DE2326193C3 - Solder for flux-free soldering of aluminum materials - Google Patents

Solder for flux-free soldering of aluminum materials

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Description

2525th

Die Erfindung betrifft ein Lot zum fluBmittelfreien Plattierlöten von Aluminiumwerkstoffen unter Schutzgas bzw. sauerstoffarmer Atmosphäre, bestehend aus 4 bis 20% Silicium und aus je 0,01 bis 10%, vorzugsweise je 0.05 bis 2% Wismut Strontium, Barium und/oder Antimon, wobei an Stelle von oder zusammen mit Wismut Strontium. Barium und/oder Antimon ein Gehalt an Beryllium in Mengen von 0.00001 bis 1,0, vorzugsweise 0.0002 bis 0.1%. vorhanden ist Rest Aluminium und herstellungsbedingte Verunreinigungen.The invention relates to a solder for fluid-free Clad soldering of aluminum materials in a protective gas or low-oxygen atmosphere, consisting of 4 to 20% silicon and from 0.01 to 10% each, preferably 0.05 to 2% bismuth each, strontium, barium and / or Antimony, being in place of or together with bismuth strontium. Barium and / or antimony Beryllium content in amounts of 0.00001 to 1.0, preferably 0.0002 to 0.1%. there is rest Aluminum and manufacturing-related impurities.

Nach DE-OS 19 62 760 und DE-OS 2143 965 sind Plattier-Lot werkstoffe der Zusammensetzung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ferner mit bis zu 0.04% Magnesium bekannt die das flußmittelfreie Löten von Aluminiumwerkstoffen ermöglichen. Aus Altenpohl. Aluminium von innen betrachtet 1957, Ssite 197, ist es bekannt. Aluminiumlegierungen zur Vergleichmäßigung des Gefüges zu homogenisieren. Es hat sich jedoch *5 gezeigt, daß bei der Verarbeitung dieser Lotwerkstoffe /υ lotplattiertem Halbzeug, die Oberflächen der lotplattierten Bleche eine Graufärbung aufweisen. Unter Graufärbung ist die Entstehung eines die Lotverbindung störenden Oxidfilms zu verstehen. Diese Graufärbung verursacht Änderungen in den Oberflächenschichten und wirkt sich damit auf den Lötvorgang selbst aus. Auch durch aufwendige Vorbehandlung vor dem Löten sind die geschilderten Nachteile der Graufärbung nicht zu beseitigen.According to DE-OS 19 62 760 and DE-OS 2143 965 are Plating solder materials of the composition according to the preamble of claim 1 and further with up to 0.04% Magnesium is known which enables the flux-free soldering of aluminum materials. From Altenpohl. Aluminum viewed from the inside 1957, Ssite 197, it is known. To homogenize aluminum alloys to even out the structure. However, it has * 5 shown that when processing these brazing materials / υ solder-plated semi-finished products, the surfaces of the solder-plated sheets are gray in color. Under gray coloring is the emergence of a die Understand solder connection disruptive oxide film. This gray coloring causes changes in the surface layers and thus affects the soldering process itself. Also through extensive pre-treatment The disadvantages of the gray color described cannot be eliminated after soldering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lot zum flußmittelfreien Plattierlöten von Aluminiumwerkstoffen zu schaffen, das auch nach einer Wärmebehandlung, wie z. B. einer Glühbehandlung, eine gleichförmige OberflächenbescharTenheit und -farbe des lotplattierten Halbzeugs aufweistThe invention is based on the object of providing a solder for flux-free clad soldering of aluminum materials to create that even after heat treatment, such as B. an annealing treatment, a uniform surface texture and color of the solder-plated Has semifinished product

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht daß das Lot zusätzlich 0,05 bis 0,18% Magnesium enthält und bei 420 bis 560° C rart einer Dauer von 6 bis 24 Stunden homogenisiert worden istAccording to the invention this is achieved in that the solder additionally contains 0.05 to 0.18% magnesium and at 420 to 560 ° C has been homogenized for a period of 6 to 24 hours

Es bat sich gezeigt daß ein Grauwerden mit dem erfindungsgemäß zulegierten Magnesiumgehalt mit Sicherheit vermieden werden kann. Setzt man dem Lotwerkstoff mehr Magnesium zu als dem erfindungsgemäScR oberen Gehalt entspricht se ergibt sich der Nachteil, daß beim Lösen unter Schutzgas die zu verbindenenen Teile keinen vollständigen Kontakt mehr halten.It has been shown that graying can be avoided with certainty with the magnesium content added according to the invention. If more magnesium is added to the solder material than corresponds to the upper content according to the invention, there is the disadvantage that the parts to be connected no longer maintain complete contact when they are released under protective gas.

Ferner hat sich gezeigt daß der genannte Magnesiumgehalt nur in Verbindung mit einer Homogenisierungstemperatur von 420 bis 5600C und einer Homogenisierungszeit von 6 bis 24 Stunden eine mit Sicherheit gute Lötverbindung gewährleistet Erst wenn man die erfindungsgemäß verwendete Legierung in der angegebenen Weise homogenisiert erhält man ein Gefüge, das sich besonders gut für die Weiterverarbeitung zu lotplattiertem Material eignet Dieses beruht darauf, daß die Legierungsmetalle gleichmäßig im Lotwerkstoff verteilt werden, was insbesondere bei dem Magnesiumzusatz von entscheidender Bedeutung ist Sowohl der Magnesiumzusatz als auch die durch das Homogenisieren erreichte gleichmäßige Verteilung der Legieningselemente sind Voraussetzung für eine gute Lötbarkeit ohne Rußmitteleinsatz.Furthermore, it has been shown that the stated magnesium content only guarantees a good soldered connection with a homogenization temperature of 420 to 560 ° C. and a homogenization time of 6 to 24 hours , which is particularly suitable for further processing into solder-plated material.This is based on the fact that the alloy metals are evenly distributed in the solder material, which is particularly important when adding magnesium for good solderability without the use of carbon black.

Es ist besonders vorteilhaft den Magnesiumgehalt auf 0.05 bis 0.11% und die Homogenisierungstemperatur auf 480 bis 520° C einzustellen. Es hat sich erwiesen, daß bei kürzeren Glühzeiten höhere Homogenisierungstemperaturen gewählt werden müssen. In diesem bevorzugten Bereich ergibt der Einsatz des erfindungsgemäßen Lotes eine besonders zug- und scherfeste Verbindung.It is particularly advantageous to set the magnesium content to 0.05 to 0.11% and the homogenization temperature set to 480 to 520 ° C. It has been shown that higher homogenization temperatures must be selected for shorter annealing times. In this preferred one The use of the solder according to the invention results in a particularly tensile and shear-resistant connection.

Nachstehend sind einige Beispiele für die erfindungsgemäß erzeugten Lotmaterialien aufgeführt:Some examples of the solder materials produced according to the invention are listed below:

1) Si - 9,8%1) Si - 9.8%

Bi - 0.03%Bi - 0.03%

Mg - 0,07%Mg - 0.07%

Mn - 0.04%Mn - 0.04%

Fe - 0,63%Fe - 0.63%

Ti - 0.03%Ti - 0.03%

Cu - 0,16%Cu - 0.16%

Zn - 0.08%
Rest AluminiumZn - 0.08%
Remainder aluminum

2) Si - 7.7%2) Si - 7.7%

Sb - 0,5%Sb - 0.5%

Mg - 0,13%Mg - 0.13%

Mn - 0,03%Mn - 0.03%

Fe - 0,25%Fe - 0.25%

Ti - 0.03%Ti - 0.03%

Cu - 0.01%Cu - 0.01%

Zn - 0,04%
Rest AluminiumZn - 0.04%
Remainder aluminum

3) Si - 123%3) Si - 123%

Ba - 1.01%Ba - 1.01%

Mg - 0,09%Mg - 0.09%

Mn - 0.05%Mn - 0.05%

Ke - 0.43%Ke - 0.43%

Ti - 0.03%Ti - 0.03%

Cu - 0,13%Cu - 0.13%

Zn - 0,15% Rest AluminiumZn - 0.15% balance aluminum

4) Si - 10.7%4) Si - 10.7%

Sr - 033%Sr - 033%

Mg - 0,15%Mg - 0.15%

Mn - 0.10%Mn - 0.10%

Fe - 0,24%Fe - 0.24%

Ti - 0.02%Ti - 0.02%

Cu - 0,01%Cu - 0.01%

Zn - 0.08%
Rest AluminiumZn - 0.08%
Remainder aluminum

5) Si - 9.3%5) Si - 9.3%

Be - 0.0006%Be - 0.0006%

Mg - 0.15%Mg - 0.15%

Mn - 0.10%Mn - 0.10%

Fe - 0.27%Fe - 0.27%

Ti - 0.03%Ti - 0.03%

Cu - 0.02%Cu - 0.02%

Zn - 0.13%
Rest AluminiumZn - 0.13%
Remainder aluminum

Ks können auch Kombinationen der Elemente Wismut, Strontium, Barium, Antimon und Beryllium zusammen mit den erfindungsgemäßen Zusätzen an Magnesium verwendet werden. Diese Kombinationen einzelner Elemente zeigen ebenfalls ein gutes Lötverhalten unter Vermeidung der Graufärbung.Ks can also be combinations of the elements bismuth, strontium, barium, antimony and beryllium can be used together with the magnesium additives according to the invention. These combinations Individual elements also show good soldering behavior while avoiding the gray color.

Die Barren entsprechend vorstehender Beispiele wurden in einem Induktionsofen erschmolzen und abgegossen. Anschließend wurden sie 12 Stunden bei 5000C homogenisiert, nach dem Abkühlen zu einer Platine ausgewalzt und auf den Kernbarren aufplattiert. Das so hergestellte Vormaterial wurde zunächst warm und dann kalt weiter abgewalzt und bei Enddicke 6 Stunden bei 360°C weichgeglüht. Die lolplattierten Bleche behielten dabei eine blanke Oberfläche.The bars according to the above examples were melted in an induction furnace and poured. Then, they were homogenized 12 hours at 500 0 C, rolled, after cooling to a board and plated onto the core ingot. The pre-material produced in this way was first rolled hot and then cold and soft-annealed at 360 ° C for 6 hours at the final thickness. The lol-plated sheets retained a bare surface.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Lot zum flußmittelfreien Plattier-Löten von Aluminiumwerkstoffen unter Schutzgas bzw. sauer- s stoffarmer Atmosphäre, bestehend aus 4 bis 20% Silicium und aus je 0,01 bis 10%, vorzugsweise je 0,05 bis 2% Wismut, Strontium, Barium und/oder Antimon, wobei an Stelle von oder zusammen mit Wismut, Strontium, Barium und/oder Antimon ein ι ο Gehalt an Beryllium in Mengen von 0,00001 bis 1,0, vorzugsweise 0,0002 bis 0.1%, vorhanden ist, Rest Aluminium und herstellungsbedingte Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot zur Vermeidung einer Graufärbung zusätzlich 0,05 is bis 0,18% Magnesium enthält und bei 420 bis 5600C mit einer Dauer von 6 bis 24 Stunden homogenisiert worden ist.1. Solder for flux-free plating and soldering of aluminum materials under protective gas or a low-oxygen atmosphere, consisting of 4 to 20% silicon and 0.01 to 10% each, preferably 0.05 to 2% each of bismuth, strontium, barium and / or antimony, where instead of or together with bismuth, strontium, barium and / or antimony an ι ο content of beryllium in amounts of 0.00001 to 1.0, preferably 0.0002 to 0.1%, is present, remainder Aluminum and production-related impurities, characterized in that the solder additionally contains 0.05 to 0.18% magnesium to avoid gray coloring and has been homogenized at 420 to 560 ° C. for a period of 6 to 24 hours. 2. Lot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß es 0,05 bis 0,11% Magnesium enthält.2. Lot according to claim 1, characterized in that it contains 0.05 to 0.11% magnesium. 3. Lot nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen 480 und 520° C homogenisiert worden ist3. Lot according to claims 1 and 2, characterized in that it is between 480 and 520 ° C has been homogenized
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