DE898536C

DE898536C - Zinc-containing solder

Info

Publication number: DE898536C
Application number: DEL10746D
Authority: DE
Inventors: Robert Von Dipl-Ing Linde
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-02-06
Filing date: 1943-02-06
Publication date: 1953-11-30

Description

Zinkhaltiges Lot Beim Löten von Schwermetallen mit Zink oder ziinl-,halbigen Legierungen, wib beispielsweise Messing, reagieren Kohlensäure und Wasserdampf, die in den der Wärmezufuhr dienenden Verbrennungsgasen oder in dem zur Reduktion der Metialloxyde verwendeten Schutzgas entstehen bzw. mitgeführt werden, mit. dem Lötmetall und beeinträchtigen die Güte der Lötiverbinldungen. Dieser Mangel tritt insibesondere bei! Ofenlötungen auf, bei denen. eine längere Zeitspanne biss zum Erreichen des Lotschmelzpunktes vergeht. Bei, Schutzgasöfen könnte dieser Mißstand zwar durch eine weit über das derzeitige wirtschaftliche Maß hinausgehende Trocknung bzw. Kohlensäureaus@waschung behoben werden, jedoch sind hierzu sehr Heure und umfangreiche Anlagen notwendig. Rin weiterer, den genannten Loten anhaftender schwerwiegender Nachteil besteht darin, daß das Zink verhältnismäßig niedrige Verdampfungs- und Sublimationstemperaturen aufwehst und insbesondere bei längerem Aufenthalt im Lötöfen sogar nicht einmal durch Legierungsbestandteile am Entweichen gehindert werden; kann.. Selbst die mit Zink legierten Lote verlieren also im Verlaufe des Lötvorganges allmählich einen Teil ihres Zinkgehaltes,; infolge der hierdurch bewirkten Steigerung der Schmelztemperatur kommt weiteres Zink zur Verdampfung, so daß der den Zinklegierungen theo,rebilsch anhaftende Vorteil, nämlich die verhältnismäßig niedere Löttemperatur, nicht oder wenigstens nicht in vollem Umfang ausgenutzt werden kann. Der entstehende Zinkdampf ist überdiles sehr unerwünscht, weil er die metallischen Bauteile des Ofens, insbesondere die Hei'zleiiter, angreift.Zinc-containing solder When soldering heavy metals with zinc or ziinl-, half-alloys Alloys, such as brass, react with carbonic acid and water vapor, those in the combustion gases used to supply heat or in the one used for reduction of the metal oxides used are created or carried along with. to the Solder and affect the quality of the solder connections. This deficiency occurs especially with! Oven soldering where. for a longer period of time Reaching the solder melting point passes. In the case of protective gas furnaces, this could be a problem through drying that goes far beyond the current economic level or carbonic acid @ washing are eliminated, but this is very difficult and extensive Plants necessary. Other more serious ones, adhering to the solders mentioned above The disadvantage is that the zinc has relatively low evaporation and Sublimation temperatures and especially if you stay in the soldering furnace for a long time are not even prevented from escaping by alloy components; can .. Even the solders alloyed with zinc lose in the course of the soldering process gradually part of their zinc content; as a result of the increase brought about by this At the melting point, more zinc evaporates, so that the zinc alloys theo, rebilsch inherent advantage, namely the relatively low soldering temperature, cannot be used or at least cannot be used to the full extent. The emerging Zinc vapor is also very much undesirable because he's metallic Attacks components of the furnace, in particular the heat conductors.

Reines Zinklot ist überdies für die Anwendung der wasserstoffhaltigen Schutzgase ungeeiignet, da dieses Gas innerhalb, der für die Lätung dünnwandiger Teile zur Verfügung stehenden kurzen Erwärmungsdauer noch keime aus,reichend-e Reduktion der Metalloberflächen herbeiführen kann. Bisher bestanden aus diesen Gründen, gegen, die Verwendung von zinkhaltigen Loten schwerwiegende Bedenken.Pure zinc solder is also suitable for the application of the hydrogen-containing Protective gases are unsuitable because this gas is thinner-walled inside, which is used for lathing Parts of the short heating time available are still germs sufficient, sufficient reduction that can cause metal surfaces. So far, for these reasons, against, the use of zinc-containing solders raises serious concerns.

Durch die Erfindung werden die Ursachen, dieser Bedenken beseitigt, u. a. wilrd auch der Löttechnik die bei. der derzeitigen Rohstofflage besonders, wertvolle Möglichkeit erschlossen, vollständig knappstofffreie oder wesentlich knappstoffärmere Lote zu verwenden, die wegen ihrer vearhältnismäßig niedragen Schmelztemperaturen, überdies. noch beträchtliche löttechnische Vorteile bringen. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß ein im wesentlichen aus Zink bestehender b@zw. einen. hohen Zinkgehalt aufweisender Kern mit einer erst bei höheren Temperaturen schmelzenden, Ummantelung versehen ist. Diese Ummantelung schützt dass Kernmetallwährend des Schmelzvorganges so lange vor der Einwirkung der Kohlensäure und des Wasserdampfes, bis das Lot eine genügende Leichtflüssigkeit erreicht hat, um plötzlich in die Lötfugen einzudringen. Das Zink des, Kernes kommt während der Erwärmung bis zum Schmelzpunkt überhaupt nicht und später kaum miit den schädigenden Gasen in Berührung, denn das. in die Fugen eingedrungeneLot wird bis auf einen unbedeutenden Randteil, dessen Breite etwa derWei.te derLöitfugen entspricht, vollständig durch die Sch.wermetalloberflächen des Werkstrickes abgedeckt. Gerade die tragenden Teile der Lötverbindungen sind also gegen jeden Angriff geschützt.The invention eliminates the causes of these concerns, i.a. also contributes to soldering technology. the current raw material situation in particular, valuable opportunity opened up, completely scarce-free or significantly less scarce To use solders which, because of their relatively low melting temperatures, moreover. still bring considerable soldering advantages. This is achieved by that according to the invention a substantially consisting of zinc b @ zw. a. high Zinc-containing core with a core that only melts at higher temperatures, Sheath is provided. This coating protects the core metal during the melting process so long before the effect of the carbon dioxide and the water vapor, until the solder a has reached sufficient light liquid to suddenly penetrate the solder joints. The zinc in the core reaches its melting point during the heating process not and later hardly in contact with the harmful gases, because that. in the Solder that has penetrated the joints is down to an insignificant part of the edge, the width of which corresponds approximately to the width of the soldering joints, completely through the heavy metal surfaces of the factory knit covered. Just the load-bearing parts of the soldered connections are so protected against any attack.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in Form eines. Zweimetalldrahtes Lote verwendet werden können, die alsi fertige Legierung nicht duktiil genug sind, um als Bleche oder gar in Drahtform herstellber zu seih. Der Erfindungsgegenstand bietet somit die Möglichkeit, die für die Lötarbeiten besonders günstige Form von Drähten auch solchen Loten zu geben, die bisher in dieser Form nicht herstellbar waren.Another advantage of the invention is that in the form of a. Two-metal wire solder can be used, which is not the finished alloy are ductile enough to be manufactured as sheet metal or even in wire form. Of the The subject matter of the invention thus offers the possibility for the soldering work in particular Favorable form of wires to be given to those solders that were previously in this form could not be produced.

Die Ummantelung kann, von einer emailleartigen Glasur gebildet werden, die gleichzeitig als Flußmibtel wirkt, die Schwermetalloiberfläche- von Oxyden. befreit und dadurch die Anwendung der Schutzgase entbehrlich. machen kann. Mit besonderem Vorteil kann die Ummantelung aufs eiinem als Legierungsbestandteil ziinkhaltiger Lote geeigneten Metall, beispielsweise ausi Kupfer, Silber oder einer vorwiegend mindestens eines, dieser Metalle enthaltenden Legierung bestehen, die beim Lötvorgang von dem flüssigen Kernmetall aufgelöst wird und mit diesem eine Lotlegierung bildet.The coating can be made of an enamel-like glaze, which at the same time acts as a flow agent, the heavy metal surface of oxides. freed and thus the use of protective gases is unnecessary. can make. With special The coating can be advantageous as an alloy component containing zinc Solder suitable metal, for example made of copper, silver or a predominantly one at least one alloy containing these metals exist during the soldering process is dissolved by the liquid core metal and forms a solder alloy with it.

Wenn beispi'elswei,sae ein als Lot zu verwendender Zinkdraht mit einem Kupfermantel versehen wird, ergeben sich folgende Verhältnisase: Das bei 42o° C innerhalb des Kupfermantels sü,ch verflüssigende Zink hat bei steigender Temperatur in zunehmendem Maße das Bestreben, das umgebende, Kupfer aufzulösen.. Die Kupferaufnahme beträgt bei 5oo° C nur 5%, bei 6oo° C ra%, bei 70a° C 2o%, bei 8oo° C bereits 30°/o und bei 875° C sogar 540/0. Bei der Erwärmung im Lötofen, od. dgl. wird also-, ausrechend lange Einwirkungszeiten vorausgesetzt, der Zinkkern ständig kupferreicher, während der Mantel immer dünner wird, bis schließlich der flüssige Kern den Mantel entweder durchbricht oder vollständig aufgelöst hat.If, for example, a zinc wire to be used as a solder is used with a Copper cladding results in the following ratios: That at 42o ° C inside the copper jacket, there is also zinc which liquefies when the temperature rises increasingly the endeavor to dissolve the surrounding copper .. The copper uptake is only 5% at 5oo ° C, ra% at 6oo ° C, 20% at 70 ° C, and already 30% at 8oo ° C and at 875 ° C even 540/0. When heating in the soldering furnace or the like, it is therefore sufficient Assuming long exposure times, the zinc core is constantly richer in copper, while the sheath becomes thinner and thinner, until finally the liquid core either forms the sheath breaks through or has completely dissolved.

Zweckmäßigerweiise werden nun die Gewichte des aus Zink bestehenden oder zinkhaltigen Kernes und der Metallhülle !so gegeneinander abgestimmt, daß sich unter Hinterlassung ungelöster Metallrückstände durch die im Verlauf des Lötvorganges, auftretende Lebierungsbildung ein Hartlot an sich bekannter Zusammensetzung mit den dem jeaweiiligen Verwendungszweck angepaßten Sondereigenschaften ergibt. Beispielsweise hat sich für Hartlötung von Stahlteilen ein Lot bewährt, das aus 54% Kupfer, Rest Zink besteht. Gemäß der Erfindung kann dieses. Lot durch einen Zweimetalldraht ersetzt werden, dessen Kupfermantel beii@spie!lsweiise einen Außendurchmesser von i,4 mm besiitzt; die auf den Zinkkern aufzubringende Kupferschicht beträgt aliso o,2 mm. Dieser Draht liefert ein Lot, das gegenüber einem (solchen aus Messing, bei dem die gleichen Metallanteile bereites legiert sind, den Vorteil besitzt, daß es durch Kohlensäure und Wasiserdampf nicht angegriffen wird und keinen Zinkdampf entwickeln kann:, denn die sehr kurze, nach dem vollständigen Aufläsen der Metallhülle für das Eindringenin die Lötfuge benötigte Zeitspanne reicht für das Auftreten der genannten Nachteile nicht aus. Selbstverständlich kann der Gewichtsanteil des umgebenden Metallmantels bei Loten dieser Gattung schwanken, z. B. zwischen 5o und 6o %a, ohne daß sich die Eigenschaften dieses Lotes wesentlich ändern. Gegenüber einem aus legiertem Messung hergestellten Lot hat der erfindungsgemäß als Schichtkörper aufgebaute: Werkstoff dein Vorzug, in Drahtform hersitellbar zu sein. Lötmessing aus 54% Kupfer, Rest Zink ist nur als Blechsitreifen oder irr Spänen herstellbar, demgegenüber kann; auf dem vorgeschlagenen Wege die gleiche Endlegierung Me L 54 in Drahtiform, also in der für de Zumessung und Verwendung bestgeeigneten Form, verwendet werden.Appropriately, the weights of the zinc or zinc-containing core and the metal shell! so matched to each other that leaving undissolved metal residues as a result of the soldering process, Occurring liver formation with a hard solder with a known composition results in the special properties adapted to the respective purpose. For example For brazing steel parts, a solder made of 54% copper, the remainder Zinc is made. According to the invention this can. Solder replaced with a two-metal wire the copper jacket of which has an outside diameter of 1.4 mm owned; the copper layer to be applied to the zinc core is 0.2 mm. This wire supplies a solder which is similar to a (brass, in which the same metal components are already alloyed, has the advantage that it is through Carbon dioxide and water vapor are not attacked and do not develop zinc vapor can: because the very short one for the time required to penetrate the solder joint is sufficient for the aforementioned to occur Cons not out. Of course, the weight percentage of the surrounding metal jacket fluctuate with plumb bobs of this type, e.g. B. between 5o and 6o% a, without the Significantly change the properties of this solder. Opposite one made of alloy measurement The solder produced according to the invention, constructed as a layered body, has: material your privilege to be available in wire form. Soldering brass made of 54% copper, the rest Zinc can only be produced in the form of sheet metal tires or irr chips, on the other hand it can; on the proposed route the same final alloy Me L 54 in wire form, so in the form best suited for the metering and use.

In sinngemäß entsprechender Weise kann eine Grundlegierung von dem ungefähren Gehalt 81 0/0 Zink und r90/0 Silber mit einem Kupfermantel, dessen; Gewicht 360/0 des. Gesamtgewichtes. beträgt, versehen werden. Die Verwendung dieses Verbundmetallwerkstoffes als Lot ergibt beiim Lötvorgang das bekannte Silberlot von 520/0 Zink, 12% Silber, Rest Kupfer. Selbstverständlich kann auch das Silber oder ein Teil dieses Metalls in. der Ummantelung enthalten sein. Außer den. vorstehend angegebenen Hauptbestandteilen können noch die bei zinkhatüigen Loten, an silch üblichen Zusätze, wie beispielsweise Phosphor, Zinn, An:tiimon, im Kernmetall undloder in der Hülle enthalten sein. Das Lot kann nach der Art der leonischen Drähte, aber auch durch galvanisches Auftragen oder durch Aufsieden hergestellt werden. Neben Lot in Drahtform können auch Bleche und Folien geeignet sein, deren Schnittkantein meist verna,chlässdgt werden können. Auch gekörntes Lot kann gemäß der Erfindung mit einer Hülle aus höher schmelzendem Metall versehen werden.In a correspondingly corresponding manner, a base alloy of the approximate content 81 0/0 zinc and 90/0 silver with a copper jacket, whose; weight 360/0 of the total weight. is to be provided. The use of this composite metal material as solder results in the well-known silver solder of 520/0 zinc, 12% silver, Remainder copper. Of course, the silver or part of this metal can also be used be contained in. the sheath. Except the. main ingredients specified above can still use the usual additives for zinc-coated solders, such as Phosphorus, tin, antimony, be contained in the core metal and / or in the shell. That Solder can be made in the manner of the Leonean wires, but also by electroplating or by boiling. In addition to solder in wire form, sheet metal can also be used and foils are suitable, the cut edges of which can usually be neglected. Granulated solder can according to the invention with a shell made of a higher melting point Metal.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Zinc-containing or essentially consisting of zinc Solder, especially for soldering in a protective gas atmosphere, with a jacket, which has a: higher: melting point than the one with a high zinc content or a core consisting essentially of zinc.

2. Lot according to claim i with one preferably made of copper, silver or predominantly at least one of these metals containing alloy existing sheathing, which during the soldering process in the liquid Core metal goes into solution.

3. Lot according to claim 2, characterized in that the soaked the loading of zinc or zinc-containing stationary core and the metal shell so on. are matched to one another so that a suitable hard solder is formed through the formation of an alloy without leaving undissolved metal residues from the casing in the course of the soldering process.

4. Lot according to claim 3, characterized in that that the metal shell 5o to 6o "/ o, preferably white 54" / a copper, based on the total weight, contains, so that a normal brass solder is created in the course of the soldering process, the melting temperature of which is 8 o to goo ° C.

5. Lot according to claim 3, thereby characterized that the core is made from an alloy of 81 "/ a zinc and i9" / oa'Svlb> er and that the metal shell contains 36 "/ o of the total weight of copper, so because during the soldering process a normal silver solder of 52 "/ o, zinc, i2" / o silver, remainder Copper is created.

6. Lot according to claim i, characterized in that the sheathing the end. an enamel-like, preferably white, at the same time serving as a flux Glaze.

7. Lot according to one of claims i to 6, be, - @ standing from one Two-metal wire with a core, made of zinc or an alloy with a high zinc content and a shell made of at least predominantly copper, silver, or at least one this alloy containing metals.