Verfahren zum Auflöten von Formkörpern aus Hartmetallegierungen auf
eine metallische Unterlage Das Auflöten von Formkörpern aus Hartmetalllegierungen
auf eine metallische Unterlage, z. B. solchen aus Stahl oder gewöhnlichem Eisen,
bereitet wegen nicht genügender Benetzung der Formkörperoberflächen durch das meist
aus Kupfer bestehende Lot oft erhebliche Schwierigkeiten, und zwar insbesondere
dann, wenn die verwendeten Hartmetalllegierungen einen hohen Titangehalt aufweisen.
Die Ursache dieser Schwierigkeiten dürfte in oberflächlichen Verunreinigungen des
Formkörpers liegen, denn, wie festgestellt wurde, lassen sich Hartmetalllegierungen
mit Titankarbidgehalt im Hochvakuum und bei Hochfrequenzerhitzung nach Abdampfen
der Oberflächenverunreinigungen gut verkupfern, während sich andererseits auf titankarbidhaltige
Hartmetallformkörper aufgebrachtes und unter normalen Lötbedingungen bis über den
Schmelzpunkt erhitztes Kupfer unvermeidbar zu einer Kugel oder mehreren Kugeln zusammenzieht.Method for soldering molded bodies made of hard metal alloys
a metallic base Soldering moldings made of hard metal alloys
on a metallic base, e.g. B. those made of steel or ordinary iron,
prepared because of insufficient wetting of the molded body surfaces by the mostly
solder made of copper often presents considerable difficulties, in particular
when the hard metal alloys used have a high titanium content.
The cause of these difficulties is believed to be superficial contamination of the
Shaped body, because, as has been found, can be hard metal alloys
with titanium carbide content in a high vacuum and with high frequency heating after evaporation
copper well on surface contaminants, while on the other hand, on titanium carbide-containing
Tungsten carbide molded body applied and under normal soldering conditions to over the
Melting point heated copper inevitably contracts into a ball or several balls.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß Formkörper aus Hartmetallegierungen,
die' Eisen, Nickel oder Kobalt als Hilfsmetall enthalten, sich auch unter normalen
Lötbedingungen mit metallischen Unterlagen, wie insbesondere Werkzeughaltern, Schäften
und
Scheiben, fest und rissefrei verlöten lassen; wenn die Formkörper durch Eintauchen
in eine Kupfersalzlösung, insbesondere Kupfersulfatlösung, mit einer Kupferschicht
versehen und dann erst in üblicher Weise mittels eines Lotes' mit der metallischen
Unterlage verlötet werden. Wird die durch Niederschlagen aus der Kupfersulfatlösung
entstandene Kupferschicht abgeschliffen und diese Art von Verkupferung mehrfach
wiederholt, so hört die Verkupferungsmöglichkeit allmählich auf. Dies dürfte zu
der Annahme berechtigen, daß sich das Kupfer durch lonenaustausch mit dem Eisen,
dem Nickel oder dem Kobalt auf diesen Hilfsmetallanteilen der Hartmetallegierung
niederschlägt.According to the invention it was found that molded bodies made of hard metal alloys,
which contain iron, nickel or cobalt as an auxiliary metal, are also found under normal
Soldering conditions with metallic substrates, such as in particular tool holders, shafts
and
Allow panes to be soldered firmly and free of cracks; when the molded body by immersion
in a copper salt solution, in particular copper sulfate solution, with a copper layer
provided and only then in the usual way by means of a solder with the metallic
Pad to be soldered. Is made by precipitating from the copper sulfate solution
The resulting copper layer abraded and this type of copper plating several times
repeatedly, the possibility of copper plating gradually ceases. This is likely to
justify the assumption that the copper by ion exchange with the iron,
the nickel or the cobalt on these auxiliary metal components of the hard metal alloy
precipitates.
Die Zeitdauer für das Niederschlagen der Kupferschicht richtet sich
im allgemeinen nach dem Konzentrationsgrad der Kupfersulfatlösung. Als zweckmäßig
für die Ausbildung einer gleichmäßigen Kupferschicht hat sich dabei eine längere
Behandlungszeit mit verhältnismäßig schwacher Lösung erwiesen, z. B. ein mehrstündiges
Eintauchen des Formkörpers in eine etwa io °/@ge Kupfersulfatlösung. Zur Erzielung
der Kupferschicht wird vorzugsweise nur der die Lötfläche aufweisende Teil des Formkörpers
in die Kupfersulfatlösung eingetaucht; man kann aber auch den Formkörper vollständig
in die Kupfersulfatlösung eintauchen, in welchem Falle dann an den nicht für die
Lötung benutzten Flächen des Formkörpers die überflüssig entstandene Kupferschicht
nachträglich abzuschleifen ist. An Stelle der Kupfersulfatlösung können auch andere,
Kupferionen enthaltende Lösungen, wie z. B. komplexe Kupfersalze, verwendet werden.The length of time for the deposition of the copper layer depends
generally according to the degree of concentration of the copper sulfate solution. As functional
a longer one has to be used for the formation of a uniform copper layer
Proven treatment time with relatively weak solution, e.g. B. a several hour
Immerse the shaped body in an approximately 10% copper sulfate solution. To achieve
of the copper layer is preferably only that part of the molded body that has the soldering surface
immersed in the copper sulfate solution; but you can also use the molding completely
immerse in the copper sulfate solution, in which case then to the not for the
Soldering surfaces of the molded body used the superfluous copper layer
must be sanded off afterwards. Instead of the copper sulphate solution, other
Solutions containing copper ions, such as. B. complex copper salts can be used.
Ein besonders festes Verankern der Kupferschicht mit den Hilfsmetallanteilen
der Formkörperlegierung wird, wahrscheinlich infolge von Diffusionserscheinungen,
erzielt, wenn der Formkörper anschließend an das Niederschlagen der Kupferschicht
noch bei etwa i ooo° C geglüht wird. Unbedingt notwendig ist dieses Verankern der
Kupferschicht durch Glühen des Formköfpers aber nicht, jedenfalls in allen den Fällen
nicht, wo bei der späteren Benutzung des Formkörpers keine besonders hohen Temperatur-
und Schlagbeanspruchungen, wie z. B. bei in Gestalt von Düsen, Laufrollen oder Führungsleisten
gebrachten Formkörpern, stattfinden.A particularly firm anchoring of the copper layer with the auxiliary metal components
the molding alloy is, probably as a result of diffusion phenomena,
achieved when the shaped body subsequently to the deposition of the copper layer
is still annealed at about 10,000 ° C. This anchoring of the is absolutely necessary
But not copper layer by annealing the molded body, at least in all cases
not, where in the later use of the molded body no particularly high temperature
and impact loads, such as B. in the form of nozzles, rollers or guide rails
brought molded bodies, take place.
Versucht man einen erfindungsgemäß verkupferten Formkörper, etwa ein
Schneidplättchen, statt mit einem üblichen Weichlot mit einem höher schmelzenden
Lot, z. B. einem Messing- oder Silberlot, zu verlöten, so bildet sich auf dem Plättchen
eine Schmelzkugel, die dadurch entsteht, daß die viel höher schmelzenden Lötmetalle
die dünne Kupferschicht auflösen, wodurch dann die Benetzungsmöglichkeit durch das
Lötmetall wieder aufgehoben wird. Höher beanspruchbare Lötungen lassen sich aber
trotzdem, wie festgestellt wurde, erzielen, wenn die durch lonenaustausch abgeschiedene
Kupferschicht durch elektrolytische Auftragung von Kupfer oder Nickel ausreichend
verstärkt wird. Die Lötzeit muß hierbei selbstverständlich so abgepaßt werden, daß
das schmelzende Lötmetall, z. B. Messing- oder Silberlot, die elektrolytisch aufgetragene
Kupfer- oder Kupfer-Nickel-Schicht nicht völlig auflöst.If you try a copper-plated molded body according to the invention, for example a
Cutting tips, instead of the usual soft solder with a higher melting point
Lot, e.g. B. a brass or silver solder to solder, so forms on the plate
a melting ball, which is created by the fact that the much higher melting solder metals
dissolve the thin copper layer, which then increases the possibility of wetting through the
Solder is canceled again. However, solderings that are subject to higher stresses can be
nevertheless, as has been found, achieve when the deposited by ion exchange
Copper layer sufficient by electrolytic application of copper or nickel
is reinforced. The soldering time must of course be adjusted so that
the melting solder, e.g. B. brass or silver solder, the electrolytically applied
Copper or copper-nickel layer does not completely dissolve.
Um schädliche Spannungen in der Lötfuge zu vermeiden, wie sie durch
die verschiedenen Ausdehnungszahlen der Hartmetallegierung einerseits und der metallischen
Unterlage andererseits auftreten können, kann in an sich bekannter Weise in die
Lötfuge ein dünnes Metallblatt oder ein engmaschiges Drahtgewebe aus Eisen, Stahl
oder Nickel eingelegt werden.To avoid damaging tension in the solder joint as caused by
the different expansion coefficients of the hard metal alloy on the one hand and the metallic one
Document can occur on the other hand, can in a known manner in the
Solder joint a thin sheet of metal or a close-knit wire mesh made of iron, steel
or nickel can be inserted.
Grundsätzlich lassen sich gemäß der Erfindung Formkörper von allen
Hartmetallegierungen, die Eisen, Nickel oder Kobalt als Hilfsmetall enthalten, auch
für höhere Beanspruchungen sicher löten. Dies gilt insbesondere auch für Formkörper
aus wolframfreien Hartmetallegierungen auf Titankarbid- oder Titanvanadinkarbidbasis.In principle, shaped bodies can be used by all according to the invention
Hard metal alloys that contain iron, nickel or cobalt as an auxiliary metal, too
solder safely for higher loads. This also applies in particular to moldings
Made of tungsten-free hard metal alloys based on titanium carbide or titanium vanadium carbide.