DE2642807A1 - Hartloetverbindung zwischen einem teil auf beryllium-basis und einem teil vorwiegend aus einem metall, das mit beryllium zur bildung einer sproeden intermetallischen verbindung reaktionsfaehig ist - Google Patents

Hartloetverbindung zwischen einem teil auf beryllium-basis und einem teil vorwiegend aus einem metall, das mit beryllium zur bildung einer sproeden intermetallischen verbindung reaktionsfaehig ist

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DE19762642807
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Carl Casimere Popadick
Joseph Lawrence Talento
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Description

1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./U.S.A.
Hartlötverbindung zwischen einem Teil auf Beryllium-Basis und einem Teil vorwiegend aus einem Metall, das mit Beryllium zur Bildung einer spröden intermetallischen Verbindung reaktionsfähig ist
Die Erfindung betrifft eine Hartlötverbindung zwischen einem ersten Teil, das hauptsächlich aus Beryllium besteht und einem zweiten Teil, das hauptsächlich aus einem andersartigen Metall besteht, beispielsweise Kupfer, welches mit Beryllium reaktionsfähig ist unter Bildung einer spröden intermetallischen Verbindung bei den Temperaturen, wie die bei der Herstellung einer Hartlötverbindung verv.ondet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung auch eine Verbindung dieser Art, welche einen geringen
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Gehalt an spröden Intermetallischen Verbindungen besitzt, welche den Widerstand der Verbindungsstelle gegenüber Aufschlagbelastung beeinträchtigen können.
Es wurden bisher Anstrengungen unternommen, um ein Teil aus Beryllium mit einem Teil aus Kupfer, Nickel oder Eisen durch Hartlöten zu verbinden, wobei konventionelle kupferhaltige Hartlötlegierungen verwendet wurden, beispielsweise solche Legierungen aus Silber-Kupfer und Legierungen Silber-Kupfer-Indium. Die dabei erhaltenen Verbindungsstellen waren jedoch äusserst spröde, weil das Kupfer in der Hartlotlegierung mit dem Beryllium reagierte und intermetallische Verbindungen Kupfer-Beryllium bildete, welche sehr spröde Materialien darstellen.
Es wurde vorgeschlagen, zur Verbindung von Beryllium mit Beryllium und anderen Metallen Hartlotlegierungen auf Aluminiumbasis zu verwenden. Solche Hartlotlegierungen sind jedoch unbefriedigend für die hier in Frage kommenden Verbindungen von Beryllium mit Kupfer, da Aluminium und Kupfer miteinander unter Bildung spröder intermetallischer Verbindungen reagieren, welche die Hartlotverbindung beeinträchtigen. In ähnlicher Weise sind die Hartlotlegierungen auf Aluminiumbasis auch nicht befriedigend für Verbindungen von Beryllium mit Nickel und Beryllium mit Eisen, da Aluminium mit Nickel und mit Eisen zur Bildung spröder intermetallischer Verbindungen reagiert, welche die Lötverbindung beeinträchtigen. Weiterhin besitzen solche Hartlotlegierungen auf Aluminiumbasis einen so niedrigen Schmelzpunkt, dass sie in der Umgebung mit hoher Temperatur nicht verwendet werden können, denen die erfindungsgemäss Hartlotverbindung ausgesetzt ist.
Als Hartlotmaterial für Beryllium wurde auch schon reines Silber vorgeschlagen.· Der Nachteil dieses Hartlotmaterials besteht jedoch darin, dass sein Schmelzpunkt so hoch ist, dass bei den benötigten Hartlöttemperaturen das Silber mit dem Beryllium unter Bildung eines Eutektikums Beryllium-Silber reagiert, was
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zu einem Verlust von Silber an der Verbindungsstelle und zu einer Deformation der Teile führt. Eine solche Reaktion des Silbers mit dem Beryllium bei diesen hohen Temperaturen kann auch noch zur übermässigen Ausbildung von spröden Silber-Beryllium-Phasen führen, wodurch die Aufprallbeständigkeit der Verbindung beeinträchtigt wird.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, zum Hartlöten des Berylliums eine Silber-Lithium-Legierung zu verwenden. In bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise bei bestimmten Vakuum-Hartlötverwendungen ist Lithium kein geeigneter Bestandteil wegen seines hohen Dampfdruckes. Die Kombination des niedrigen Umgebungsdruckes und der hohen Löttemperatur kann zu einem Verlust eines übermässig grossen Anteil des Lithiums führen.
Weiterhin wurde als Hartlotlegierung für Beryllium eine Silber-Aluminium-Legierung vorgeschlagen. Diese Hartlotlegierung besitzt jedoch anscheinend einen übermässig grossen Widerstand gegenüber einem Fliessen und Benetzen der Beryllium-Oberfläche, so dass man im Ergebnis eine schwache Verbindung mit der Beryllium-Oberfläche erhält.
Ein Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung einer hartgelöteten Verbindung zwischen einem Teil auf Berylliumbasis und einem Teil auf Kupferbasis, welche folgende Eigenschaft besitzt:
(1) Die Verbindung enthält nur einen geringen Anteil an spröden intermetallischen Verbindungen und anderen spröden Phasen, welche die Beständigkeit der Verbindungsstelle gegenüber Schlagbelastung beeinträchtigen könnten,
(2) sie benutzt ein Hartlotmaterial, welches das Teil auf Berylliumbasis wirksam benetzt, einen Schmelztemperaturbereich oberhalb 675 C besitzt und ohne übermässige Verdampfung für das Hartlöten unter Vakuum benutzt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer hartgelöteten Verbindung zwischen einem Teil auf Beryllium-
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basis und einem Teil auf der Basis eines nichtkupferhaltigen Metalls, welches mit Beryllium zur Bildung einer spröden intermetallischen Verbindung bei den Temperaturen reaktionsfähig ist, wie sie bei der Herstellung der hartgelöteten Verbindung verwendet werden, wobei diese Verbindung die unter (1) und (2) vorstehend angegebenen Eigenschaften besitzt.
Bei der Durchführung der Erfindung in einer Ausführungsform wird zwischen einem ersten, vorwiegend aus Beryllium bestehenden Teil, und einem zweiten, hauptsächlich aus Kupfer bestehenden Teil eine Hartlotverbindung vorgesehen, welche eine erste Schicht von Hartlotmaterial in Kontakt mit dem ersten Teil umfasst, und mit diesem durch Hartlöten verbunden ist. Die erste Schicht besteht aus einer Hartlotlegierung, welche unmittelbar vor dem Hartlötvorgang im wesentlichen aus Silber und aus einem Nebenbestandteil, entweder aus Zinn, Silicium oder Indium besteht. Im Falle der Silber-Zinn-Legierung, ist das Zinn im Bereich 4-15 Gewichtsprozent der Legierung vorhanden. Im Falle der Silber-Silicium-Legierung ist das Silicium im Bereich 1-5 Gewichtsprozent der Legierung vorhanden und für eine Silber-Indium-Legierung ist das Indium im Bereich vom 6-25 Gewichtsprozent der Legierung vorhanden.
In Kontakt mit dieser ersten Schicht und mit ihr verlötet befindet sich eine zweite Schicht, welche unmittelbar vor dem Lötvorgang im wesentlichen aus Silber besteht. Zwischen der zweiten Schicht und dem primär aus Kupfer bestehendem Teil ist eine weitere hartgelötete Verbindung vorhanden, welche bei Temperaturen oberhalb 6oo° C mit einer Hartlotlegierung mit einer Liquidus-Temperatur gebildet wird, welche unterhalb der Solidus-Temperatur der Legierung der ersten Schicht liegt.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Abbildungen.
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Die Figur 1 zeigt eine Seitenansicht teilweise im Schnitt für eine Teileinheit, welche zur Bildung einer Hartlotverbindung in einer Ausführungsform der Erfindung Verwendung findet.
Die Figur 2 zeigt einen anschliessenden Schritt bei der Bildung einer Hartlötverbindung mit der Teileinheit nach Figur 1.
Die Figur 3 ist eine Endansicht der Struktur nach Figur 2 nach der Herstellung der Hartlötverbindung.
Die Figur 4 zeigt eine abgewandelete Form einer Hartlötverbindung während ihrer Bildung.
Die Figur 5 zeigt eine Teileinheit, welche in einer weiteren Ausführungsform der Hartlötverbindung verwendet wird.
Die Figur 6 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt bei der Bildung einer anderen Verbindungsform mit der Teileinheit nach Figur 5.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Figur 2, welche einen ersten Teil 1o aus einem Metall auf Berylliumbasis und einen zweiten Teil 12 zeigt, an dem der erste Teil mittels einer Hartlötverbindung befestigt werden soll. Der zweite Teil 12 besteht hauptsächlich aus einem Metall, welches mit Beryllium unter Bildung von spröden intermetallischen Verbindungen bei den Temperaturen reagieren kann, wie sie bei der Herstellung der Hartlötverbindung verwendet werden. Das Hauptmetall des zweiten Teils ist entweder Kupfer oder Nickel oder Eisen. Kupfer wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet und zur Erleichterung der Beschreibung der Erfindung wird das Teil 12 auch gelegentlich als Teil aus Kupfer oder auf Kupferbasis bezeichnet.
In einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung ist der Teil 1o.
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ein Kontakt eines Schaltungsunterbrechers des Vakuumtyps und das Teil 12 ist der leitende Haltestab, auf dem der Kontakt befestigt ist. In einem solchen Anwendungsfall muss die hartgelötete Verbindung hohen Schlagbelastungen widerstehen, wie sie beispielsweise auftreten, wenn der Unterbrecher dadurch geschlossen wird, dass der Kontakt 1o zum Eingriff mit einem Gegenkontakt getrieben wird (nicht in der Abbildung gezeigt, jedoch beispielsweise in der US Patentschrift 3.663.775 dargestellt . Die Verbindungsstelle muss auch noch im Stande sein, hohe elektrische Stromstärken zwischen den Teilen 1o und 12 ohne übermässig grossen elektrischen Widerstand zu leiten und muss dem üblichem Ausheizvorgang eines Vakuumunterbrechers widerstehen können, der typischerweise bei einer Temperatur von etwa 4oo C auftritt. Ausserdem darf die Verbindung nicht eine Quelle für übermässig grosse Abgabe von Gas oder Dampf sein, wenn sich der Unterbrecher in Betrieb befindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Teil 1o auf Berylliumbasis eine kreisförmige Scheibe, bei der eine Stirnfläche mit einer in der Mitte angeordneten Vertiefung 14 ausgestattet ist. Als ersten Schritt bei dem Vorgang der Herstellung der Lötverbindung wird eine dünne Kreisscheibe 16 angebracht, welche im wesentlichen aus Silber besteht, sowie eine dünne kreisförmige Hartlötauflage 18 aus einer besonderen Hartlötlegierung auf Silberbasis, wie sie noch nachstehend beschrieben wird. Beide Teile 16 und 18 werden in die Vertiefung eingesetzt, wobei die Hartlötauflage 18 zwischen das Teil 1o auf Beryllium-Basis und die Silberscheibe 16 eingefügt wird.
Die Teile 1o, 16 und 18 werden dann mit Hilfe eines Hartlötvorganges miteinander zur Bildung einer getrennten Teileinheit verbunden, wobei vorzugsweise eine Hartlötung im Ofen unter Vakuumbedingungen ausgeführt wird.
Anschliessend wird die Teileinheit mit dem Teil 12 der Figur 2
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auf Kupferbasis verbunden, wie dies noch nachstehend beschrieben wird. Der Hartlötvorgang im Ofen wird dadurch ausgeführt, dass die gemäss Figur 1 zusammengebautertTeile 1o, 16 und 18 in einen Vakuumofen eingesetzt werden und danach die Temperatur des Ofens auf etwa 85o° C erhöht wird. Hierdurch schmilzt das Material der Hartlötauflage 18 auf Silberbasis, fliesst in einen guten Kontakt mit der oberen Oberfläche des Teils 1o auf Berylliumbasis in der Vertiefung 14 und benetzt dieselbe und ebenso noch die untere Oberfläche der Silberauflage 16. Die Vertiefung 14 in dem Teil 1o dient zur genauen Anordnung der Teile 16 und 18 und auch noch dazu, das geschmolzene Hartlötmaterial in der Vertiefung zu halten, so dass ein wesentlicher Verlust von p.^schmolzenem Hartlötmaterial an der Verbindungsstelle vermieden wird. Nach dem vorstehend beschriebenen Aufschmelzen wird die Ofentemperatur verringert und dadurch erstarrt das Hartlötmaterial und bildet eine erste feste Verbindung zwischen dem Hartlötmati.rials und dem Berylliumteil 1o und eine zweite feste Verbindung zwischen dem Hartlötmaterial und der Silberscheibe 16.
Das Material der vorstehend beschriebenen Hartlötauflage 18 ist eine Legierung, welche im wesentlichen aus Silber besteht und einen Nebenbestandteil aus einem der Materialien der Gruppe bestehend aus Zinn, Silicium, Indium oder einer Kombination von zwei oder mehreren dieser Elemente ausgewählt ist. Für den Fall der Silber-Zinn-Legierung ist das Zinn in einem Bereich von 4 bis 15 Gewichtsprozent der Legierung vorhanden, wobei ein Anteil von etwa 11 Gewichtsprozent bevorzugt wird. Für den Fall der Silber-Silicium-Legierung ist das Silicium in einem Bereich von 1 bis 5 Gewichtsprozent der Legierung vorhanden mit einem bevorzugten Gehalt von etwa 3 Gewichtsprozent. Im Falle der Silber-Indium-Legierung ist das Indium in einem Bereich von 6 bis 25 Gewichtsprozent der Legierung vorhanden mit einem bevorzugten Anteil von etwa 15 Gewichtsprozent.
Im Falle einer Legierung aus Silber und der vorstehend genannten Kombination von Nebenbestandteilen ist die Kombination
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ausgedrückt in Gewichtsprozent mit einem solchen Anteil vorhanden, dass die Legierung eine Solidus-Temperatur zwischen 675 C und 9oo C besitzt. Ein Bespiel für eine solche Legierung dieser letzteren Art ist eine Legierung, welche aus 83,5 Gewichtsprozent Ag, 12 Gewichtsprozent Sn und 4,5 Gewichtsprozent Si
besteht. Dabei ist zu beachten, dass die in diesem Abschnitt
beschriebenen Zusammensetzungen vor dem beschriebenen Lötvorgang vorhanden sind.
Nachdem die Teileinheit 1o, 16, 18 gemäss der vorstehenden Beschreibung gebildet wurde, wird sie durch ein konventionelles
Hartlötverfahren mit dem Teil 12 auf Kupferbasis verlötet, bei dem eine Hartlötlegierung mit einem Bereich der Schmelztemperatur verwendet wird, welche höher als etwa 6oo und unterhalb der
Solidus-Temperatur der Hartlötlegierung auf Silberbasis liegt, welche für die Auflage 18 verwendet wurde. Der zweite Hartlötvorgang wird ebenfalls vorzugsweise in einem Vakuumofen ausgeführt. Insbesondere wird noch eine Auflage 2o aus einem konventionellen Hartlötmaterial, beispielsweise Silber-Kupfer-Indium (beispielsweise 61,5 Ag - 24 Cu - 14,5 In) oben auf das Teil aufgelegt, die Teileinheit 1o, 16 und 18 wird auf die Auflage 2o aufgesetzt und die erhaltene Anordnung wird in einen Hartlöt-Vakuumofen eingesetzt. Die Temperatur wird auf etwa 73o° C erhöht. Dadurch wird die Auflage 2o geschmolzen und es erfolgt
eine gewisse Diffusion dieses geschmolzenen Metalls in die
benachbarten Zonen der Teile 16 und 12. Die Temperatur wird
dann verringert, wodurch das Hartlötmaterial erstarrt und eine gute Hartlötverbindung zwischen den Teilen 16 und 12 bildet. Die hier verwendete bestimmte Hartlötlegierung Silber-Kupfer-Indium besitzt eine Solidus-Temperatur von 625° C und eine Liquidus-Temperatur von 7o5° C. Andere konventionelle Hartlötmaterialien, beispielsweise aus Silber-Kupfer-Zinn (z.B. 6o Ag - 3o Cu - 1o Sn) können zur Verbindung des Silberteils 16 mit dem Kupferteil 12 verwendet werden. Dieses Hartlötmaterial besitzt eine Solidus-Temperatur von 6oo° C und eine Liquidus-Temperatur von 72o C.
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Da das beim zweiten Hartlötvorgang verwendete Hartlötmaterial eine Solidus-Temperatur von oberhalb etwa 600 C besitzt, wird der zweite Hartlötvorgang typischerweise bei Temperaturen oberhalb 600 C ausgeführt. Die für den zweiten Hartlötvorgang benutzten Temperaturen liegen unterhalb der Solidus-Temperatur der Legierung auf Silberbasis, welche für die Auflage 18 verwendet wurde, so dass ein erneutes Aufschmelzen der ersten Verbindung vermieden wird.
Es ist sehr erwünscht, jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass das für die Auflage 2o der zweiten Hartlötverbindung benutzte Hartlötmaterial eine Liquidus-Temperatur unterhalb der Solidus-Temperatur des ersten Hartlötmaterials (18) besitzt. Durch diese Verhältnisse wird es möglich, zur Herstellung der zweiten Verbindung Hartlöttemperaturen oberhalb der Liquidus-Temperatur der in der zweiten Verbindung verwendeten Hartlötlegierung zu benutzen, ohne die in der ersten Verbindung verwendete Hartlötlegierung erneut aufzuschmelzen. Solche Temperaturen (d.h. Temperaturen oberhalb der Liquidus-Temperatur des zweiten Hartlötmaterials) unterstützen die erwünschte hohe Qualität der zweiten Hartlotverbindung.
In dem vorstehend beschriebenen ersten Hartlötvorgang war es möglich, die Temperatur und die Zeitdauer zum Hartlöten dadurch zu beschränken, dass als Nebenbestandteile in dem Hartlötmaterial auf Silberbasis entweder Zinn oder Silicium oder Indium oder eine Kombination dieser Materialien in den angegebenen Prozentbereichen verwendet wurde. Die Anwesenheit eines dieser Nebenbestandteile in den angegebenen Prozentbereichen führt zu einer effektiven Schmelztemperatur, welche wesentlich niedriger ist als die Schmelztemperatur von reinem Silber, und auf diese Weise wird die für das Hartlöten benötigte Mindesttemperatur verringert. Keinerfder angeführten Nebenbestandteile bildet mit Beryllium eine· intermetallische Verbindung und daher führt die Anwesenheit eines dieser Nebenbestandteile, welchermit Silber in dem angegebenen Prozentbereich legiert ist, nicht zur Bildung einer intermetallischen Verbindung. Obwohl Silber selbst bei
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erhöhten Temperaturen in der Nähe seines Schmelzpunktes mit Beryllium eine spröde Phase bildet, scheint das Ausmass der Bildung dieser Phase durch die niedrigen Temperaturen und die verringerte Zeitdauer ausreichend eingeschränkt, wie sie zuverlässig auftreten, wenn einear der vorgenannten Nebenbestandteile in dem angegebenen Prozentbereich vorhanden ist.
Für den Fall von Ag-Sn und Ag-In wird die untere Grenze des Nebenbestandteils durch den kleinsten prozentualen Anteil bestimmt, welcher die Solidus-Temperatur der Legierung auf etwa 9oo° dbegrenzt im Vergleich zu dem Schmelzpunkt des Silbers von etwa 96o° C. Im Falle von Silber-Silicium wird bei 83o° C ein Eutektikum gebildet und die untere Grenze des Prozentbereichs wird durch den kleinsten Prozentgehalt von Silicium bestimmt, welcher den Schmelztemperaturbereich der Legierung Ag-Si auf den erforderlichen niedrigen Wert beschränkt, wie er für das Hartlöten ohne übermässige Bildung von spröden Phasen von Silber und Beryllium benötigt wird.
Für Ag-Sn und Ag-In wird die obere Grenze für den Anteil des Nebenbestandteils bestimmt durch den ungefähren maximalen Prozentgehalt, welcher vom Standpunkt der Sprödigkeit zugelassen werden kann, da etwa bei der oberen Grenze des Prozentgehaltes spröde Phasen zwischen den Bestandteilen der Hartlötlegierung gebildet werden. Im Falle Ag-Si wird die obere Grenze bestimmt durch den maximalen Prozentgehalt von Si, welcher den Schmelzbereich der Legierung auf den erforderlichen niedrigen Wert beschränkt, welcher für das Hartlöten ohne übermässige Bildung von spröden Phasen von Silber und Beryllium benötigt wird.
Wenn reines Silber an Stelle der vorstehend beschriebenen Legierungen als Hartlötmaterial 18 in Kontakt mit dem Berylliumteil verwendet würde, dann würden viel höhere Temperaturen zum Schmelzen des Silbers .und zum Hartlöten benötigt. Wie bereits vorstehend aufgezeigt, können diese höhere Temperaturen und die
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bei der höheren Temperatur erforderliche grössere Zeit zu einem Verlust des Silbers an der Lötstelle und zur Verformung der Teile führen. Von grösserer Bedeutung ist jedoch die Tatsache, dass dies zur übermässigen Ausbildung von spröden Phasen von Silber und Beryllium führen kann. Solche spröden Phasen bewirken eine bedeutende Verschlechterung der Aufprallfestigkeit oder Schlagfestigkeit der Hartlotverbindung. Wie bereits zuvor aufgezeigt, werden diese Probleme wesentlich verringert durch die Anwesenheit von Zinn, Silicium oder Indium in dem Hartlötmaterial in den angegebenen Prozentgehalten.
Die bestimmte Form der Hartlötverbindung gemäss der Darstellung in den Figuren 1 bis 3 wird bevorzugt. In ihrem weiteren Umfang ist jedoch die Erfindung nicht auf diese bestimmte Form und Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise kann nach Figur 4 das Silberteil 16 in Form eines umgekehrten Bechers ausgebildet sein. Dieser Becher nimmt die Hartlötauflage 2o und das obere Ende des Kupferstabs 12 auf und legt daher wirksam die Teile 16, 2o und 12 in ihrer gegenseitigen Lage während des Hartlötvorgangs fest.
In den Figuren 5 und 6 wird eine abgewandelte Form der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist das Teil 1o auf Beryllium-Basis mit einer Vertiefung 14 augestattet, die bedeutend tiefer ist als die Vertiefung in Figur 1. Diese Vertiefung wird mit einer Menge 18 des gleichen Metalls gefüllt, wie es für die Lötauflage 18 in Figur 1 verwendet wird (beispielsweise eine Legierung aus Silber-Zinn, Silber-Silicium oder Silber-Indium) Das Metall 18 der Figur 5 wird dadurch aufgebracht, dass eine Scheibe der Legierung in die Vertiefung 18 gelegt wird und dann die Teileinheit in einem Vakuumofen auf eine Temperatur von etwa 85o° C zum Aufschmelzen der Scheibe erhitzt wird, wobei das geschmolzene Metall die Oberfläche der Vertiefung 14 benetzt. Die Ofentemperatur wird dann zum Erstarren des Hartlötmaterials 18 und zur Bildung einer festen Verbindung zwischen dem Hart-
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lötmaterial und dem Teil 12 auf Beryllium-Basis verringert und daraus ergibt sich die Teileinheit nach Figur 5. Die Teileinheit nach Figur 5 wird dann oben auf das Kupferteil 12 gemäss der Darstellung in Figur 6 aufgesetzt und mit dem Teil 12 durch eine Hartlötung unter Vakuum verbunden, wobei eine dünne Auflage aus einem Hartlotmaterial 2o aus Silber-Kupfer-Indium zwischen die Teile 12 und 18 eingefügt wird. Ein Teil des Kupfer in dem Hartlotmaterial 2o diffundiert in das Metall 18 auf Silberbasis während des zweiten Hartlötvorgangs. Das Hartlötmetall 18 ist jedoch dick genug, so dass kein Teil dieses Kupfers die breite horizontale Grenzfläche zwischen de,n Teilen 1o und 18 erreicht und auf diese Weise die Ausbildung der in starkem Masse spröden intermetallischen Verbindung von Kupfer und Beryllium an dieser Grenzfläche verhindert wird.
Vorzugsweise wird die obere Oberfläche des Metalls 18 in der Teileinheit nach Figur 5 spanabhebend bearbeitet, um eine glatte Oberfläche zu erhalten, bevor die Teileinheit gemäss der Darstellung in Figur 6 mit dem Teil 12 verbunden wird. Diese glatte Oberfläche begünstigt das Hartverlöten der Teileinheit mit dem Teil 12. Die Anordnungen nach Figur 1 und 4 sind in dieser Hinsicht vorteilhaft, da sie keine spanabhebende Bearbeitung der freiliegenden Oberfläche des Teil 16 nach der Herstellung der Teileinheit erfordern. Da das Silberteil 16 nicht geschmolzen wird, bleibt diese freiliegende Oberfläche glatt trotz des ersten Hartlötvorgangs, bei dem das Teil 16 mit dem Berylliumteil 1o verbunden wird. Ein weiterer Vorteil der Einfügung des Silberteils 16 in den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 4 besteht darin, dass das Silberteil 16 als wirksame Trennung zwischen dem Teil 1o auf Berylliumbasis und der kupferhaltigen Auflage 2o dient, wodurch die Möglichkeit dafür verringert wird, dass Kupfer aus der Auflage durch das Hartlotmaterial 18 in die horizontale Grenzfläche zwischen den Teilen 18 und 2ο hinein diffundiert. Das Silberteil 16 ergibt
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daher eine zusätzliche Sicherheit gegen die Bildung von spröden intermetallischen Verbindungen aus Kupfer und Beryllium an dieser Grenzfläche.
Vorstehend wurden bestimmte Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben. Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, dass die verschiedensten Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung in ihrem weiteren Umfang zu verlassen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1.) Hartlötverbindung zwischen einem ersten Teil, das hauptsächlich aus Beryllium besteht und einem zweiten Teil, das hauptsächlich aus einem Metall besteht, welches mit Beryllium spröde intermetallische Verbindungen bei den Temperaturen bildet, wie sie zur Herstellung der Hartlötverbindung verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:
    (a) eine erste Schicht (18) aus einer Hartlötlegierung in Kontakt mit dem ersten Teil (1o), welche mit diesem hartverlötet ist, wobei die Hartlötlegierung vor dem Hartlöten an dem ersten Teil im wesentlichen aus Silber und einem Nebenbestandteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinn, Silicium, Indium und Kombinationen von zwei oder mehreren dieser Elemente besteht, wobei das Zinn in einem Bereich von A his 15 Gewichtsprozent der Legierung bei einer Silber-Zinn-Legierung vorhanden ist, das Silicium bei einer Silber-Silicium-Legierung im Bereich von 1 bis 5 Gewichtsprozent der Legierung vorhanden ist und das Indium im Falle einer Silber-Indium-Legierung im Bereich von 6 bis Gewichtsprozent der Legierung vorhanden ist und die Kombination der Elemente Zinn, Silicium und Indium in einem solchen Gewichtsanteil vorhanden ist, dass die Legierung eine Solidus-Temperatur zwischen 6 75 C und 9oo C bei einer Hartlötlegierung aus Silber und der Kombination dieser Elemente besitzt,
    (b) sowie Teile zur Bildung einer Hartlötlegierung zwischen der zweiten Schicht und dem zweiten Teil (12), wobei die Hartlötverbindung bei Temperaturen oberhalb 6oo C herstellbar ist.
    2.) Hartlötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine zweite Schicht (16) in Kontakt mit
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    der ersten Schicht (18) besitzt, welche mit dieser hartverlötet ist, wobei die zweite Schicht (16) vor dem Hartlötvorgang aus einem Material besteht, das im wesentlichen aus Silber besteht.
    3.) Hartlötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) dick genug ist, um die Diffusion eines bedeutungsvollen Anteils des Metalls aus dem zweiten Teil (12) oder aus der Hartlötverbindung durch die erste Schicht in die Grenzfläche zu verhindern, welches eine spröde intermetallische Verbindung mit Beryllium bei den Temperaturen bilden kann, welche zur Herstellung der Hartlötverbindung verwendet werden.
    4.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Hartlötverbindung zwischen der zweiten Schicht (16) und dem zweiten Teil (12) eine Hartlotlegierung vorgesehen ist, welche eine Liquidus-Temperatur unterhalb der Solidus-Temperatur der Hartlotlegierung der ersten Schicht (18) besitzt.
    5.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmetall des zweiten Teils (12) Kupfer, Nickel oder Eisen ist.
    6.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmetall des zweiten Teils Kupfer ist.
    7.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmetall des zweiten Teils (12) Nickel ist.
    8.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmetall des zweiten Teils (12) Eisen ist.
    9.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor dem Hartlöten
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    an dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Silber-Zinn-Legierung besteht.
    1o.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Silber-Zinn-Legierung besteht, die etwa 11 Gewichtsprozent Zinn bezogen auf das Gewicht der Legierung enthält.
    11.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil Co) im wesentlichen aus einer Silber-Silicium-Legierung besteht.
    12.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Silber-Silicium-Legierung besteht, welche etwa 3 Gewichtsprozent Silicium bezogen auf die Legierung enthält.
    13.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Silber-Indium-Legierung besteht.
    14.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Silber-Indium-Legierung besteht, welche etwa 15 Gewichtsprozent Indium bezogen auf die Legierung enthält.
    15.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Legierung von Silber und der Kombination von zwei
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    oder mehreren der Bestandteile Zinn, Silicium und Indium besteht.
    16.) Hartlötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (1o) der Kontakt eines Vakuum-Schaltungs-Unterbrechers und das zweite Teil (12) ein Tragteil für denselben ist.
    17.) Hartlötverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (1o) der Kontakt eines Vakuum-Schaltungs· Unterbrechers und das zweite Teil (12) ein Tragteil für denselben ist.
    18.) Hartlötverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Silber-Zinn-Legierung besteht.
    19.) Hartlötverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (lo) im wesentlichen aus einer Silber-Silicium-Legierung besteht.
    2o.) Hartlötverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Silber-Indium-Legierung besteht.
    21.) Hartlötverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (18) unmittelbar vor der Hartlötverbindung mit dem ersten Teil (1o) im wesentlichen aus einer Legierung von Silber und der Kombination von zwei oder mehreren der Elemente Zinn, Silicium und Indium besteht.
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    22.) Hartlötverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptmetall des zweiten Teils (12) Kupfer ist.
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