DE2720493A1 - Goldfarbene loetlegierungen - Google Patents
Goldfarbene loetlegierungenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Lötlegierungen, insbesondere goldfarbene Lötlegierungen, die mit Zahngoldlegierungen und goldfarbenen Schmucklegierungen verwendet werden.
Lote für die vorstehend genannte Verwendung müssen ausgezeichnete Löteigenschaften besitzen mit der hervorragenden Fließcharakteristika, um fehlerlose, porenfreie Verbindungen herzustellen. Diese Lote müssen darüber hinaus die Härte und Festigkeit aufweisen, die bei Verwendung in lasttragender Funktion, wie es in der Zahntechnik und Schmucktechnik der Fall ist, eine Notwendigkeit darstellen.
Aus der US-PS 3 892 564 sind galliumtragende Goldlegierungen bekannt, insbesondere Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, die für Schmuckwaren und bei Zahnarbeiten verwendet werden, und abgesehen von Verunreinigungen 1 bis 10 Gew.-% Gallium, 0 bis 25 Gew.-% Kupfer, 0 bis 33 Gew.-% Silber und 0 - 10 Gew.-% Zink enthalten, wobei die Differenz in allen Fällen dem Goldanteil entspricht. In Einzelheiten bekannt ist eine Legierung, die 10 % Gallium, 15 % Kupfer und 75 % Gold enthält.
Es wurde gefunden, dass eine goldfarbene Lötlegierung zur
Verwendung mit Zahngoldlegierungen und goldfarbenen Schmucklegierungen mit den vorstehend genannten Eigenschaften durch Zusatz der folgenden Stoffe in den angegebenen Gewichtsprozenten erhalten werden kann:
Bestandteil Anteil
Gold 60 - 70 %
Platin 0 - 10 %
Palladium 0 - 10 %
Kupfer 10 - 25 %
Gallium 5 - 10 %
Iridium 0 - 0,1 %
mit der Maßgabe, dass die Gesamtmenge an Platin und Palladium im Bereich von 5 bis 10 Gew.-% liegt.
Die Relativanteile der verschiedenen von den neuen Lötlegierungen umfassten Elemente wurden als Ergebnis umfangreicher Untersuchungen zur Ermittlung einer Lötlegierung mit optimalen chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmt. Insbesondere wurde gefunden, dass die erfindungsgemäße Lötlegierung 60 bis 70 Gew.-% Gold, 0 bis 10 Gew.-% Platin, 0 bis 10 Gew.-% Palladium, 10 bis 25 Gew.-% Kupfer, 5 bis 10 Gew.-% Gallium und 0 bis 0,1 Gew.-% Iridium enthalten sollte, mit der Maßgabe, dass die Gesamtmenge an Platin und
Palladium im Bereich von etwa 5 bis 10 Gew.-% liegt. Bevorzugte Lötlegierungen enthalten etwa 10 bis 15 % Kupfer und 70 % Gold bzw. 20 bis 25 % Kupfer und etwa 60 % Gold.
Spezielle Beispiele für die erfindungsgemäßen Lötlegierungen sind in den Beispielen I - IX angegeben, wo besonders bevorzugte Zusammensetzungen in Gewichtsprozenten aufgeführt sind. Diese goldfarbenen Lötlegierungen haben sich als besonders wertvoll beim Löten von Zahngoldlegierungen und goldfarbenem Schmuck erwiesen.
Die erfindungsgemäßen Lote zeigen ausgezeichnete Löteigenschaften mit hervorragender Fließfähigkeit und führen zu fehlerlosen, porenfreien Verbindungen. Außerdem besitzen sie die Härte und Festigkeit, die bei Verwendung in lasttragender Funktion, wie es in der Zahntechnik und Schmucktechnik der Fall ist, eine Notwendigkeit darstellen.
Die Verwendung von Palladium in den erfindungsgemäßen Loten erniedrigt wesentlich die Kosten im Vergleich zu der vorstehend erörterten US-PS 3 892 564.
Jedes einzelne Legierungselement hat vermutlich die folgende Rolle:
Gold: Edelmetallzusatz, der die Korrosionsfestigkeit der Legierung steigert und ein Anlaufen bzw. Mattwerden
der Legierung einschränkt. Außerdem wird dadurch die goldene Farbe der Legierung erzeugt.
Platin: Edelmetallzusatz, der die Korrosionsfestigkeit der Legierung steigert und ein Anlaufen bzw. Mattwerden der Legierung einschränkt. Außerdem wird der Zusatz als Härtungsmittel zur Steuerung der Legierungshärte und -festigkeit auf bestimmte Werte verwendet.
Palladium: Edelmetallzusatz, der die Korrosionsfestigkeit der Legierung steigert und ein Anlaufen bzw. Mattwerden der Legierung einschränkt. Außerdem wird der Zusatz als Härtungsmittel zur Steuerung der Legierungshärte und -festigkeit auf bestimmte Werte verwendet.
Kupfer: Nichtedelmetallzusatz, der zur goldenen Farbe der Legierung beiträgt und darüber hinaus als Härtungsmittel dient zur Erhöhung der Härte und Festigkeit der Legierung.
Gallium: Nichtedelmetallzusatz, der die Korrosionsfestigkeit der Legierung steigert und ein Anlaufen bzw. Mattwerden einschränkt. Der Zusatz von Gallium trägt ebenfalls dazu bei, die Goldfärbung der Legierung zu verstärken, indem durch Wechselwirkung die rosarote Färbung, wie sie für ähnliche
Kupferlegierungen ohne Galliumzusatz typisch ist, vermindert wird. Galliumzusätze bewirken ferner eine Reduzierung der Härte der Legierung im Vergleich mit ähnlichen Legierungen, die kein Gallium enthalten. Galliumzusätze erniedrigen auch den Schmelzpunkt des Legierungssystems und verbessern damit die Löteigenschaften.
Iridium: Edelmetallzusatz zur Kornverfeinerung.
Die nachfolgenden spezifischen Eigenschaften wurden folgendermaßen bestimmt:
Härte
Vorrichtung: Rockwell-Härte-Tester
Teststücke: Gußstück 12,7 mm x 19,05 mm x 3,175 mm
Testmethode: Die Härtezahlen wurden im Grußzustand bestimmt und auf Brinellwerte umgerechnet.
Biegetemperatur
Vorrichtung: Muffelofen mit zwei Unterstützungsträgern von 2,54 cm Spannweite.
Teststück: Gußstück 25,4 mm bis 6,35 mm lang, 9,525 mm breit und 0,672 mm bis 1,0160 mm dick.
Testverfahren: Das Stützuntergestell wird vorgeheizt auf Temperaturen bis zu 93°C der erwarteten Biegetemperatur.
Anschließend wird das Probestück auf das Stütz-Untergestell gelegt und sich ins Gleichgewicht setzen gelassen. Sodann wird die Temperatur in 20°-Schritten bis auf die Biegetemperatur, die optisch erkennbar ist, erhitzt.
Die folgenden Beispiele dienen lediglich der Erläuterung und begrenzen in keiner Weise den Umfang der Patentansprüche.
Beispiel I
Bestandteil Anteil
Gold 70 %
Platin 8,99 %
Palladium 1 %
Kupfer 10 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 222
Biege-Temperatur 37 - 566°C
Beispiel II
Bestandteil Anteil
Gold 70 %
Platin 0,99 %
Palladium 9 %
Kupfer 10 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 263
Biege-Temperatur 482 - 538°C
Beispiel III
Bestandteil Anteil
Gold 60 %
Platin 4,99 %
Kupfer 25 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 114
Biege-Temperatur 621 - 649°C
Beispiel IV
Bestandteil Anteil
Gold 60 %
Platin 0,09 %
Palladium 4,9 %
Kupfer 25 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 185
Biege-Temperatur 621 - 649°C
Beispiel V
Bestandteil Anteil
Gold 60 %
Platin 0,99 %
Palladium 9 %
Kupfer 20 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 256
Biege-Temperatur 621 - 649°C
Beispiel VI
Bestandteil Anteil
Gold 60 %
Platin 8,99 %
Palladium 1 %
Kupfer 20 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 242
Biege-Temperatur 593 - 649°C
Beispiel VII
Bestandteil Anteil
Gold 70 %
Platin 4,99 %
Palladium 5 %
Kupfer 10 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 216
Biege-Temperatur 538 - 593°C
Beispiel VIII
Bestandteil Anteil
Gold 70 %
Platin 4,99 %
Palladium 5 %
Kupfer 15 %
Gallium 5 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 222
Biege-Temperatur 649 - 732°C
Beispiel IX
Bestandteil Anteil
Gold 60 %
Platin 4,99 %
Palladium 5 %
Kupfer 25 %
Gallium 5 %
Iridium 0,01 %
Brinell-Härte 291
Biege-Temperatur 815 - 843°C
Claims (5)
1. Goldfarbene Lötlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wesentlichen aus den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Gewichtsprozenten besteht:
Bestandteil Anteil
Gold 60 - 70 %
Platin 0 - 10 %
Palladium 0 - 10 %
Kupfer 10 - 25 %
Gallium 5 - 10 %
Iridium 0 - 0,1 %
mit der Maßgabe, dass die Gesamtmenge an Platin und Palladium im Bereich von 5 bis 10 Gew.-% liegt.
2. Lötlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 10 bis 15% Kupfer und etwa 70 % Gold enthält.
3. Lötlegierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
sie aus den folgenden Bestandteilen in etwa den angegebenen Gewichtsprozenten besteht:
Bestandteil Anteil
Gold 70 %
Platin 4,99 %
Palladium 5 %
Kupfer 10 %
Gallium 10 %
Iridium 0,1 %
4. Lötlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 20 bis
25 % Kupfer und etwa 60 % Gold enthält.
5. Lötlegierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus folgenden Bestandteilen in etwa den angegebenen Gewichtsprozenten besteht.
Bestandteil Anteil
Gold 60 %
Platin 8,99 %
Palladium 1 %
Kupfer 20 %
Gallium 10 %
Iridium 0,01 %
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