DE2327288B2 - Silber-Kupfer-Zink-Lötlegierung - Google Patents
Silber-Kupfer-Zink-LötlegierungInfo
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-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
- C22C30/06—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing zinc
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
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Description
Die Erfindung betrifft eine aus Silber, Kupfer und Zink bestehende Löttegierung.
Eine wichtige Eigenschaft einer Lötlegierung ist ihr
Schmelzpunkt Vereinfacht gesagt nehmen die Gesamtlötkosten proportional mit jeder Herabsetzung der
Liquidustemperatur der Lötlegierung ab. Je tiefer außerdem diese Temperatur liegt in desto geringerem
Ausmaß werden die mechanischen Eigenschaften der miteinander zu verbindenden Metalle beeinträchtigt
Aus diesem Grunde werden in der Industrie Silber-Kupfer-Zink-Cadmium-Lötlegierungen bevorzugt benutzt
weil sie im allgemeinen eine Liquidustemperatur unter 650° haben.
Wenn aber solche Legierungen nicht richtig gehandhabt werden, können wegen der Anwesenheit des
Cadmium Vergiftungsgefahren entstehen.
Es ist auch eine Legierung bekannt die aus Silber, Kupfer und Zink, aber ohne Cadmium, besteht dabei
betragen bei einem Anteil an Silber von 40 oder 45% die Anteile an Zink 24 bzw. 25 und an Kupfer 36 bzw. 30%
(E. Raub, die Edelmetalle und ihre Legierungen, 1940,
Seiten 154—156). Auch ist dort angegeben, daß Zinn als viertes Legierungselement eine beachtliche Erniedrigung des Schmelzpunktes hervorruft die Lote aber
gleichzeitig weniger bearbeitbar macht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lehre für die Zusammensetzung von Lötverbindungen zu
vermitteln, die unter Beibehaltung einer niedrigen Liquidustemperatur leicht zu bearbeiten sind
Die Aufgabe ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung durch eine Legierung gelöst die aus 45%
Silber, 25% Kupfer und 30% Zink besteht
rung bei einem Anteil an Silber in Höhe von 40% aus
30% Kupfer, 30 oder 28% Zink und im letzteren Fall
zusätzlich 2% Zinn bestehen, oder aus 27% Kupfer und
33% Zink bestehen.
Es hat sich gezeigt daß Legierungen im Rahmen der Erfindung den bekannten Legierungen erheblich überlegen sind, insbesondere im Hinblick auf
i) den Schmelzpunkt, da dieser bei der Erfindung nicht
über 720° liegt;
ii) die Verwendbarkeit in vielfach bearbeiteter Form,
insbesondere als Draht oder Blatt;
iii) die Bildung kräftiger und verformbarer Lötstellen sowohl mit Eisenmetallen als auch mit Nichteisenmetallen.
40
Außerdem sind die Lötlegierungen nach der Erfindung ungiftig.
Die Schmelzbereiche der Legierungen nach der Erfindung sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
45
| Legierungszusammensetzung | Cu | 25 | Zn | Sn | Schmelzbereich |
| Ag | Gewichtsprozeni | 30 | |||
| 45 | 30 | 30 | 0 | °C | |
| 40 | 27 | 30 | 0 | 670-700 | |
| 40 | 28 | 2 | 660-720 | ||
| 40 | 33 | 0 | 640-700 | ||
| 680-720 |
Diese Legierungen sind kalt verformbar und können entsprechend verarbeitet werden. Dies ist besonders
praktisch für die Löttechniken, die z. Z. in der Industrie allgemein benutzt werden.
Die in den Tabellen 2 und 3 wiedergegebenen Versuchsergebnisse zeigen, daß die mechanischen
Eigenschaften von Lötstellen in schweißbarem Stahl bzw. in einem 60/40 Messing sich vorteilhaft von den
mechanischen Eigenschaften ähnlicher Lötstellen unterscheiden, die mit einer der meistbenutzten Standard-Ag-Cu-Zn-Cd-Legierungen erstellt wurden. Diese Versuchsergebnisse zeigen auch, daß schon kleine Abweichungen aus dem unter den Schutzumfang der
Erfindung fallenden Zusammensetzungsbereich eine drastische Verminderung sowohl der Zugfestigkeit als
auch der Schlagfestigkeit der Lötstelle zur Folge haben.
Vergleichsversuchsergebnisse betreffend einige mechanische Eigenschaften von Lötstellen in schweißbarem Stahl,
die mit Lötlegierungen nach der Erfindung, mit einer Standard-Ag-Cu-Zn-Cd-Legierung und mit einer Versuchs-Ag-Cu-Zn-Legierung
erstellt wurden, wobei letztere — obwohl sie eine Zusammensetzung hat, die der der beanspruchten
Legierungen sehr nahe kommt — außerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegt
| Lötlegierung | Lötstellen- | Lötstellen- | Schlagbiegefestigkeit der Lötstelle | Bruchstelle |
| Zugfestigkeit | Schubfestigkeit | |||
| von der Probe Lage der | keine Bruchstelle | |||
| absorbierte | keine Bruchstelle | |||
| (N/mm2) | (N/mm2) | Energie | keine Bruchstelle | |
| 45Ag-25Cu-30Zn | 17 420' | 7350 | (J) | keine Bruchstelle |
| 40Ag-30Cu-30Zn | 18 970· | 7290 | 6,9 | keine Bruchstelle |
| 40 Ag—30 Cu-28 Zn—2 Sn | 16 650 | 6130 | 6,6 | Bruch der Proben |
| 40Ag-27Cu-33Zn | 21 230 | 6650 | 7,2 | an der Lötstelle |
| 50 Ag-15,5 Cu-19 Cd -15,5 Zn*) | 14 900 | 7680 | 6,6 | |
| 40Ag-24Cu-36Zn·) | Bruch der | 5610 | 6,6 | |
| Proben während | 3,7 | |||
| der Bearbeitung | ||||
·) Stand der Technik.
Vergleichsversuchsergebnisse betreffend einige mechanische Eigenschaften von Lötstellen in 60/40 Messing, die
mit Lötlegierungen nach der Erfindung und mit einer Standard-Ag-Cu-Zn-Cd-Legierung erstellt wurden.
| Lötlegierung | Lötstellen- | Lötstellen- | Schlagbiegefestigkeit der Lötstelle | ; Lage der |
| Zugfestigkeit | Schubfestigkeit | Bruchstelle | ||
| von der Probf | ||||
| absorbierte | ||||
| Energie | keine Bruchstelle | |||
| (N/mm2) | (N/mm*) | (J) | keine Bruchstelle | |
| 45Ag- 25Cu-30Zn | 9680 | 5160 | 4,3 | keine Bruchstelle |
| 40Ag-30Cu-30Zn | 7740 | 5810 | 4,1 | keine Bruchstelle |
| 40 Ag—30 Cu-28 Zn—2 Sn | 12580 | 3590 | 4,6 | keine Bruchstelle |
| 40Ag-27Cu-33Zn | 10320 | 5420 | 4,3 | |
| 50 Ag—15,5 Cu-10 Cd-15,5 Zn») | 8390 | 4580 | 4,3 | |
·) Stand der Technik.
Claims (4)
1. Lötlegierung aus Silber, Kupfer und Zink, dadurch gekennzeichnet, daß sie, abgesehen von Verunreinigungen, aus 45% Silber, 25%
Kupfer und 30% Zink besteht
2. Lötlegierung aus Silber, Kupfer und Zink, dadurch gekennzeichnet, daß sie, abgesehen von
Verunreinigungen, aus 40% Silber, 30% Kupfer und ι ο 30% Zink besteht
3. Lötjegierung aus Silber, Kupfer und Zink,
dadurch gekennzeichnet, daß sie, abgesehen von Verunreinigungen, aus 40% Silber, 27% Kupfer und
33% Zink besteht
4. Lötlegierung aus Silber, Kupfer, Zink und Zinn, dadurch gekennzeichnet, daß sie, abgesehen von
Verunreinigungen, aus 40% Silber, 30% Kupfer, 28% Zink und 2% Zinn besteht
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