streifen wurde mit einem
Amsler-Universal-Testgerät vor und nach der Behandlung mit
Dampf bei 95 bis 100° C in der angegebenen Zeitspanne be·^
stimmt. Für jede Probe wurde ein Durchschnittswert von Versucheil in; der Tabelle angegeben.
Die Korrosionsversuche an der Verbindung von Aluminium
mit Kupfer #der Stahl wurden wie folgt durchgeführt.'
Mehrere 30.χϊ30 mm große Streifen wurden aus einer 1,6 mm
dicken Aluminiumplatte (1s, JIS R 4101), einer 0,5 mm
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dicken Kupferplatte. (Cup ^ H, JIS H 3101) und einer
0,5 mm dicken Stahlplatte (2s, JIS G 3101) hergestellt. Ein Aluminiumstreifen wurde in einem Winkel gebogen
und auf einen Kupfer- oder Stahlstreifen gegeben. Eine kleine Menge Zinkchlorid-Flußmittel wurde auf die sich
berührenden Teile gegeben und bis zur Schmelztemperatur eines Lots erhitzt. Ein kleines Lotstück v/urde auf die
"sich berührenden Teile gegeben und die Teile miteinander
verlötet. Das verbleibende Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen. Die Versuchsstücke wurden 5 Tage, 10 Tage
bzw. 15 Tage in Dampf bei 95' bis 100° C gehalten und dann
visuell auf die Entwicklung von Korrosion an der verlöteten
Oberfläche geprüft.
Die Löteigenschaften der Lote wurden beurteilt nach der Leichtigkeit des Verlötens und der Vollständigkeit der
Lötstelle, wenn Aluminiumstreifen in der. oben erwähnten Weise miteinander verbunden wurden. Dies bedeutet, daß
geprüft wurde, ob die Aluminiumstreifen von einem auf die Oberfläche aufgebrachten Lot benetzt wurden und ob eine
befriedigende Verbindung erhalten wurde. Bei der Beurteilung der Verbindungsqualität wurden die Ergebnisse des
oben erwähnten Zugtests berücksichtigt.
Die Bedingungen und Ergebnisse der oben erwähnten Versuche mit dem erfindungsgemäßen Lot sind in der folgenden ·
- 16 109851/1097
-IG - ν
212SR39
O'nbello 2Uimrfli.icn:;r J/ftOt, x\i:m\:,n\<!n π.ίΐ. ricnon von vergleichbaren
Lei-on LMiCor^Glb <U.t )',:■ ..".1 iiOun,'; und bc-nji"-·
ton J.oion der c.!rli:]?o·,, r.n.n';:;c. 1λ!ο VrwjjXclch.-.wurt'-·
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- 17
10 9 8 51/10 9 7
COPY
Λ_ | - | 4,5 | 5 | ■-''-■ | 0,CC3 | 0,4 | - - | C | Zr. | reich" (5C) | vor | nach | Zusverbindurig (l:s) 523/52S |
rastigkeit der Lötstelle |
|
4 | I | 0,205 | 0,1 | 3 | der | vor | nach | ||||||||
2 | 4 | »Λ Λ"· W , «^^ |
0,2 | 15 | 28,0 | 21,0 | Dampfbehandlung | ||||||||
4,5 | 4 | 5 | 0,02 | - | Rest | 374-395 | 28,5 | 17,0 | 578* | ||||||
1 | 4 | 4 | 1 | 0,05 | - | - | η | 373-392 | 21,0 | 14,0 | 530* | 577* | |||
2 | - | - | - | It | ' 379-405 | 27,2 | 20,5 | 575* | 575* | ||||||
3 | Vergleichs ■ | — | Tt | 375-3J5 | 26,0 | 19,5 | 575* | 570* | |||||||
L· | versuch | 1 | ο, | ti | 330-392 | 23,0 | 19,0 | 570* | 574* | ||||||
5 | 1 | -ν ί | - | ο, | 1 | Il | 3£O-4O5 | 575* | 570* | ||||||
.χ | 0,1 | 0,4 | 570* | ||||||||||||
3 | - | - | 70 | 13,5 | 0,4 (3 Tare danach) |
||||||||||
4 | 0,4 | - | It | 3S2 | 23,0 | 10,0 | 580* | ||||||||
5 | - | - | η | 377-396 | 30,0 | 16,0 | 590* | 390* | |||||||
β | - | - | •ι | 377-393 | 28,0 | 10,0 | 530*** | 450*··'* | |||||||
3 | ο, | Il | 575-395 | 25,5 | 15,0 | 590* | 500*** | ||||||||
- | - | η | 379-390 | 8,0 | 6,5 | 510*** | 470*** | ||||||||
- | Sn | 30 | 199-330 | 510** | 495*## | ||||||||||
40** | |||||||||||||||
Cd ?0 3C
265-294
Zr. 50 Pb 50 153-215
14,0
5,0
5,0
12,0
4,0
4,0
400**
115**
115**
(5 Tage danmch)
30*»
(5 Tage danach)
(5 Tage danach)
Versagen · . (1 Tag danach)
a:.i S-creifen teilweise gebrochen
Korrosionsbeständigkeit eine: IS/Cu (CuFH
-Verbindung Korrosionsacständigicsit einsr
IS/313 .r.( JIS G2102)-Verbindung
ρ Jar: IC Ta3e Ό 'r
nach «i'*r Dampfbehandlung
j .age 10 lage 1;? i-a^G Lctaigc
nach der Dar.vo !behandlung schaft
Beispiel
1 |
norsa' | |
2 | It | |
3 | «· | |
4 | tt | |
5 | ti | |
, 6 | η | |
ED | _» Vergleichs- ο versuch CD Γ' 1 |
Versagen |
Ψ: | cn 2 | nornal |
homal
norcaj.
η η
it
Il
η
•ι
Il
ti
S- fortgedcr
schrittene Korrosion Korrosion Versagen
norral
CO
6
7
8
7
8
stufe der
Korrosion
Korrosion
nornal
ifort19-
PCorrosion
Versager.
jAnfangs- fortge-I stufe der schrittene
■Korrosion Korrosion
Anfangs- !fortge- Versagen
stufe der 'schrittene
Korrosion J Korrosion
Versagen j- . -
:..ornal
It ti
ι: it ti
Anfangs- . fort3cstufe
der schrittene Korrosion Korrcsion
Korrosioü
normal
normal
Anfangsstiue
der
schrittor.a
Korrosion
stuTe der schrittono Korrosion Korroc-'.or.
fort33-schrit^ere·
Versa^sr.
Korrosion Korrosion
gon. Erfindung
ti ti
i: t«
Il
Il | η |
ti | ti |
It | It |
Il | η |
Il | |
sehleci
σ er.
(1): keine vollständig verbundenen Teile v:errs;: unvoilstv'r.di^er 7!2:*2t-ur.3
(2): Bas Lot konnte auf das Al nicht durch Auf streichen auf'"ebr_,c::t '."ordcr.
(D
"z ';.\:-£q clahsr
Die Ubcrlecxnhcit dor crfinduii-scoMilfjcn !ote hinsiehtlieh
ihres r.ori-osiuiisvcrlvsl-lknu wird durch die beigc-
iüi.i.c Zc.ir:I;v.;>rn e;\Jm:tert.
Diese ;:c*cl:r-y;ir vci/jloicht die r.o-Tros.!.o..-.obc!otändißj;cit
r.:i:a-:r? der Xwrfnstic^cii. einer l.f.t.r.qsso cciasig der Er-
:-^idimp nit bekannten Lotcii, die einer ^aijpi"boha:idluns
niia: csntxt v.iK-den. Dir Mürve Λ bcdoufefc eine 5-·J-Al-Zn-Lt/iori...Sf
die r.urve Γ» bedoutet dnc lot dos ßeiapiels 1
(erf m:uriGs;;C!iä.O); die Karvc C bedeutet cine A-;'.-A1-3
!'-Cu-O./i Si-Ci-Zn-Leßicinmc. Die Kurve· D bedeutet dar.
Lot des Beispiels U (cr^imlun.-jr^or.-M); die Kurve E bedeutet
eine Λ JJ-Al-3 J^U-0,1 ii Ki-Zn-Lecicruna und die
Kurve P bedeutet eine A ;ü-Al-3 JS Cu-0,1 «5 Iv-7.n-Legierunr.
Diese ZeichnuiiE zeist, daß das .crrindunßnGoaiUe
lot ve'it bessere KorrosionsbcGtiindJtfieit als ver^cichbare
J.-ote aufv/eist·
109851/109?
ißöpy
ORIGINAL
Claims (1)
- Pa t ο η t a η α ρ γ ü c h o2126Β39• 1. Lötlegierung zum Löten von Aluminium oder Aluwiniumlegierungen, mit sich selbst oder anderen Metallen, bestehend ausAl 0,5 bis 4,5 Gew.-^,* Cu 0,1 -bis 4 Ge\\'.~%,Mg 0,005 bis 0,08 Gew.-?£,Ni 0 bis 0,5 Ge\r.-%,Cr 0 bis 0,5 Ge\i.-%,Zn Rest.2. Lötlegierung nach Anspruch 1, bestehend ausAl 0,5 bis 4,5 Gew.-%,k Cu 0,1 bis 4 Gew.-?o,Mg 0,02 bis 0,08 Gew.-36,Ni 0,05 bis 0,5 Gew.-%,Zn Rest.3. Lötlegierung nach Anspruoh V, bestehend ausAl 0,5 bis 4,5 Gew.-%,Cu 0,1 bis 4 Gew.-9i,Mg 0,005 bis 0,009 Gew.-#,Cr 0,05 bis 0,5 Gew.-^,Zn Rest.10 9-θ,51./109 7BAD ORIGINAL4. Lötlegierung nach Anspruch 3» bestehend ausAl 2 bis 4,5 Gew.-56,-Cu 0,5 bis 3 Gew.-So,Mg 0,005 bis 0,009 Gew.-$,'Cr 0,1 bis 0,4 Gew,~$o,Zn . Rest.• ι»5. Lötlegierung nach Anspruch 2, bestehend ausAl 2 bis 4,5 GeW. -%,Cu 0,5 bis 3 Gew.-%,Mg 0,02 bis 0,05 Gew.-^,Ni 0,15 bis 0,5 Gew.-#,Zn Rest *10 9 8 5 1/10 9 7eerseite
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112011104328B4 (de) * | 2010-12-08 | 2015-09-24 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Pb-freie Lotlegierung, die überwiegend Zn enthält |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3900151A (en) * | 1971-09-02 | 1975-08-19 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Joining process |
US4386051A (en) * | 1980-09-19 | 1983-05-31 | Edgington Robert E | Tin, lead, zinc alloy |
US4352450A (en) * | 1980-09-19 | 1982-10-05 | Edgington Robert E | Method for soldering aluminum |
US4444351A (en) * | 1981-11-16 | 1984-04-24 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method of soldering metal oxide varistors |
US4647308A (en) * | 1984-06-18 | 1987-03-03 | Copper Development Association, Inc. | Soldering compositions, fluxes and methods of use |
DE69433332T2 (de) * | 1993-06-15 | 2004-04-22 | Jfe Steel Corp. | Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Warmwalzen |
US5921460A (en) * | 1997-06-05 | 1999-07-13 | Ford Motor Company | Method of soldering materials supported on low-melting substrates |
JP3343498B2 (ja) * | 1997-06-13 | 2002-11-11 | 昭和電工株式会社 | 低温ろう付用ろう材 |
FR2787470B1 (fr) * | 1998-12-16 | 2002-01-25 | Metaleurop Sa | Alliage de zinc permettant la realisation de pieces de haute qualite |
CA2370770A1 (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-26 | Edison Welding Institute | Soldering alloy |
MY173760A (en) * | 2009-01-15 | 2020-02-19 | Kai Holding Sdn Bhd | A metal alloy |
CN111545948B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-12-07 | 河南机电职业学院 | 钎料合金、钎料及其制备方法和应用以及制得的钎焊产品 |
CN111633355B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-04-15 | 常州鑫力航金属新材料有限公司 | 铝合金与铜合金钎焊用的环保无腐蚀自钎焊料及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB362507A (en) * | 1930-09-06 | 1931-12-07 | Horace Campbell Hall | An improved alloy particularly for bearing surfaces |
US2008529A (en) * | 1934-04-09 | 1935-07-16 | New Jersey Zinc Co | Zinc base alloy |
GB427238A (en) * | 1934-04-09 | 1935-04-17 | New Jersey Zinc Co | Zinc base alloy |
US2426650A (en) * | 1943-12-27 | 1947-09-02 | Bell Telephone Labor Inc | Method of soldering a terminal to a piezoelectric crystal |
US2981648A (en) * | 1957-12-10 | 1961-04-25 | Modine Mfg Co | Aluminum soldering slurry |
-
1971
- 1971-05-25 US US00146625A patent/US3733687A/en not_active Expired - Lifetime
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112011104328B4 (de) * | 2010-12-08 | 2015-09-24 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Pb-freie Lotlegierung, die überwiegend Zn enthält |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3733687A (en) | 1973-05-22 |
GB1315263A (en) | 1973-05-02 |
DE2126639B2 (de) | 1973-02-01 |
FR2093821A5 (de) | 1972-01-28 |
CA936388A (en) | 1973-11-06 |
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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