DE2534777C2 - Method for soldering a polycrystalline body made of extremely hard material based on boron nitride and / or diamond with a metal part and solder for carrying out this method - Google Patents

Method for soldering a polycrystalline body made of extremely hard material based on boron nitride and / or diamond with a metal part and solder for carrying out this method

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DE2534777C2
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Boris D. Kostjuk
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Description

besteht.consists.

5. Lot, das Kupfer, Zinn und Titan enthält, für das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus5. solder containing copper, tin and titanium for the method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is made of

13 bis 60% Kupfer,
5 bis 15% Zinn,
5 bis 25% Titan,
13 to 60% copper,
5 to 15% tin,
5 to 25% titanium,

2 bis 15% Blei und2 to 15% lead and

03 bis 20% eines Metalls aus der Gruppe03 to 20% of a metal from the group

Molybdän, Wolfram, TantalMolybdenum, tungsten, tantalum

bestehtconsists

6. Lot nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 20% eines nichtmetallischen Füllstoffes enthält6. Lot according to claim 5, characterized in that it contains 0.5 to 20% of a non-metallic filler contains

7. Lot nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Füllstoff ein Pulver mit 1 bis 50 μΐη Korngröße ist7. Lot according to claim 6, characterized in that the non-metallic filler is a powder with 1 to 50 μΐη grain size is

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Verlöten eines polykristallinen Körpers aus hochhartem Werkstoff auf der Grundlage von Bornitrid und/oder Diamant mit einem Metallteil, bei dem auf dem Körper ein Metallüberzug aus wenigstens einem zum Werkstoff hohe Adhäsion bewirkenden Metall und wenigstens einem verringerte Oxidierbarkeit aufweisenden Metall vorhanden ist und der Lötvorgang bei Atmosphärendruck an Luft erfolgt Die Erfindung betrifft ferner ein Lot, das Kupfer, Zinn und Titan enthält, für diese Verfahren.The invention relates to a method for soldering a polycrystalline body made of extremely hard material based on boron nitride and / or diamond with a metal part in which on the body one Metal coating made of at least one metal which causes high adhesion to the material and at least a metal exhibiting reduced oxidizability is present and the soldering process is carried out at atmospheric pressure takes place in air. The invention also relates to a solder containing copper, tin and titanium for these Procedure.

In der DE-PS 2010 183 ist ein beschichteter Diamant zum Schneiden, Schleifen und dergleichen beschrieben. Als Diamant werden Diamantteilchen bzw. Diamantsplitter verwendet, die vollständig mit einer Schicht aus Titan und/oder Zirkon und darauf einer weiteren Schicht aus Kupfer oder Nickel versehen sind. Das Aufbringen dieser beiden Schichten erfolgt galvanisch, stromlos oder durch Vakuummethoden. Die derart vorbereiteten Diamantteilchen bzw. Diamantsplitter werden dann einzeln oder in einer Vielzahl an die Oberfläche eines Trägers angeheftet oder in einzelnen oder in mehrfachen Schichten oder in einem anderen konglomerierten Gefüge zum Teil oder ganz in Matrizen aus Metall, keramischem oder organischem Material eingebettet Die auf die Diamantteilchen aufgebrachten Schichten nehmen etwa 10 bis 30 Volumprozent der Gesamtteilchen ein. Die erste Schicht auf den Diamantteilchen dient der guten Haftung, während die zweite Schicht zum Schutz der ersten Schicht vor Oxidation dient.In DE-PS 2010 183 there is a coated diamond for cutting, grinding and the like. Diamond particles or diamond splinters are called diamond used completely with a layer of titanium and / or zircon and on top of another one Layer of copper or nickel are provided. These two layers are applied galvanically, electroless or by vacuum methods. The diamond particles or diamond splinters prepared in this way are then adhered to the surface of a support individually or in a plurality or individually or in multiple layers or in another conglomerated structure partly or entirely in Matrices made of metal, ceramic or organic material are embedded on the diamond particles applied layers take up about 10 to 30 percent by volume of the total particles. The first Layer on the diamond particles serves for good adhesion, while the second layer protects the first layer before oxidation is used.

Als Schneidelemente für Schneid- und Schleifwerkzeuge sind neuartige, überharte künstliche Werkstoffe auf der Grundlage von Diamant und Bornitrid bekannt.The cutting elements for cutting and grinding tools are novel, super-hard synthetic materials based on diamond and boron nitride.

Da die neuartigen überharten Werkstoffe z. B. im Vergleich zu den natürlichen Diamanten tiefe Temperatur beim Übergang in eine hexagonale Modifikation, erhöhte Sprödigkeit und herabgesetzte Festigkeit, erhöhte chemische Beständigkeit sowie Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, die sich von den Metallen, mit denen sie sich löten lassen, stark unterscheiden, ist die Entwicklung neuer Lötverfahren und neuer Lote erforderlich, die für diese Zwecke am geeignetsten sind. Wie die Praxis zeigt, entsprechen die bekannten Verfahren und Lote zum Löten und Metallisieren nicht vollkommen den an neue, zum Herstellen von Schneide- und Schleifwerkzeugen bestimmten Werkstoffen gestellten Forderungen.Since the new super-hard materials z. B. Compared to natural diamonds, low temperature when changing to a hexagonal modification, increased brittleness and reduced strength, have increased chemical resistance and coefficients of thermal expansion that differ from the metals, With which they can be soldered, strongly differ, is the development of new soldering processes and new solders which are most suitable for these purposes. As practice shows, the known ones correspond Processes and solders for soldering and metallizing are not completely the same as for new ones for the production of cutting and grinding tools for certain materials.

Bekannt ist ein Verfahren zum Eingießen einesThere is known a method for pouring a

flüssigen Lotes in den Spalt zwischen natürlichem Diamant und Metall unter Vakuum bei einer Temperatur von 900 bis 11000C Als Lote finden Gold-Tantal-, Gold-Niob-, Silber-Kupfer-Titan-, Silber-Titan-Legierungen sowie aluminium- und siliziumhaltige Legierungen Verwendung (FR-PS 13 32 423, US-PS 3192 620, GB-PS 9 32 729,11 51 666,20 31 913).liquid solder in the gap between natural diamond and metal under vacuum at a temperature of 900 to 1100 0 C. Gold-tantalum, gold-niobium, silver-copper-titanium, silver-titanium alloys as well as aluminum and silicon-containing alloys use (FR-PS 13 32 423, US-PS 3192 620, GB-PS 9 32 729.11 51 666.20 31 913).

Durch das Verfahren wird adhäsive Festigkeit der Lötung gewährleistetThe process ensures adhesive strength of the soldering

Bekannt ist auch ein Verfahren zum Einpressen der Diamantkristalle in ein Kupfer-Zinn-Titan-Metallpulver (JP-PS 47-44 134) oder in eine Legierung auf Kupfer-Zinn-Chrom-Wolfram-Grundlage (GB-PS 1114 353) mit anschließendem Flüssigphase-Sintern. Durch dieses Verfahren wird adhäsive Festigkeit der Lötung ebenfalls gewährleistetA method for pressing the diamond crystals into a copper-tin-titanium metal powder is also known (JP-PS 47-44 134) or in an alloy based on copper-tin-chromium-tungsten (GB-PS 1114 353) with subsequent liquid phase sintering. Because of this The process also ensures adhesive strength of the soldering

Die aufgezählten Lötverfahren werden nur beschränkt angewendet weil sie zur Bildung thermischer Spannungen in den Lötstellen führen, was beim Löten besonders spröder Werkstoffe, wie polykristalliner, überharter Werkstoffe auf Diamant-Bornitrid-Grundlage, die Rißbildung im Körper des überharten Werkstoffes mit sich bringt Außerdem sind die Verfahren wegen des Einsatzes einer Hochvakuumapparatur aufwendig.The soldering processes listed are only used to a limited extent because they lead to thermal formation Tensions lead to the soldering points, which when soldering particularly brittle materials such as polycrystalline, Superhard materials based on diamond boron nitride, the formation of cracks in the body of the superhard material In addition, the processes are expensive because of the use of a high vacuum apparatus.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zum Löten von Metall und Diamant, bei dem ein Metallüberzug aus Titan und Zirkon im Vakuum bei einer Temperatur aufgetragen wird, die für eine Adhäsion des Metallüberzuges am Diamant ausreicht und bei dem die Lötung von Metall an den metallisierten Diamanten erfolgt, indem auf die Lötfläche des Diamanten Silber-Kupfer-Lot bei der Schmelztemperatur des Lotes aufgetragen wird.Also known is a method for soldering metal and diamond in which a metal coating is made Titanium and zirconium is applied in a vacuum at a temperature sufficient for adhesion of the metal coating on the diamond is sufficient and in which the metal is soldered to the metallized diamond, by applying silver-copper solder to the soldering surface of the diamond at the melting temperature of the solder will.

Durch die Verwendung des plastischen Lotes stellt dieses Verfahren die Lötnahtfestigkeit und die Beseitigung der thermischen Spannungen in der Lötfuge sicher. Das Verfahren ist jedoch ungenügend zuverlässig wegen der schnellen Oxidierbarkeit des Titan- und Zirkonfiberzuges, die oft die Qualität der Lötung (Verminderung der Adhäsion) verringert Wegen des Einsatzes der Vakuumapparatur ist das Verfahren auch teuer.By using the plastic solder, this process provides the solder seam strength and elimination the thermal stresses in the solder joint. However, the method is insufficiently reliable because of the quick oxidizability of the titanium and zirconium fiber coating, which often affects the quality of the soldering (Decrease in adhesion) Decreased Because of the use of vacuum apparatus, the process is also expensive.

Beim Löten und Metallisieren von Diamant und Bornitrid wird Lot auf der Grundlage von Kupfer-Zinn-Titan-Legierungen (JP-PS 47-44 134), das gegenüber den Werkstoffen auf Diamant- und Bornitrid-Grundlage eine hohe Adhäsion aufweist, am häufigsten verwendet.When soldering and metallizing diamond and boron nitride, solder is based on copper-tin-titanium alloys (JP-PS 47-44 134), the opposite of the materials based on diamond and boron nitride has high adhesion is most commonly used.

Dieses Lot ist wenig plastisch und spröde. Sein Wärmeausdehnungskoeffizient unterscheidet sich vom Wärmeausdehnungskoeffizienten für die neuartigen überharten Werkstoffe auf Diamant- und Bornitrid-Grundlage. Dies führt unvermeidlich zu thermischen Spannungen in der Lötzone, die das Entstehen einer großen Anzahl von Rissen am Schneidelement sowie einen schnellen Werkzeugverschleiß während der Arbeit bedingen.This solder is not very plastic and brittle. Its coefficient of thermal expansion differs from the Thermal expansion coefficients for the new, super-hard materials based on diamond and boron nitride. This inevitably leads to thermal stresses in the soldering zone, which causes a large number of cracks on the cutting element and rapid tool wear during the Require work.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Löten von Metallen und Werkstoffen auf Diamant- und/oder Bornitrid-Grundlage sowie ein Lot für dieses Verfahren zu entwickeln, wodurch bei den verwendeten go Metallüberzügen bei hoher Festigkeit und Spannungsfreiheit der Lötverbindungen die Herstellung einer zuverlässigen Lötverbindung, indem die Oxidierbarkeit des Metallüberzuges vermindert wird und eine Leistungssteigerung beim Lötvorgang, der an Luft durchgeführt werden kann, gewährleistet sind.The invention is based on the object of providing a method for soldering metals and materials on diamond and / or to develop a boron nitride base and a solder for this process, which means that the go Metal coatings with high strength and freedom from tension in the soldered connections the production of a reliable soldered connection by reducing the oxidisability of the metal coating and increasing performance during the soldering process, which can be carried out in air, are guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art gelöst, das erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet istThis object is achieved by a method of the type specified at the outset, which is implemented according to the invention by the Features of claim 1 is characterized

Diese Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art gelöst das erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet istThis object is also achieved by a method of the type specified at the outset, according to the invention is characterized by the features of claim 2

Bevorzugte Aushlhrungsformen dieser Verfahren sind erfindungsgemäß durch die Merkmale der Unteransprüche 3 und 4 gekennzeichnetPreferred embodiments of these methods are defined according to the invention by the features of the subclaims 3 and 4 marked

Das Lot das Kupfer, Zinn und Titan enthält ist für die Verfahren erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 5 angegebene Zusammensetzung gekennzeichnet The solder containing copper, tin and titanium is for the method according to the invention by the claim 5 indicated composition

Bevorzugte Ausführungsformen dieses Lotes sind erfindungsgemäß durch die Unteransprüche 6 und 7 gekennzeichnetAccording to the invention, preferred embodiments of this solder are defined by dependent claims 6 and 7 marked

Die Metalle Chrom, Molybdän, Tantal, Wolfram allein (Patentanspruch 1) oder diese Metalle zusammen mit Titan (Patentanspruch 2) ergeben eine hohe Haftaktivität (Adhäsion) aufgrund ihrer chemischen Wechselwirkung mit Diamant und/oder Bornitrid während des Aufbringens bei Temperaturen, die für eine chemische Reaktion ausreichen (800 bis 1000° C).The metals chromium, molybdenum, tantalum, tungsten alone (claim 1) or these metals together with Titanium (claim 2) result in a high adhesive activity (adhesion) due to their chemical interaction with diamond and / or boron nitride during deposition at temperatures suitable for chemical Reaction is sufficient (800 to 1000 ° C).

Die ferner aufgebrachten Metalle Silber, Blei, Zinn, Kobalt Kupfer und Nickel sind im Hinblick auf Diamant und/oder Bornitrid nicht haftaktiv und übernehmen im wesentlichen die Funktion des Oxidationsschutzes der hochhaftaktiven Metalle.The metals silver, lead, tin, Cobalt, copper and nickel are not adhesive with regard to diamond and / or boron nitride and take over essentially the function of the oxidation protection of the highly adhesive metals.

Die angegebenen aufzubringenden Mengen ergeben eine hohe Adhäsion des Metallüberzuges an den Werkstoffen auf Diamant- und/oder Bornitrid-Grundlage und stellen damit einen optimalen Konzentrationsbereich von haftaktiven Metallen und Metallen, die eine herabgesetzte Oxidierbarkeit aufweisen, dar.The specified amounts to be applied result in high adhesion of the metal coating to the Materials based on diamond and / or boron nitride and thus represent an optimal concentration range of adhesive metals and metals that have a reduced oxidizability.

Der Lötvorgang wird an Luft bei Atmosphärendruck durchgeführt, wodurch die Leistung des Verfahrens gesteigert wird. Damit die hohe Adhäsion des Metallüberzuges an den Werkstoffen auf Diamant- und/oder Bornitrid-Grundlage erhalten bleibt, wird der Lötvorgang unter einer Schicht eines flüssigen Flußmittels durchgeführt, das zum Löten von Metallen mit metallischen Hartloten wegen seines tiefen Schmelzpunktes (500 bis 700° C) bestimmt ist.The soldering process is carried out in air at atmospheric pressure, which increases the performance of the process is increased. So that the high adhesion of the metal coating to the materials on diamond and / or boron nitride base is retained, the soldering process is carried out under a layer of liquid flux performed for soldering metals with metallic hard solders because of its low melting point (500 to 700 ° C) is determined.

Die zur Herabsetzung der Oxidierbarkeit des ersten Metallüberzuges eingesetzten Metalle weisen eine hohe Plastizität auf, wodurch vorteilhafterweise eine zusätzliche unerläßliche Voraussetzung für das Lötverfahren erfüllt wird; femer ergeben diese Metalle eine gute Benetzbarkeit mit dem Lot.The metals used to reduce the oxidizability of the first metal coating are high Plasticity, thereby advantageously an additional indispensable requirement for the soldering process is fulfilled; Furthermore, these metals result in good wettability with the solder.

Der eine feste Adhäsion an den Werkstoffen auf Bornitrid- und/oder Diamant-Grundlage gewährleistende und eine geringe Oxidierbarkeit aufweisende Metallüberzug wird in zwei Stufen aufgetragen, und zwar wird zuerst eine Schicht eines harten Metalls bei 800 bis 1000° C im Vakuum erzeugt, wobei dieses Metall mit dem Werkstoff der Grundlage eine chemische Reaktion eingeht und damit eine hohe Adhäsion dieses Metallüberzuges erreicht wird. Diese erste Schicht wird in einer Dicke von 0,0005 bis 0,001 mm aufgetragen. Dann wird zusätzlich eine Schicht eines Metalls aufgetragen, das wenig oxidierbar ist, damit die Funktion des Oxidationsschutzes der ersten Schicht übernimmt und eine gute Benetzbarkeit mit dem Lot besitzt, und zwar in einer Dicke von 0,001 bis 0,01 mrn.The one that ensures firm adhesion to materials based on boron nitride and / or diamond and a metal coating having a low oxidizability is applied in two stages, and Although a layer of a hard metal is first produced at 800 to 1000 ° C in a vacuum, this metal enters into a chemical reaction with the material on which it is based, resulting in a high degree of adhesion Metal coating is achieved. This first layer is applied in a thickness of 0.0005 to 0.001 mm. Then a layer of a metal that is not very oxidizable is also applied so that the The function of oxidation protection of the first layer takes over and good wettability with the solder possesses, in a thickness of 0.001 to 0.01 mm.

Es ist aber auch möglich, den Metallüberzug auf die Werkstoffe der Grundlage mit hoher Adhäsion und geringer Oxidierbarkeit aufzubringen, indem eine Schmelze des Überzugmetalls, das gegenüber den zu metallisierenden Werkstoffen eine hohe HaftfestigkeitBut it is also possible to use the metal coating on the materials of the basis with high adhesion and low oxidizability by applying a melt of the coating metal, which is opposite to the metallizing materials have a high adhesive strength

besitzt, aufgetragen wird. Die Adhäsion erfolgt auf Grund der chemischen Adsorption des haftaktiven Bestandteils der Schmelze auf dem Werkstoff der Grundlage bei seiner Wechselwirkung im Vakuum (bzw. in einer Schutzatmosphäre) bei einer Temperatur, die zum Ablauf einer chemischen Reaktion ausreicht, während die Außenschicht der Legierung den Oxidationsschutz des Metallüberzuges übernimmt. Die optimale Dicke des Metallüberzuges beträgt 0,01 bis 0,5 mm.owns, is applied. The adhesion takes place on The reason for the chemical adsorption of the adhesive component of the melt on the material of the Basis for its interaction in a vacuum (or in a protective atmosphere) at a temperature that is sufficient for a chemical reaction to take place, while the outer layer of the alloy provides protection against oxidation of the metal coating takes over. The optimal thickness of the metal coating is 0.01 to 0.5 mm.

Das Verfahren zum Metallisieren der Oberfläche des Werkstoffes auf Diamant- und/oder Bornitrid-Grundlage kann beliebig sein. Es kommen beispielsweise das Aufdampfen von Metall bei Erwärmung mittels Elektronenstrahl und das Niederschlagen von Metalldämpfen an relativ kalter Probe (T=200 bis 5000C), elektrolytisches Abscheiden von Metallen am Werkstoff und anschließendes Glühen zur Erzielung der Adhäsion, Eintauchen des Werkstoffes in die haftaktive Schmelze, Aufbringen von mit einem leicht ausbrennbaren organischen Klebemittel angerührten oulverförmigen Pasten der haftaktiven Legierung und anschließendes Einbrennen zum Erzielen einer festen Haftung der Metallschicht an der Oberfläche u. a. in Frage.The method for metallizing the surface of the material based on diamond and / or boron nitride can be any. There are, for example, the evaporation of metal when heated by means of an electron beam and the deposition of metal vapors on a relatively cold sample (T = 200 to 500 0 C), electrolytic deposition of metals on the material and subsequent annealing to achieve adhesion, immersion of the material in the adhesive Melt, application of powder-shaped pastes of the adhesive alloy mixed with an easily burn-out organic adhesive and subsequent stoving to achieve firm adhesion of the metal layer to the surface, among other things.

Der erforderliche hohe Adhäsionsgrad des Metallüberzuges an der Oberfläche des Werkstoffes wird durch Glühen im Vakuum (oder unter Schutzgas Argon, Helium) bei Temperaturen erzielt, bei denen chemische Reaktionen an der Grenze zwischen Diamant bzw. Bornitrid und dem haftaktiven Metall ablaufen.The required high degree of adhesion of the metal coating to the surface of the material is achieved by annealing in a vacuum (or under protective gas argon, helium) at temperatures at which chemical Reactions take place at the boundary between diamond or boron nitride and the adhesive metal.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 3 wird der Sauerstoffzutritt zu der metallisierten Oberfläche der Werkstoffe auf Diamant- und/oder Bornitrid-Grundlage, angefangen bei einer Temperatur von 500" C, d. h. zu Beginn der intensiven Oxidation des Überzuges und der Störung der Adhäsionsbildung, verhindert.When carrying out the method according to claim 3, the access of oxygen to the metallized surface of the materials based on diamond and / or boron nitride, starting with one Temperature of 500 "C, i.e. at the beginning of the intensive Oxidation of the coating and the impairment of adhesion formation are prevented.

Die Verwendung eines Flußmittels gemäß Patentanspruch 4 gewährleistet einen Schmelzpunkt von 5000C und während des gesamten L-ötvorganges unveränderte Eigenschaften.The use of a flux according to patent claim 4 ensures a melting point of 500 0 C and unchanged properties during the entire soldering process.

Das Lot gemäß Patentanspruch 5 besitzt einen Schmelzpunkt bis 10000C, d. h. eine Anfangstemperatur beim Übergang der Modifikationen von Diamant und kubischem Bornitrid (Wurtzit) in die hexagonale Form. Es weist ebenfalls eine hohe Haftaktivität im Hinblick auf die Werkstoffe der Grundlage auf.The solder according to patent claim 5 has a melting point of up to 1000 ° C., ie an initial temperature when the modifications from diamond and cubic boron nitride (wurtzite) transition into the hexagonal shape. It also has high adhesive activity with respect to the base materials.

Die Kombination der Bestandteile des Lotes mit Blei erhöht die Dünnflüssigkeit und Plastizität des Lotes; das Vorhandensein von Wolfram, Molybdän und Tantal setzt den Wärmeausdehnungskoeffizienten herab und nähert ihn dem für die Werkstoffe der Grundlage an. Das Verhältnis zwischen Zinn und Kupfer ist zur Einstellung der Festigkeitseigenschaften und des Schmelzpunktes des Lotes gewählt.The combination of the components of the solder with lead increases the fluidity and plasticity of the solder; the The presence of tungsten, molybdenum and tantalum reduces the coefficient of thermal expansion and approximates it to the basis for the materials. The ratio between tin and copper is for Adjustment of the strength properties and the melting point of the solder selected.

Ein Titangehalt von weniger als 5% führt zu einem starken Abfall der Adhäsion und von mehr als 25% zu einer unerwünschten Versprödung des Lotes.A titanium content of less than 5% leads to a severe decrease in the adhesion and of more than 25% leads to a severe drop in adhesion unwanted embrittlement of the solder.

Ein Bleigehalt von mehr als 15% im Lot kann zu einer wesentlichen Verminderung der Festigkeitseigenschaften führen.A lead content of more than 15% in the solder can lead to a lead to a significant reduction in strength properties.

Ein Gehalt an Metallen der Gruppe Molybdän, Wolfram und Tantal von mehr als 40% führt zu einem Anstieg des Schmelzpunktes des Lotes, was wegen des möglichen Übergangs von Diamant und kubischem Bornitrid (Wurtzit) in die hexagonale Modifikation unerwünscht ist.A content of metals of the group molybdenum, tungsten and tantalum of more than 40% leads to a Increase in the melting point of the solder, which is due to the possible transition from diamond to cubic Boron nitride (wurtzite) in the hexagonal modification is undesirable.

Der Einsatz eines nichtmetallischen Füllstoffes in Form eines Pulvers mit 1 bis 50 μπι Korngröße dient der Erhöhung der Plastizität des Lotes. Durch diese Korngröße des Pulvers entsteht -eine bleibende Mikroporosität im Lot, wodurch die Plastizität gesteigert wird.The use of a non-metallic filler in the form of a powder with 1 to 50 μm grain size is used Increasing the plasticity of the solder. This grain size of the powder creates a permanent one Microporosity in the solder, which increases the plasticity.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand konkreter Ausführungsbeispiele näher erläutertThe invention is explained in more detail below on the basis of specific exemplary embodiments

Eine der möglichen Zusammensetzungen des Flußmittels Nr. 1 kann wie folgt aussehen. Flußmittel Nr. 1 (Zusammensetzung in Gew.-%):One of the possible compositions of Flux No. 1 can be as follows. Flux No. 1 (Composition in% by weight):

35% Borsäureanhydrid35% boric anhydride

42% entwässertes Kaliumfluorid42% dehydrated potassium fluoride

23% Kaliumfluoroborat23% potassium fluoroborate

ts Das andere, dem ersten in Eigenschaften ähnliche Flußmittel Nr. 2 hat folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):ts The other, similar in properties to the first Flux No. 2 has the following composition (in% by weight):

70% Borsäure
9% Kalziumfluorid
21% Borax
70% boric acid
9% calcium fluoride
21% borax

Möglich ist die Verwendung des Flußmittels Nr. 3, bestehend ausIt is possible to use the flux no. 3, consisting of

20% Borsäure
80% Borax
20% boric acid
80% borax

oder des Flußmittels Nr. 4, bestehend ausor No. 4 flux consisting of

10% Natriumfluorid10% sodium fluoride

8% Zinkchlorid8% zinc chloride

32% Lithiumchlorid32% lithium chloride

50% Kaliumchlorid50% potassium chloride

Beispiel 1example 1

Zum Löten wird ein Polykristall mit 3,9 mm 0x4 mm Höhe von kubischer Bornitrid-Modifikation (Elbor) und ein Stahlhalter mit 5 mm 0 χ 20 mm Höhe gewählt.A polycrystal with a height of 3.9 mm by 4 mm and made of cubic boron nitride modification is used for soldering (Elbor) and a steel holder with a height of 5 mm 0 χ 20 mm.

Dieser Polykristall wird mit einer Chromschicht durch Elektronenstrahl-Zerstäubung von Metall und dessen Niederschlagen bis zu einer Schichtdicke von 0,001 mm vormetallisiert; der Vorgang wird unter einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10~5 mm Hg durchgeführt Ferner wird der Polykristall mit einer Kupferschutzschicht überzogen, die bis zu einer Dicke von 0,005 mm chemisch abgeschieden wird.This polycrystal is pre-metallized with a chromium layer by electron beam sputtering of metal and its deposition up to a layer thickness of 0.001 mm; the process is carried out under a reduced pressure of 1 to 5 x 10 -5 mm Hg Further, the polycrystal is coated with a copper protective layer to a thickness of 0.005 mm chemically deposited.

Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug: Chrom 20% und Kupfer 80%. Weiterhin erfolgt das Glühen unter einem Unterdruck von 2 bis 5 · 10-5mmHg bei einer Temperatur von 9500C im Laufe von 20 Minuten. Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindriscne Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,15 mm je Seite eingesetzt Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 1 mit einem Lot, das aus 20% Zinn und 80% Kupfer besteht, mit einer Erwärmungs- und Abkühlnngsgeschwindigkeit von 20°C/s durchgeführt Im Laufe von 1,5 min betrug die Löttemperatur 9000C. Unter dem Einfluß von Kapillarkräften fließt das Lot beim Schmelzen in den LötspaltThe weight ratio of the components was: chromium 20% and copper 80%. Further, the annealing is carried out under a reduced pressure of 2 to 5 x 10- 5 mmHg at a temperature of 950 0 C in the course of 20 minutes. The metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which is drilled through the front side along its axis, with a soldering gap of 0.15 mm on each side. tin and 80% copper, with a heating and Abkühlnngsgeschwindigkeit of 20 ° C / s performed in the course of 1.5 minutes, the soldering temperature was 900 0 C. Under the influence of capillary forces flowing the solder when melted into the solder gap

Die Lötfuge. zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker und keine Risse am Schneidelement sowie keine sonstigen Lötfehler, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gutThe solder joint. showed uniform inflow of solder, no voids and no cracks on the cutting element as well as no other soldering defects, the adhesion of the solder to the polycrystal was good

Beispiel 2Example 2

Zum Löten wird ein Elbor-Polykristall von 4,2 mm 0 und 4,6 mm Höhe und ein Stahlhalter von 5,5 mm 0 und 20 mm Höhe gewählt.An Elbor polycrystal of 4.2 mm diameter is used for soldering and 4.6 mm high and a steel holder of 5.5 mm 0 and 20 mm high.

Der Polykristall wird mit einer Chromschicht im chemischen Fällungsverfahren bis zu einer Dicke von 0,0008 mm vormetallisiert. Ferner wird der Polykristall mit einer Kobaltschutzschicht im Verfahren der Vakuummetallisierung bis zu einer Dicke von 0,005 mm überzogen. Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug in diesem Fall 15% Chrom und 85% Kobalt. Das Glühen des Metallüberzuges wird unter einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 950C im Laufe von 30 Minuten vorgenommen. Der metallisierte Polykristaü wird ir. eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchbohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,10 mm je Seite eingesetzt Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 2 mit einem Lot, das 20% Zinn und 80% Kupfer enthält, mit einer Erwärmungs- und Kühlungsgeschwindigkeit von 30°C/s 1 min lang durchgeführt Die Löttemperatur beträgt 900° C.The polycrystal is pre-metallized with a chrome layer in the chemical precipitation process up to a thickness of 0.0008 mm. Furthermore, the polycrystal is coated with a cobalt protective layer in the process of vacuum metallization up to a thickness of 0.005 mm. The weight ratio of the components in this case was 15% chromium and 85% cobalt. The annealing of the metal coating is carried out under a reduced pressure of 1 to 5 x 10 -5 mm Hg at a temperature of 95 0 C in the course of 30 minutes. The metallized polycrystalline is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which is drilled through on the front side along its axis, with a soldering gap of 0.10 mm on each side. Contains tin and 80% copper, carried out at a heating and cooling rate of 30 ° C / s for 1 min. The soldering temperature is 900 ° C.

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker und keine Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement aus Elbor, die Adhäsion des Lotes war gutThe solder joint showed a uniform flow of the solder, no voids and no cracks or anything else Soldering defect in the cutting element from Elbor, the adhesion of the solder was good

Beispiel 3Example 3

Zum Löten wird ein Polykristall von 3,5 mm 0 χ 4,6 mm Höhe auf der Grundlage schwarzer Diamanten, d. h. auf Karbonado-Grundlage, und ein Stahlhalter mit 5 mm 0 und 20 mm Höhe gewähltFor soldering, a polycrystal 3.5 mm 0 4.6 mm high on the basis of black Diamonds, d. H. based on Karbonado, and a steel holder with a height of 5 mm and 20 mm was chosen

Der Karbonado-Polykristall wird zunächst mit einer Tantalschicht im Verfahren zur Vakuummetallisierung bis zu einer Dicke von 0,0005 mm und ferner im gleichen Verfahren mit einer Silberschicht bis zu einer Dicke von 0,01 mm metallisiertThe Karbonado polycrystal is first made with a Tantalum layer in the process of vacuum metallization up to a thickness of 0.0005 mm and also in the same Process metallized with a silver layer up to a thickness of 0.01 mm

Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug 3% Tantal und 97% Silber. Das Glühen des Metallüberzuges wird unter einem Unterdruck von 1 bis 5 ■ 10-5mmHg bei einer Temperatur von 9000C im Laufe von 15 Minuten vorgenommen. Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,10 mm je Seite eingesetzt Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 3 mit einem Lot, das 28% Kupfer und 72% Silber enthält, mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 30°C/s 0.7 min lang durchgeführt. Die Löttemperatur beträgt 800° CThe weight ratio of the components was 3% tantalum and 97% silver. The annealing of the metal coating is carried out under a reduced pressure of 1 to 5 ■ 10- 5 mmHg at a temperature of 900 0 C in the course of 15 minutes. The metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which is drilled through the front side along its axis, with a soldering gap of 0.10 mm per side and containing 72% silver, was carried out at a heating and cooling rate of 30 ° C / s for 0.7 minutes. The soldering temperature is 800 ° C

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement; die Adhäsion des Lotes am Karbonado-Polykristall war gutThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element; the adhesion of the solder to the Karbonado polycrystal was good

Beispiel 4Example 4

Zum Löten wird ein Erbor-Polykristall mit 4,1 mm 0 und 44 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,5 mm 0 und 20 mm Höhe gewähltAn Erbor polycrystal with a diameter of 4.1 mm is used for soldering and 44 mm height and a steel holder with 5.5 mm 0 and 20 mm height selected

Der Polykristall wird zunächst mit einer Tantalschicht im Verfahren zur Vakuummetallisierung bis zu einer Dicke von 0,001 mm und ferner im gleichen Verfahren mit einer Nickelschicht bis zu einer Dicke von 0,005 mm metallisiert.The polycrystal is first coated with a tantalum layer in the process for vacuum metallization up to a thickness of 0.001 mm and furthermore in the same process metallized with a nickel layer up to a thickness of 0.005 mm.

Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug 20%The weight ratio of the ingredients was 20%

Tantal und 80% Nickel. Das Glühen des Metallisierüberzuges wird unter einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 10000C im Laufe von 30 Minuten vorgenommen. Der metallisierteTantalum and 80% nickel. Annealing the Metallisierüberzuges is carried out under a reduced pressure of 1 to 5 x 10 -5 mm Hg at a temperature of 1000 0 C in the course of 30 minutes. The metallized Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lotspalt von 0,20 mm je Seite plaziert Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 4 mitPolycrystal is prepared in a cylindrical Hole in the steel holder, which is drilled through on the face along its axis, with a solder gap of 0.20 mm per side placed. The high-frequency soldering is carried out in air under molten flux No. 4 with einem Lot aus 20% Zinn und 80% Kupfer mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 30°C/s 1 min lang durchgeführt. Die Löttemperatur beträgt 900° C.a solder of 20% tin and 80% copper with a heating and cooling rate of 30 ° C / s for 1 min. The soldering temperature is 900 ° C.

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen desThe solder joint showed uniform inflow of the

Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement, die Adhäsion des Lotes am Polykristal! war gut.Solder, no voids, cracks and other soldering defects in the cutting element, the adhesion of the solder to the polycrystalline! was good.

Beispiel 5Example 5

Zum Löten wird ein Elbor-Polykristall mit 4,0 mm 0 und 4,4 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,0 mm 0 und 20 mm Höhe gewähltFor soldering, an Elbor polycrystal with 4.0 mm 0 and 4.4 mm height and a steel holder with 5.0 mm 0 and 20 mm height selected

Der Polykristall wird zunächst mit einer Molybdänschicht im Verfahren zur Vakuummetallisierung bis zuThe polycrystal is first coated with a molybdenum layer in the process for vacuum metallization up to einer Dicke von 0,001 mm und ferner im gleichen Verfahren mit einer Bleischicht bis zu einer Dicke von 0,005 mm metallisiert Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug in diesem Fall 10% Molybdän und 90% Blei. Das Glühen des Metallüberzuges wird untera thickness of 0.001 mm and furthermore in the same process with a lead layer up to a thickness of 0.005 mm metallized. The weight ratio of the components was 10% molybdenum and in this case 90% lead. The glow of the metal coating is under einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 7000C im Laufe von 10 Minuten vorgenommen. Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mitmade a sub-pressure of 1 to 5 x 10 -5 mm Hg at a temperature of 700 0 C in the course of 10 minutes. The metallized polycrystal is in a prepared cylindrical hole in the steel holder, which is drilled through along its axis at the front with einem Lötspalt von 0,10 mm je Seite eingesetzt Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 2 mit einem Lot, das 15% Zinn und 85% Kupfer enthält, mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 20°C/s 1,5 min lang durchge-A soldering gap of 0.10 mm per side is used. The high-frequency soldering is carried out in air under molten Flux No. 2 with a solder containing 15% tin and 85% copper at a heating and cooling rate of 20 ° C / s for 1.5 min. führt Die Löttemperatur beträgt 920° CThe soldering temperature is 920 ° C

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lots, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement aus Elbor, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gutThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element from Elbor, the solder adhered well to the polycrystal

Beispiel 6Example 6

Zum Löten wird ein Karbonado-Polykristall mit 3,7 mm 0 und 4,7 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,0 mm 0 und 20 mm Höhe gewähltA Karbonado polycrystal with a height of 3.7 mm and a height of 4.7 mm and a steel holder are required for soldering 5.0 mm 0 and 20 mm height selected

Der Karbonado-Polykristall wird zunächst mit einer Molybdänschicht im Verfahren zur Vakuummetallisiening bis zu einer Dicke von 0.0010 mm und dann mit einer Kupferschicht im Verfahren zum elektrolytischen Niederschlagen bis zu einer Dicke von 0,01 mmThe Karbonado polycrystal is first made with a Molybdenum layer in the process of vacuum metallization up to a thickness of 0.0010 mm and then with a copper layer in the process of electrolytic deposition up to a thickness of 0.01 mm metallisiert Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug 30% Molybdän und 70% Kupfer. Das Glühen des Metallüberzuges wird unter einem Unterdruck von 1 bis 5 - 10 mm Hg bei einer Temperatur von 7000C im Laufe von 30 Minuten vorgenommen. Der metallisiertemetallized The weight ratio of the constituents was 30% molybdenum and 70% copper. The annealing of the metal coating is carried out under a vacuum of 1 to 5-10 mm Hg at a temperature of 700 ° C. in the course of 30 minutes. The metallized

Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrischePolycrystal is prepared in a cylindrical

• Bohrung im Stahlhalter, die 'längs seiner Achse• Hole in the steel holder along its axis stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt vonis drilled through at the front, with a soldering gap of 0,15 mm je Sehe eingesetzt Die Hochfrequenzlötung0.15 mm used per eye. The high-frequency soldering wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 3 mitis in air under molten flux No. 3 with einem Lot, das 28% Kupfer und 72% Silber enthält, mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 30°C/s 07 min lang durchgeführt Die Löttemperatur beträgt 800° Ca solder containing 28% copper and 72% silver at a heating and cooling rate of 30 ° C / s for 07 minutes. The soldering temperature is 800 ° C

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gut.The solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element, the adhesion of the solder to the polycrystal was good.

Beispiel 7Example 7

Zum Löten wird ein Elbor-Polykristall mit 4,1 mm 0 und 4,5 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,5 mm 0 und 20 mm Höhe gewählt.An Elbor polycrystal with a diameter of 4.1 mm is used for soldering and 4.5 mm high and a steel holder with 5.5 mm 0 and 20 mm high.

Der Polykristall wird zunächst mit einer Wolframschicht im Verfahren zur Vakuummetallisierung bis zu einer Dicke von 0,0001 mm und dann im gleichen Verfahren mit einer Kupferschicht metallisiert. Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug 20% Wolfram und 80% Kupfer. Das Glühen des Metallüberzuges wird unter einem Unterdruck von 1 bis 5 ■ 10~5 mm Hg bei einer Temperstur von !0000C im Laufe von 30 Minuten vorgenommen.The polycrystal is first metallized with a tungsten layer in the process of vacuum metallization up to a thickness of 0.0001 mm and then with a copper layer in the same process. The weight ratio of the components was 20% tungsten and 80% copper. The glow of the metal coating is carried out under a reduced pressure of 1 to 5 ■ 10 ~ 5 mm Hg at a Temperstur of! 000 0 C over the course of 30 minutes.

Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,20 mm je Seite eingesetzt. Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 4 mit einem Lot, das 20% Zinn und 80% Kupfer enthält, mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 30°C/s 1 min lang durchgeführt. Die Löttemperatur beträgt 900° C.The metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which runs along it Axis is drilled through on the face side, inserted with a soldering gap of 0.20 mm on each side. The high frequency soldering is carried out in air under molten flux No. 4 with a solder containing 20% tin and 80% copper, at a heating and cooling rate of 30 ° C / s for 1 minute. The soldering temperature is 900 ° C.

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gut.The solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element, the adhesion of the solder to the polycrystal was good.

Beispiel 8Example 8

Zum Löten wird ein Elbor-Polykristall mit 4,1 mm 0 und 4,5 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,5 mm 0 und 20 mm Höhe gewähltFor soldering, an Elbor polycrystal with a height of 4.1 mm and 4.5 mm and a steel holder with a height of 5.5 mm and 20 mm height selected

Der Polykristall wird zunächst mit einer Wolframschicht im Verfahren zur Vakuummetallisierung bis zu einer Dicke von 0,0001 mm und dann im gleichen Verfahren mit einer Zinnschicht metallisiert Das Gewichtsverhältnis der Bestandteile betrug 20% Wolfram und 80% Zinn. Das Glühen des Metallüberzuges wird unter einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 1000° C im Laufe von 30 Minuten vorgenommen. Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist mit einem Lötspalt von 0,20 mm je Seite eingesetzt Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 4 mit einem Lot, das 20% Zinn und 80% Kupfer enthält mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit vonThe polycrystal is first metallized with a tungsten layer in the process for vacuum metallization up to a thickness of 0.0001 mm and then in the same process with a tin layer. The weight ratio of the components was 20% tungsten and 80% tin. The annealing of the metal coating is carried out under a reduced pressure of 1 to 5 x 10 -5 mm Hg at a temperature of 1000 ° C in the course of 30 minutes. The metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which is drilled through the front side along its axis with a soldering gap of 0.20 mm per side Contains 80% copper with a heating and cooling rate of 3Q°C/S 1 ΓΏΪΩ IaR" dür^h^^f1**^*^ ΓΙ·Λ Ι nHemiurahir3Q ° C / S 1 ΓΏΪΩ IaR "dür ^ h ^^ f 1 ** ^ * ^ ΓΙ · Λ Ι nHemiurahir beträgt 900° Cis 900 ° C

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement, die Adhäsion des Lotes am Polykristall wargutThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element, the adhesion of the solder to the polycrystal was good

Beispiel 9Example 9

Zum Löten wird ein Elbor-Polykristall mit 4,1 mm 0 und 4,5 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 6 mm 0 und 20 mm Höhe gewählt.An Elbor polycrystal with a diameter of 4.1 mm is used for soldering and 4.5 mm high and a steel holder with 6 mm 0 and 20 mm high.

Zunächst wird der Elbor-Polykristall mit einer Schicht einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in GewichtsteflenFirst of all, the Elbor polycrystal is coated with one layer an alloy with the following composition in terms of weight

6Ti + 10 Pb + 11,5 Sn + 724Cu + 1 Mo6Ti + 10 Pb + 11.5 Sn + 724Cu + 1 Mo

durch Aufstreichen einer Paste der pulverförmigen, mit einem organischen, im Vakuum leicht ausbrennbaren Klebemittel angerührten Legierung bis zu einer Dicke von 0,1 mm versehen. Anschließend wird der Polykristall unter einem Unterdruck von 1 bis 5 ■ 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 900° C im Laufe von 5 Minuten geglüht.by spreading a paste of the powdery alloy, mixed with an organic adhesive that can easily be burned out in a vacuum, up to a thickness of 0.1 mm. Subsequently, the polycrystal is annealed under a reduced pressure of 1 to 5 ■ 10 -5 mm Hg at a temperature of 900 ° C during 5 minutes.

Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seinerThe metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which runs along it

ίο Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,2 mm je Seite eingesetzt. Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 1 mit einem Lot, das 19% Zinn, 78% Kupfer und 3% Nickel enthält, mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeίο Axis is drilled through at the front, with a soldering gap 0.2 mm on each side. The high frequency soldering is done in air under molten flux # 1 with a solder containing 19% tin, 78% copper and 3% nickel with a heating and cooling amount schwindigkeit von 20°C/s durchgeführt. Die Löttempe ratur beträgt 900°C.speed of 20 ° C / s carried out. The soldering tempe temperature is 900 ° C.

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement aus Elbor, die Adhäsion des Lotes amThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element from Elbor, the adhesion of the solder to the

Polykristall war gut.Polycrystal was good. Beispiel 10Example 10

Zum Löten wird ein Karbonado-Poly kristall mit 3,5 mm 0 und 4,2 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,5 mm 0 und 20 mm Höhe gewähltA Karbonado-Poly crystal is required for soldering 3.5 mm 0 and 4.2 mm high and a steel holder with 5.5 mm 0 and 20 mm high were selected

Zuerst wird der Karbonado-Polykristall mit einer Schicht einer Legierung mit folgender ZusammensetzungFirst, the Karbonado polycrystal is coated with a layer of an alloy with the following composition

10Ti + 12Pb + 7Sn+ 68Cu+ 3W10Ti + 12Pb + 7Sn + 68Cu + 3W

durch Eintauchen in die Schmelze bei einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 900° C im Laufe von 5 Minuten bis zu einer Dicke von 0,05 mm versehen.provided mm by dipping into the melt at a reduced pressure of 1 to 5 x 10 -5 mm Hg at a temperature of 900 ° C during 5 minutes to a thickness of 0.05.

Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist mit einem Lötspalt von 0,15 mm je Seite eingesetzt Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter Schmelze des Flußmittels Nr. 2The metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which runs along it The axle is drilled through on the face side and inserted with a soldering gap of 0.15 mm on each side

mit einem Lot mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%with a solder with the following composition in% by weight

Kupfer 70, Eisen 0,1, Blei 0,03, Wismut 0,002, Antimon 0,05, Zink RestCopper 70, iron 0.1, lead 0.03, bismuth 0.002, antimony 0.05, zinc remainder

durchgeführtcarried out

Die Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit beträgt 30°C/s. Die Löttemperatur beträgt 850° C.The heating and cooling rate is 30 ° C / s. The soldering temperature is 850 ° C.

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim so Schneidelement die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gutThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects so cutting element the adhesion of the solder to the polycrystal was good

Beispiel 11Example 11

Zum Löten wird ein Hexanit-Polykristall mit 5,0 mm 0 und 5,1 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 8 nun 0 und 20 mm Höhe gewähltA hexanite polycrystal with a diameter of 5.0 mm and a height of 5.1 mm and a steel holder are required for soldering 8 now 0 and 20 mm height selected

Der Hexanit-Polykristall wird zunächst mit einer Schicht einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%The hexanite polycrystal is first coated with a layer of an alloy with the following composition in% by weight

8Ti + 12Pb +11 Sn + 49Cu + 20Ta8Ti + 12Pb +11 Sn + 49Cu + 20Ta

durch Aufstreichen einer Paste der pulverförmigen, mit einem organischen, im Vakuum leicht ausbrennbaren Klebemittel angerührten Legierung bis zu einer Dicke von O^ mm versehen. Anschließend wird der Polykristall unter einem Unterdruck von 1 bis 5 - 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 900° C im Laufe von 10 Minuten geglühtby spreading a paste of the powdery alloy, mixed with an organic adhesive that can be easily burned out in a vacuum, up to a thickness of O ^ mm. Subsequently, the polycrystal is under a reduced pressure of 1 to 5 - annealed 10 -5 mm Hg at a temperature of 900 ° C in the course of 10 minutes,

IOIO

1515th

2020th

2525th

Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,2 mm je Seite eingesetzt. Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 3 mit einem 20% Zinn und 80% Kupfer enthaltenden Lot mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 20°C/s durchgeführt. Die Löttemperatur beträgt 9000C.The metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which is drilled through along its axis on the front side, with a soldering gap of 0.2 mm on each side. The high frequency soldering is carried out in air under molten flux No. 3 with a solder containing 20% tin and 80% copper at a heating and cooling rate of 20 ° C / sec. The soldering temperature is 900 0 C.

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gutThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element, the adhesion of the solder to the polycrystal was good

Beispiel 12Example 12

Zum Löten wird ein Elbor-Polykristall mit 4,0 mm 0 und 4,5 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,5 mm 0 und 20 mm Höhe gewählt. (Die Durchmesserangaben wurden nach dem Anmeldetag von 40 bzw. 55 mm auf 4,0 bzw. 5,5 mm korrigiert.)An Elbor polycrystal with a diameter of 4.0 mm is used for soldering and 4.5 mm high and a steel holder with 5.5 mm 0 and 20 mm high. (The diameter information were corrected from 40 or 55 mm to 4.0 or 5.5 mm after the filing date.)

Zunächst wird der Elbor-Polykristall mit einer Schicht einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in GewichtsteilenFirst, the Elbor polycrystal is coated with a layer of an alloy with the following composition in Parts by weight

6Ti + lOPb -I- 10,5Sn + 73,5Cu + 03Mo
+ 0,7Al2O3
6Ti + IOPb -I- 10.5Sn + 73.5Cu + 03Mo
+ 0.7Al 2 O 3

durch Aufstreichen einer Paste der pulverförmigen, mit einem organischen, im Vakuum leicht ausbrennbaren Klebemittel angerührten Legierung bis zu einer Dicke von 0,2 mm versehen (die Dispersität des Aluminiumoxidpulvers betrug 1 μΐη). Anschließend wird der Polykristall unter einem Unterdruck von 1 bis .5 ■ 10-5ITiIn Hg bei einer Temperatur von 900°C im Laufe von 5 Minuten geglühtby spreading a paste of the powdery alloy mixed with an organic adhesive that can easily be burned out in vacuo up to a thickness of 0.2 mm (the dispersity of the aluminum oxide powder was 1 μm). Subsequently, the polycrystal is annealed under a vacuum of 1 to .5 ■ 10- 5 ITiIn Hg at a temperature of 900 ° C during 5 minutes

Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,2 mm je Seite eingesetzt Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 1 mit einem 20% Zinn und 80% Kupfer enthaltenden Lot mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 20°C/s durchgeführt Die Löttemperatur beträgt 9000CThe metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which is drilled through the front side along its axis, with a soldering gap of 0.2 mm on each side. copper containing solder with a heating and cooling rate of 20 ° C / s performed, the soldering temperature is 900 0 C

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement aus Elbor, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gutThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element from Elbor, the solder adhered well to the polycrystal

Beispiel 13Example 13

5050

Zum Löten wird ein Karbonado-Polykristall mit 3,6 mm 0 und 4,0 mm Höhe und ein Stahlhalter mit 5,5 inns 0 and 20 min Höhe gewähltA Karbonado polycrystal is used for soldering 3.6 mm 0 and 4.0 mm high and a steel holder with 5.5 inns 0 and 20 min high were selected

Zunächst wird der Karbonado-Polykristall mit einer Schicht einer Legierung mit folgender ZusammensetzunginGew.-% First, the Karbonado polycrystal is coated with a layer of an alloy with the following composition in% by weight

5Ti + 10 Pb+ 7 Sn+ 58 Cu+ 0,5 W+ 19,5 5Ti + 10 Pb + 7 Sn + 58 Cu + 0.5 W + 19.5

SiCSiC

durch Aufstreichen einer Paste der pulverförmigen, mit einem organischen, im Vakuum leicht ausbrennbaren Klebemittel angerührten Legierung bis zu einer Dicke von 0,3 mm versehen (die Dispersität des Siliziumkarbidpulvers betrug 7 μπι). Anschließend wird der Polykristall unter einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10-5mmHg bei einer Temperatur von 900°C im Laufe von 5 Minuten bis zu einer Dicke von 0,05 mm geglüht. by spreading a paste of the powdery alloy mixed with an organic adhesive that can be easily burned out in vacuo up to a thickness of 0.3 mm (the dispersity of the silicon carbide powder was 7 μm). Subsequently, the polycrystal is annealed mm under a reduced pressure of 1 to 5 x 10- 5 mmHg at a temperature of 900 ° C during 5 minutes to a thickness of 0.05.

Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Stahlhalter, die längs seiner Achse stirnseitig durchgebohrt ist, mit einem Lötspalt von 0,15 mm je Seite eingesetzt. Die Hochfrequenzlötung wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 2 mit einem Lot mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%The metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the steel holder, which runs along it Axis is drilled through on the face side, inserted with a soldering gap of 0.15 mm on each side. The high frequency soldering is in air under molten flux No. 2 with a solder with the following composition in Wt%

Kupfer 70, Eisen 0,1, Blei 0,03, Wismut 0,002, Antimon 0,05, Zink RestCopper 70, iron 0.1, lead 0.03, bismuth 0.002, antimony 0.05, zinc remainder

mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 30°C/s durchgeführt. Die Löttemperatur beträgt 8500C.carried out at a heating and cooling rate of 30 ° C / s. The soldering temperature is 850 0 C.

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gut.The solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element, the adhesion of the solder to the polycrystal was good.

Beispiel 14Example 14

Zum Löten wird ein Hexanit-Polykristall mit 5,5 mm 0 und 5,3 mm Höhe und ein Metallhalter aus Eisen-Nickel-Kupfer-Legierung in Form eines 8 mm hohen Plättchens mit Abmessungen 15 mm χ 15 mm gewähltA hexanite polycrystal with a height of 5.5 mm and a height of 5.3 mm and a metal holder are used for soldering Iron-nickel-copper alloy in the form of an 8 mm high plate with dimensions 15 mm χ 15 mm chosen

Zunächst wird der Hexanit-Polykristall mit einer Schicht einer Legierung mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%First, the hexanite polycrystal is coated with a layer of an alloy with the following composition in% by weight

7 Ti + 12 Pb + 11 Sn + 49 Cu + 20 Ta + 1
BN
7 Ti + 12 Pb + 11 Sn + 49 Cu + 20 Ta + 1
BN

durch Aufstreichen einer Paste pulverförmigen, mit einem organischen, im Vakuum leicht ausbrennbaren Klebemittel angerührten Legierung bis zu einer Dicke von 0,4 mm versehen (die Dispersität des Bornitridpulvers betrug 5 μΐη). Anschließend wird der Polykristall unter einem Unterdruck von 1 bis 5 · 10~5 mm Hg bei einer Temperatur von 9000C im Laufe von 10 Minuten geglühtby spreading a paste, powdery alloy, mixed with an organic adhesive that can easily be burned out in vacuo, up to a thickness of 0.4 mm (the dispersity of the boron nitride powder was 5 μm). Subsequently, the polycrystal is annealed under a reduced pressure of 1 to 5 x 10 -5 mm Hg at a temperature of 900 0 C in the course of 10 minutes,

Der metallisierte Polykristall wird in eine vorbereitete zylindrische Bohrung im Metallhalter, die längs seiner Achse an dessen Seitenfläche durchgebohrt ist mit einem Lötspalt von 0,2 mm je Seite eingesetzt Die Kcchfrcqucr.zlciur.g wird an Luft unter geschmolzenem Flußmittel Nr. 3 mit einem 20% Zinn und 80% Kupfer enthaltenden Lot mit einer Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit von 20°C/s durchgeführt Die Löttemperatur beträgt 900° CThe metallized polycrystal is inserted into a prepared cylindrical hole in the metal holder, which runs along its length The axis drilled through on its side surface is inserted with a soldering gap of 0.2 mm per side Kcchfrcqucr.zlciur.g is melted in air Flux No. 3 with a solder containing 20% tin and 80% copper at a rate of heating and cooling at 20 ° C / s. The soldering temperature is 900 ° C

Die Lötfuge zeigte gleichförmiges Einfließen des Lotes, keine Lunker, Risse und sonstigen Lötfehler beim Schneidelement, die Adhäsion des Lotes am Polykristall war gutThe solder joint showed uniform flow of the solder, no voids, cracks and other soldering defects Cutting element, the adhesion of the solder to the polycrystal was good

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Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Verlöten eines polykristallinen Körpers aus hochhartem Werkstoff auf der Grundlage von Bornitrid und/oder Diamant mit einem Metallteil, bei dem auf Jen Körper ein Metallüberzug aus wenigstens einem zum Werkstoff hohe Adhäsion bewirkenden Metall und wenigstens einem verringerte Oxidierbarkeit aufweisenden Metall vorhanden ist und der Lötvorgang bei Atmosphärendruck an Luft erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der polykristalline Körper zunächst mit einem eine Schichtdicke von 0,0005 bis 0,001 mm aufweisenden Oberzug aus wenigstens einem Metall, das aus der Gruppe Chrom, Molybdän, Tantal und Wolfram als Adhäsion bewirkendes Metall ausgewählt ist und danach mit einem weiteren, eine Schichtdicke von 0,001 bis 0,01 mm aufweisenden Oberzug aus wenigstens einem Metall, das aus der Gruppe Silber, Blei, Zinn, Kobalt, Kupfer und Nickel als Metall mit verringerter Oxidierbarkeit ausgewählt ist, versehen wird, und zwar in solchen Mengen, daß die erste Schicht 3 bis 65% vom Gesamtgewicht des Überzuges ausmacht, wonach der Lötvorgang an Luft unter einer Schicht flüssigen Flußmittels für Hartlötungen vollzogen wird.1. Method for soldering a polycrystalline body made of extremely hard material on the basis of boron nitride and / or diamond with a metal part that has a metal coating on the body made of at least one metal causing high adhesion to the material and at least a metal exhibiting reduced oxidizability is present and the soldering process takes place Atmospheric pressure takes place in air, characterized in that the polycrystalline body initially with an upper layer of at least 0.0005 to 0.001 mm having a layer thickness a metal selected from the group consisting of chromium, molybdenum, tantalum and tungsten as an adhesion causing Metal is selected and then with another, a layer thickness of 0.001 to 0.01 mm having a top coat of at least one metal selected from the group consisting of silver, lead, tin, cobalt, copper and nickel is selected as a metal with reduced oxidizability, in such amounts that the first layer makes up 3 to 65% of the total weight of the coating, after which the soldering process is carried out in air under a layer of liquid flux for brazing will. 2. Verfahren zum Verlöten eines polykristallinen Körpers aus hochhartem Werkstoff auf der Grundlage von Bornitrid und/oder Diamant mit einem Metallteil, bei dem auf dem Körper ein Metallüberzug aus wenigstens einem zu Werkstoff hohe Adhäsion bewirkenden Metall und wenigstens einem verringerte Oxidierbarkeit aufweisenden Metall vorhanden ist und der Lötvorgang bei Atmosphärendruck an Luft erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der polykristalline Körper zunächst mit einem eine Schichtdicke von 0,01 bis 0,5 mm aufweisenden Überzug aus einer Metallschmelze versehen wird, die zu 3 bis 65% aus wenigstens einem Metall aus der Gruppe Chrom, Molybdän, Tantal, Wolfram und Titan, die hohe Adhäsion bewirken, und als Rest wenigstens einem Metall aus der Gruppe Kupfer, Silber, Blei, Zinn, Nickel oder Kobalt, die verringerte Oxidierbarkeit besitzen, besteht, wonach der Lötvorgang an Luft unter einer Schicht flüssigen Flußmittels für Hartlötungen vollzogen wird.2. Method for soldering a polycrystalline body made of extremely hard material on the basis of boron nitride and / or diamond with a metal part with a metal coating on the body of at least one metal causing high adhesion to the material and at least a metal exhibiting reduced oxidizability is present and the soldering process takes place Atmospheric pressure takes place in air, characterized in that the polycrystalline body initially with a coating of molten metal with a layer thickness of 0.01 to 0.5 mm is provided, which consists of 3 to 65% of at least one metal from the group of chromium, molybdenum, Tantalum, tungsten and titanium, which cause high adhesion, and the remainder of at least one metal the group copper, silver, lead, tin, nickel or cobalt, which have reduced oxidizability, consists, after which the brazing process in air under a layer of liquid flux for brazing is carried out. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötvorgang beim Schmelzpunkt des Lotes 0,5 bis 2 min dauert und mit einer Erwärmungs- bzw. Abkühlungsgeschwindigkeit der Lötflächen von 10 bis 30°C/s unter Verwendung einei flüssigen Flußmittels, das einen Schmelzpunkt von 500 bis 700° C aufweist, ausgeführt wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the soldering process when The melting point of the solder lasts 0.5 to 2 minutes and with a heating or cooling rate of the soldering surfaces from 10 to 30 ° C / s using a liquid flux, the one Has a melting point of 500 to 700 ° C, is carried out. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel aus4. The method according to claim 3, characterized in that the flux from 6060 35% Borsäureanhydrid,35% boric anhydride, 42% entwässertem Kaliumfluorid und42% dehydrated potassium fluoride and 23% Kaliumfluoroborat23% potassium fluoroborate
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