DE829539C

DE829539C - Lot

Info

Publication number: DE829539C
Application number: DEM5886A
Authority: DE
Inventors: Edwin Clements Rhodes; David Wade Rhys
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1949-09-09
Filing date: 1950-09-08
Publication date: 1952-01-28

Description

Zur Herstellung von Metallteilen, die hohen Hitzebeanspruchungen von etwa 55o bis 85o° C unterworfen werden, dienen gewöhnlich Legierungen von Chrom mit Nickel oder Kobalt oder beiden mit oder ohne wechselnde Zusätze anderer Elemente, insbesondere von Eisen. Auf der Oberfläche dieser Legierungen bildet sich ein festhaftender Oxydüberzug, der das Löten der Teile erschwert, selbst wenn dazu eine Atmosphäre aus Wasserstoff oder sonstigem reduzierenden Gas unter Zuhilfenahme eines aktiven Flußmittels verwendet wird. Dementsprechend muß ein für diesen Zweck verwendbares Lot besonders gute Benetz- und Fließfähigkeit aufweisen. Außerdem muß es die erforderliche Zug- und Kriechfestigkeit und Oberflächenunempfindlichkeit bei der Betriebstemperatur besitzen. Ferner muß der Soliduspunkt des Lotes so hoch liegen, daß während des Betriebes kein Fließen auftritt, während der Liquiduspunkt so tief liegen muß, daß das Löten ohne schädliche Einwirkung auf den Werkstoff der zu lötenden Teile vor sich gehen kann. Für die gegenwärtig üblichen Legierungen darf der Schmelzpunkt des Lotes nicht unter goo° C und nicht über 125o° C liegen.For the production of metal parts that are exposed to high heat from about 55o to 85o ° C are usually used, alloys of chromium with nickel or cobalt or both with or without alternating additions of other elements, especially of iron. A firmly adhering one forms on the surface of these alloys Oxide coating that makes it difficult to solder the parts, even if there is an atmosphere from hydrogen or other reducing gas with the help of an active Flux is used. Accordingly, one must be usable for this purpose Solder have particularly good wettability and flow properties. In addition, it must be the required Tensile and creep strength and surface insensitivity at the operating temperature own. Furthermore, the solidus point of the perpendicular must be so high that during the No flow occurs during operation, while the liquidus point must be so low that soldering without damaging the material of the parts to be soldered can go. For the alloys currently in use, the melting point of the solder are not below goo ° C and not above 125o ° C.

Es ist bekannt, daß Silber-Mangan-Legierungen einige der notwendigen Eigenschaften zum Löten hochhitzebeständiger Legierungen aufweisen. Insbesondere ist für diesen Zweck die binäre Legierung aus 85% Silber und 15% Mangan im Gebrauch. Diese Legierungen haben jedoch im Temperaturbereich von 55o bis 850'C schlechte mechanische Eigenschaften und eignen sich daher nicht zum Löten von Teilen, die bei so hohen Temperaturen einer starken mechanischen Beanspruchung ausgesetzt werden.It is known that silver-manganese alloys have some of the properties necessary for brazing high temperature alloys. In particular, the binary alloy of 85% silver and 15% manganese is used for this purpose. However, these alloys have poor mechanical properties in the temperature range from 55o to 850'C and are therefore not suitable for soldering parts that are exposed to high mechanical stress at such high temperatures.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Beigabe von Palladium zu Silber-Mangan-Legierungen nicht nur ihre Benetz- und Fließfähigkeit, sondern auch ihre mechanischen Eigenschaften bei höheren Temperaturen verbessert. Dabei kann das Palladium unter entsprechender Verminderung des Silberanteils oder des Mangananteils oder beider zugesetzt werden.The present invention is based on the finding that the addition from palladium to silver-manganese alloys not only their wettability and flowability, but also their mechanical properties improved at higher temperatures. The palladium can be used with a corresponding reduction in the silver content or the manganese content or both can be added.

Gemäß der Erfindung werden Legierungen aus Chrom oder Chrom und Eisen mit Nickel oder Kobalt oder beiden mittels eines Silber-Mangan-Palladium-Lotes gelötet, das in dem durch die Linien A-B-C-D-E begrenzten Bereich des beigegebenen Dreistoffdiagramms fällt. Alle derartigen Legierungen liegen innerhalb der folgenden Analysengrenzen: Silber 36 bis 98%, Mangan i bis 20%, Palladium i bis 500/0. Verunreinigungen durch andere Elemente stören nicht.According to the invention, alloys are made of chromium or chromium and iron soldered with nickel or cobalt or both using a silver-manganese-palladium solder, that in the area of the enclosed three-component diagram bounded by the lines A-B-C-D-E falls. All such alloys are within the following analytical limits: Silver 36 to 98%, manganese i to 20%, palladium i to 500/0. Contamination by other elements do not interfere.

Bei diesen Legierungen gibt das Palladium in Verbindung mit dem Silber gute Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, in Verbindung mit dem Mangan 'hohe mechanische Festigkeit. Insbesondere verbessern sich die mechanischen Eigenschaften und steigt der Schmelzpunkt bei hohen Temperaturen mit steigendem Palladiumgehalt. Andererseits ist das Palladium teurer als die anderen beiden Elemente, so daß Legierungen mit geringem Palladiumgehalt vorzuziehen sind, wenn die Kosten eine Rolle spielen und es nicht auf höchste mechanische Festigkeit ankommt.In these alloys, the palladium is in connection with the silver good corrosion resistance at high temperatures, in connection with the manganese '' high mechanical strength. In particular, the mechanical properties improve and the melting point rises at high temperatures with increasing palladium content. On the other hand, the palladium is more expensive than the other two elements, so that alloys low palladium are preferable when cost is a concern and it does not depend on the highest mechanical strength.

Die Legierungen lassen sich ohne große Schwierigkeit bearbeiten. Das ist deshalb vorteilhaft, weil das Lot üblicherweise zti Bändern o. dgl. verformt wird, die zwischen die zu lötenden Teile eingelegt werden.The alloys can be machined without great difficulty. That is advantageous because the solder usually deforms zti tapes or the like that are inserted between the parts to be soldered.

Bei der Ausführung der Erfindung, die neben dem Lötverfahren auch das Lot selbst umfaßt, geht der Lötvorgang vorzugsweise in redirziei-eilder Atmosphäre vor sich. Der Abstand zwischen den zu vereinigenden Teilen kann o,o-i bis o,oi irm oder mehr betragen, ohne die Festigkeit der Lötverbindung zii beeinträchtigen.When carrying out the invention, in addition to the soldering process, too If the solder itself includes, the soldering process is preferably carried out in a reduced atmosphere in front of you. The distance between the parts to be united can be o, o-i to o, oi irm or more without affecting the strength of the solder joint zii.

Als Beispiel eines mit Vorteil zu verwendenden Lotes für Legierungen der Gattung 8o% Nickel -20% Chrom oder für austenitische Stähle mit 18% Chrom - 8% Nickel sei eine Legierung aus 750/0 Silber, 20% Palladium und 5% -Mangan erwähnt. Diese Legierung läßt sich mit Erfolg für Lötarbeiten bei iioo° C zur Herstellung von Lötstellen verwenden, deren mechanische Festigkeit bei einer Temperatur von 6oo° C doppelt so groß ist wie die aus einem Lot mit 85% Silber und i 5 % Mangan.As an example of a solder that can be used with advantage for alloys of the type 8o% nickel -20% chromium or for austenitic steels with 18% chromium - 8% nickel is an alloy of 750/0 silver, 20% palladium and 5% manganese. This alloy can be used successfully for soldering work at 100 ° C for manufacture of solder joints, whose mechanical strength at a temperature of 600 ° C is twice as large as that from a solder with 85% silver and i 5% manganese.

Die gemäß der Erfindung erhältliche mechanische Festigkeit zeigte sich bei Hochtemperaturscherversuchen von Lötstellen aus einem Lot mit 75010 Silber, 20% Palladium und 5% :Mangan wie folgt: Zylindrische, sich überlappende Lötverbindungen wiesen eine Lebensdauer von 5oo Stunden unter einer Last von 1,5 kg/mm2 bei einer Temperatur von 6oo° C auf.The mechanical strength obtainable according to the invention was shown in high-temperature shear tests on soldered joints made from a solder with 75010 silver, 20% palladium and 5%: manganese as follows: Cylindrical, overlapping soldered connections had a service life of 500 hours under a load of 1.5 kg / mm2 at a temperature of 600 ° C.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Solder for joining metal parts that are tall Are subjected to heat stresses, characterized in that it is in addition to impurities consists of 1 to 20% manganese, 1 to 50% palladium, the remainder 36 to 98% silver.

2. Use of a solder according to claim i for soldering alloys consisting essentially of chromium or chromium and iron in combination with nickel or cobalt or both.

3. Using a solder made of about 75% silver, 20% palladium, 5% manganese for the purpose mentioned in claim i.