DE2904219C2

DE2904219C2 - Verwendung eienr Aluminium-Mangan-Legierung für gelötete Bauteile

Info

Publication number: DE2904219C2
Application number: DE2904219A
Authority: DE
Inventors: William H. Anthony; Andrew J. Cheshire Conn. Brock; James M. Popplewell
Original assignee: Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1979-02-05
Publication date: 1983-04-14
Also published as: IT7920496A0; JPS6211062B2; FR2418275A1; NO790631L; JPS54126616A; IT1209445B; CA1119436A; ATA144079A; FR2418275B1; CH640273A5; AT367461B; DE2904219A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Aluminium-Mangan-Legierung für gelötete Bauteile mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang.

Zur Herstellung gelöteter Bauteile ist es bekannt, Aluminium· Mangan-Legierungen - beispielsweise eine 300j-Legierung — zu verwenden. Die Widerstandsfähigkeit dieser Legierungen gegen Durchhang läßt jedoch zu wünschen übrig. Eine große Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang ist aber sehr wichtig, um eine gute räumliche Stabilität bei großen gelöteten Bauteilen gewährleisten zu können.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich nun der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Aluminium-Mangan-Legierung für gelötete Bauteile zu finden, die eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Verwendung einer Legierung aus 0,3 bis 0,6% Mangan, 0,15 bis 0,3% Chrom, 0,02 bis 0,08% Eisen, 0,02 bis 0,08% Silizium und Aluminium als Rest neben weiteren herstellungsbedingten Verunreinigungen.

Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung weist im Vergleich zu den bisher verwendeten Legierungen, wie 3003, eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang auf. Diese Eigenschaft kann der bei der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung infolge der beschränkten Zusätze an Eisen,

ίο Mangan, Chrom und Silizium auftretenden größeren Korngröße zugeschrieben werden. Die größere Korngröße hat eine kleinere Korngrenzenfläche zur Folge, in welcher die den Durchhang verursachenden Gleitungen auftreten. Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung ist daher insbesondere zur Herstellung von großen gelöteten Bauteilen geeignet, wo die räumliche

Stabilität und die Maßhaltung von ausschlaggebender

Bedeutung sind.

Die Legierung kann sowohl plattiert als auch

unplattiert eingesetzt werden. Als Plattierwerkstoff kann praktisch jede Aluminiumlöt-Legierung mit einem

Siliziumgehalt zwischen 4 und 14% verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert und

anhand der Zeichnung veranschaulicht Diese zeigt in

ihrer einzigen Figur eine graphische Darstellung der Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung sowie von zwei Vergleichslegierungen.
Drei verschiedene Legierungen mit den in der Tabelle

jo angegebenen Zusammensetzungen wurden zu Barren vergossen.

Legierung X	0,40%	Legierung Y	0,21%	Legierung Z	0,20%
Mangan	0,25%	Silizium	0,34%	Silizium	0,52%
Chrom	0,010%	Eisen	0,20%	Eisen	0,12%
Titan	Rest	Kupfer	1,20%	Kupfer	1,16%
Aluminium		Mangan	0,31%	Mangan	0,011%
		Chrom	0,10%	Titan	Rest
		Zink	0,010%	Aluminium
		Titan	Rest
	Aluminium

Legierung X entspricht in ihrer Zusammensetzung der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung, Legierung Y ist eine Vergleichslegierung und Legierung so Z hat die Zusammensetzung einer 3003-Legierung.

Je ein Stranggußbarren dieser Legierungen wurde während 8 h bei 538° C homogenisiert, wobei die Aufheizgeschwindigkeit auf Homogenisierungstemperatur oberhalb 316°C höchstens 28°C/h betrug. Die Barren wurden anschließend an Luft auf Raumtemperatur abgekühlt, auf eine Dicke von 38,1 mm gefräst und dann auf einer Seite gebürstet.

Eine zweite Serie Stranggußbarren dieser Legierungen wurde während 8 h bei 571°C homogenisiert, wobei wiederum die Aufheizgeschwindigkeit auf Homogenisierungstemperatur oberhalb 316⁰C höchstens 28^cC/h betrug. Die Barren wurden von 571°C mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 14°C/h auf 551⁰C gebracht und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt, auf eine Dicke von 38,1 mm gefräst und dann auf einer Seite gebürstet.

Je ein letzter Stranggußbarren der Legierungen

f)5 wurde während 8 h bei 607⁰C homogenisiert, wobei die Aufheizgeschwindigkeit auf Homogenisierungstemperatur oberhalb 316° C 28°C/h betrug. Die Barren wurden von 607⁰C mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 14°C/h auf eine Temperatur von 551⁰C gebracht und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt, auf eine Dicke von 38,1 mm gefräst und dann auf einer Seite gebürstet.

Die neun derart behandelten Barren wurden zur Beurteilung der Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang auf die nachfolgende Weise weiterverarbeitet.

Die Barren wurden bei 427⁰C warmgewalzt und ohne Zwischenglühung auf Enddicke verarbeitet. Die auf Enddicke abgewalzten Legierungen wurden einer Schlußglühung von 2 bis 2>/2 h bei 35O⁰C unterworfen.

Die Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang wurde durch die Messung der Auslenkung am freien Ende einer einseitig und waagrecht eingespannten Probe von 203 mm Länge und 25,4 mm Breite (freie Länge 152 mm) nach einem simulierten Lötzyklus bestimmt. Die Probendicke betrug 0,8 mm. Der simulierte

Vakuumlötzyklus bestand darin, daß die Proben so rasch wie möglich auf 593" C aufgeheizt - die Aufheizdauer für die 0,8 mm dicken Proben betrug dabei etwa 10 min —, anschließend während 8 min bei 593° C gehalten und dann an Luft auf Reumtemperatur abgekühlt wurden. Dieser simulierte Vakuumlötzyklus entspricht etwa der üblichen Praxis mit Aufheizen von Raumtemperatur auf 577° C in wenigt-r als 1 Min, Halten während langer als 1 min bei Temperaturen oberhalb 577°C, Abkühlen im Vakuum von 577°C auf 427°C und anschließend mit Ventilatorkühlung auf Raumtemperatur. Die Ofentemperatur beträgt dabei 593 bis 599° C und der totale Zeitaufwand vom Start des Zyklus bis zur Ventilatorkühlung etwa 18 min.

In der Figur ist die Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang für die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung X, die Vergleichslegierung Y und die Legierung Z, welche einer 3003-Legierung entspricht.

als Funktion der Homogenisierungstemepratur graphisch dargestellt Die übliche Homogenisierungstemperatur, bei welcher Aluminiumlegierungen für die Herstellung von Lötblechen behandelt werden, liegt etwa zwischen 590 bis 620° C.

Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung weist nur etwa '/s bis V25 der Durchhang-Auslenkung der Aluminiumlegierung 3003 auf, wenn die Legierungen einem simulierten Lötzyklus unterworfen werden. Dabei ist der Unterschied in der Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang von der vorgängigen Homogenisierungsbehandlung der Barren abhängig.

Aus der Figur geht klar hervor, daß die erfindur.gsgemäß zu verwendende Legierung im Vergleich zu den üblicherweise zur Herstellung gelöteter Bauteile verwendeten Legierungen eine wesentlich bessere Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

29

Patentanspmch:

Verwendung einer Aluminium-Mangan-Legierung aus 0,3 bis 0,6% Mangan, 0,15 bis 0,3% Chrom, 0,02 bis 0,08% Eisen, 0,02 bis 0.08% Silizium und Aluminium als Rest neben weiteren herstellungsbedingten Verunreinigungen für gelötete Bauteile mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen Durchhang.