DE2525488B2 - Quaternäre Silberlegierung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit quaternären Silberlegierungen, insbesondere als Lotwerkstoff und zur Verwendung in der Lebensmittelindustrie, die außer Silber als weitere Hauptbestandteile Zink, Kupfer und Zinn enthalten. Solche Legierungen mit 40 bis 50% Silber, 20 bis 33% Zink, 10 bis 40% Kupfer und 0 bis 5% Zinn sind aus der DE-OS 2327288 bekannt. Es handelt sich dabei um verhältnismäßig niedrig schmelzende Legierungen (Schmelzbereich ca. 640 bis 720° C), die frei von Kadmium sind, dessen Verwendung wegen seiner Giftigkeit in der Lebensmittelindustrie nicht zulässig ist.

Legierungen mit diesen Basiselementen werden vielseitig eingesetzt, insbesondere als Lotmaterial in Form von Drähten, Stäben oder als Pulver sowie in der Elektroindustrie, für Besteck und Silberwaren, wie sie im Haushalt und Hotelwesen verwendet werden, und in der Schmuckindustrie.

Aus der US-PS 2138638 sind Lotlegierungen bekannt, die neben 40 bis 70% Silber, 20 bis 50% Kupfer, 5 bis 15% Mangan und 2 bis 7,5% Nickel noch 0,15 bis 0,4 % Silizium enthalten. Es handelt sich dabei um höherschmelzende Legierungen (Schmelzbereich von ca. 746" C bis 862" C), denen das Silizium hinzugefügt ist, um porenfreie Lötverbindungen zu erhalten. Die (^legierungen enthalten jedoch kein Zink, um die in vielen Fällen unerwünschte Zinkverdampfung zu vermeiden.

Reines Zink siedet bei 906° C. Aber auch unter-

halb dieser Temperatur hat der Dampfdruck des Zinks erhebliche Werte, so daß eine lebhafte Verdunstung schon bei 650° C zu beobachten ist. Die Zinkverdampfung ist ein wesentlicher Nachteil der gattungsgemäßen Legierungen. Deren Verwendung als Lotwerkstoff geschieht zumeist in Lötautomaten oder öfen, die im allgemeinen bei einer Temperatur von mindestens 50° C über dem Liquiduspunkt der Legierung arbeiten. Auch bei der Verwendung solcher Legierungen zum Gießen von Kleinteilen müssen Temperaturen verwendet werden, die wesentlich, d. h. meist ca. 150° C über dem Liquiduspunkt liegen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei den gattungsgemäßen Legierungen die Zinkverdampfung möglichst weitgehend zu verhindern.

Die Erfindung erreicht dies durch eine Legierungszusammensetzung gemäß dem Patentanspruch 1. Völlig unerwartet hat sich gezeigt, daß bei dieser Legierungszusammensetzung anders als bei anderen höherschmelzenden, zinkhaltigen Lotlegierungen der geringe Siliziumanteil bewirkt, daß bei den üblichen Arbeitstemperaturen praktisch keine Zinkverdampfung entsteht.

Die in dem angegebenen verhältnismäßig engen Bereich der Legierungszusammensetzung liegenden Legierungen sind trotz des bekannten versprödenden Zinn-Einflusses leicht gießbar, gut extrudierbar, gut verformbar und besitzen auch als Lote vorzügliche Eigenschaften, wie gute Benetzung und kapillares Fließen.

Die erfindungsgemäßen Legierungen können elektrolytisch poliert werden, sie sind weitgehend farbgleich mit Neusilber und Alpacca sowie in der Farbe sehr ähnlich den üblichen nichtrostenden Stählen. Sie entsprechen ferner auf Grund ihrer Kadmiumfreiheit den für die Lebensmittelindustrie geltenden Vorschriften und können daher insbesondere als Lotwerkstoff für dort einzusetzende Geräte verwendet werden.

Besonders bevorzugte Legierungszusammensetzungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Die nachfolgenden Beispiele illustrieren verschiedene Anwendungen und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung.

Beispiel 1

Aus einer Legierung aus
48 % Silber
35 % Zink

2 % Zinn

0,4Co Silizium

0,4% Phosphor
Rest Kupfer

wurden nach dem Shell-moulding-Verfahren Verzierungsteile hergestellt. Die Legierung zeigte ein sehr gutes Formfüllungsvermögen und vorzügliche Fließeigenschaften. Die hergestellten Teile wiesen eine gute Oxydationsbeständigkeit auf.

Beispiel 2 Aus einer Legierung aus

35 % Silber

32 % Zink

3,0 % Zinn

0,15% Silizium

1,0 % Nickel

1,0 % Palladium

Rest Kupfer

wurden die einer starken Korrosionsbeanspruchung unterliegenden Achsen für Meßgeräte in Wasseraufbereitungsanlagen hergestellt. Die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit entsprach voll den gestelltem Anforderungen.

Beispiel 3
Eine Legierung aus
40 % Silber
26 % Zink

1,0 % Zinn

0,05% Silizium
Rest Kupfer

wurde als Lotwerkstoff für die Verbindung von nichtrostendem Stahl bei der Herstellung von Geräten für die Milchwirtschaft verwendet. Der Lotwerkstoff wies sehr gute kapillare Fließeigenschaften auf und die Lötungen konnten bei niedriger Arbeitstemperatur fehlerfrei hergestellt werden. Selbstverständlich entspricht das Material den Vorschriften der Lebensmittelgesetze betreffend die Toxizität.

Beispiel 4
Eine Legierung aus

46 % Silber

26 % Zink

3 % Zinn

0,1% Silizium

Rest Kupfer

wurde als Lotwerkstoff für die Verbindung von Uhrgehäuseteilen aus Alpacca und nichtrostendem Stahl duich Ofenlöten verwendet.

Es zeigt sich, daß die Legierung nicht nur praktisch keine Zinkverdampfung aufweist und die Lebensdauer der Ofenmuffel erheblich steigert, sondern auch vorzüglich zum elektrolytischen Polieren geeignet ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Quaternäre Silberlegierung, insbesondere als Lotwerkstoff und zur Verwendung in der Lebensmittelindustrie, mit den weiteren Hauptbestandteilen Zink, Kupfer und Zinn, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung:

35 bis 48 % Silber

25 bis 35 % Zink
0,5 bis 3,5% Zinn
0,01 bis 0,4% Silizium
0 bis 1,0% Nickel

0 bis 1,0% Palladium
0 bis 0,5% Phosphor
Rest Kupfer

2. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung:

38 bis 46 % Silber

26 bis 32 % Zink
1,5 bis 3,0 % Zinn
0,05 bis 0,15% Silizium
0 bis 0,5 % Nickel

0 bis 0,5 % Palladium
0 bis 0,05% Phosphor
Rest Kupfer

3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Zinn 1 bis 3,5% beträgt.

4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Silizium 0,03 bis 0,25% beträgt.

5. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gehalt an Phosphor 0 bis 0,1% beträgt.