DE3244634A1 - Loetlegierung auf aluminiumbasis - Google Patents

Description

32U634

CEGEDUR SOCIETE DE TRANSFORMATION DE L'ALUMINIUM PECHINEY

75oo8 Paris, Frankreich

Lötlegierung auf Aluminiumbasis

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lötaluminiumlegierung, die verbesserte Eigenschaften aufweist, insbesondere zum Löten ohne Flußmittel.

Die Aluminiumlegierungen zum Löten ohne Flußmittel sind seit langem bekannt und weisen eine große Auswahl chemischer Zusammensetzungen auf. Die am häufigsten verwendeten Legierungen enthalten im wesentlichen Si, Mg und/oder Bi; obwohl sich diese Legierungen für die Löttechn.ik unter Vakuum
zur Bildung korrekter gelöteter Verbindungen eignen, sind
in zwei Bereichen noch Verbesserungen erwünscht:

a) Eignung zum Löten: gute Benetzbarkeit in einem wenig weit getriebenen Vakuum,

b) dichte gelötete Verbindungen (Abwesenheit von Luftblasen, Rissen usw...)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lötlegierung

32A 463A

zu finden, deren Einsatz in einem Vakuum der Größenordnung von 13,33 mPa leichter ist und bei der die Verläßlichkeit von Verbindungen, was ihre Dichtheit betrifft, erhöht ist.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist die im Patentanspruch angegebene Legierung.

Das genannte Problem wird also durch Zusatz einer V-Menge

Ggw *

im Bereich von O,O5 bis 0,25 %* zu einer Lötlegierung gelöst, die (in Gew. %) folgende Bestandteile enthält;

6 bis 12 Si
bis zu 0,7 Fe
0,5 bis 1,5 Mg
0,2 bis 0,35 Bi.

Unterhalb von 0,05 % ist der Effekt von V vernachlässigbar, und über 0,25 % wird der Preis der Legierung zu hoch, μηά es besteht die Gefahr, daß Herstellungsschwierigkeiten auftreten.

Die Legierung kann natürlich andere Elemente als Verunreinigungen enthalten, wobei jedes unter 0,05 % vorliegt und die Gesamtheit der Verunreinigungen ;~_0,15 % ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Wirkung von V in der betrachteten Lötung, wobei die Figur einen Versuchsaufbau zeigt.

Beispiel 1

Lötversuche wurden mit Hilfe eines in der Figur gezeigten Aufbaus durchgeführt, der aus einem Rohr 1 aus der Legierung

"3003" (0,05 % Cu, 1,0Vfon, Rest Al und Verunreinigungen) von 14,5 mm Außendurchmesser besteht, das in einen U-förmigen Halter 2 eingeführt ist, der aus einem Blech aus der Legierung "3003" mit 2 mm Dicke im geglühten Zustand stammt, das auf jeder seiner beiden Oberflächen in einer Dicke von 10 % der Gesamtdicke mit der zu lötenden Legierung plattiert und von einem Loch 3 von 15,5 mm Durchmesser durchbohrt ist. Man unterwirft diese auf ihre horizontale Fußplatte 4 gesetzte Einheit einem Lötzyklus unter Vakuum, wonach man die angegebenen Parameter mißt:

L = Länge der Lötung zwischen Rohr 1 und Loch 3 R = Radius des Anschlusses zwischen dem Rohr 1 und der

Fußplatte 4 des U-Halters 2
r und r¹: Radien des Anschlusses der im Raum zwischen Rohr 1 und Loch 3 liegenden Lötung am Rohr 1.

Die Qualität der Lötung ist umso besser, je höher diese Werte sind- Außerdem trägt das Erhalten großer Krümmungsradien zu einer besseren mechanischen Festigkeit der Einheit bei. Der angewandte Lötzyklus war der folgende, wobei die Bauteile vorab mit Trichloräthylen in Dampfphase entfettet wurden:

- zu Beginn warmer Ofen, Vakuum von 13,33 mPa

- Ofen auf 245 ⁰C

- Einführen der Einheit

- 5 min Pumpen bei 1,33 Pa

- doppelte Spülung von 20 l/min Argon

- 10 min erstes Pumpen bei 1,33 Pa

-. 25 min zweites Pumpen bei 13,33 mPa

Anstieg auf 600 C in 10 min bei 13,33 mPa
5 min Halten bei 595 ⁰C
Abkühlen auf 500 ⁰C in 15 s
Einführen von Argon
■öffnen des Ofens.

Die mit den zwei Lötlegierungen, deren Zusammensetzungen die folgenden (Gew. %) sind:

Legierung	Fe	Si	Mg	Bi	V
.. A	0,43	9,3	1,5	0,21	-
B	0,40	10	1,2	0,21	0,12

erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

Legierung	L	8	R	8	r	r1
	mm	9	mm	1	mm	mm
A	30,	2,1	0,94	1,15
B	34,	2,6	1,30	1,32

Beispiel 2

Industrielle Kühlkörper (Klimageräte von Chrysler 100) wurden hergestellt, die zwei Sammelplatten aus Blechen von 2 mm im geglühten Zustand, die in einer Dicke von 10 % auf

BAD ORIGINAL

jeder ihrer beiden Oberflächen mit der zu untersuchenden Legierung (d. h. 0,2 mm Dicke je Oberfläche) plattiert waren, ein Bündel von abgeflachten Rohren aus der Legierung "3003", eine mit einer Legierung "4104" (in Gew. % 9,0 - 10,5 Si, max. 0,8 Fe, max. 0,25 Cu, max. 0,10 Mn, 1,0 - 2,0 Mg, max. 0,2 Zn, 0,02 - 0,20 Bi, andere Elemente einzeln max. 0,05 und insgesamt max. 0,15, Rest Al) beschichtete Beschaufelung aus einer Legierung "6063" (in Gew. % 0,2 - 0,6 Si, 0,35 Fe, 0,1 Cu, 0,1 Mn, 0,45 - 0,9 Mg, 0,1 Cr, 0,1 Zn, 0,1 Ti, sonstige Elemente einzeln 0,05, insgesamt 0,15, Rest Al) und nichtplattierte Seitenwände aufwiesen.

Die plattierten Sammelplatten waren:

1) Entweder aus der Legierung "6063" mit Plattierung aus der Legierung "4104" (Normalfabrikation)

2) oder aus der mit der Legierung B plattierten Legierung "3003".

Nach dem industriellen Lötzyklus wurden die Kühlkörper überprüft, und man maß die Leckrate (d. h. die Zahl von nicht dichten Verbindungen im Verhältnis zur Zahl der hergestellten Verbindungen).

Die Ergebnisse waren die folgenden: 1) 5,1 %. 2) 2,14 %

Diese Ergebnisse waren deutlich verschieden und zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Lötlegierung.

Claims (2)

1. . BEETZ & PARTNER Steinsdorfstr. 10 · D-8000 München 22 Telefon (0 89) 22 72 01 - 22 72 44 - 29 5910 Telex 5 22 048 - Telegramm Allpat Munchon

   5o3-34.435P

   "PatentänWSfte European P'atent Attorneys

   Dipl. Ing. R. BEETZ sen.

   Dr.-Ing. R. BEETZ jun.

   Dr.-Ing. W. TIMPE Dipl.-lng. J. SIEGFRIED Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. SCHMITT-FUMIAN

   Dipl.-lng. K. LAMPRECHT 11981
2. 2. Dez. 1982

   Patentanspruch

   Legierung auf Aluminiumbasis zum Löten ohne Flußmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie (in Gew. %):

   6 bis 12 Si έ 0,7 Fe

   0,5 - 1 ,5 Mg 0,20 - 0,35 Bi 0,05 - 0,25 V

   Rest Al und übliche Verunreinigungen einzeln fr. 0,05 sowie insgesamt ^=. 0,15

   enthält.

   503-(BR 2295)-TF

   BAD ORIGINAL