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Lot Chromhaltige Legierungen L Iden leicht einen zähen Oxydfilm und
lassen sich deshalb schwer löten. Enthalten die Legierungen außerdem Aluminium und
Titan, so sind die Oxydhäute sehr beständig und feuerfest. Nun bestehen Metallteile,
die im Betrieb hohen Temperaturen von z. B. 55o bis 85o° C unterworfen werden, meist
aus Legierungen von Chrom mit Nickel oder Kobalt oder beiden und außerdem in der
Regel mit Titan und Aluminium. Deshalb stößt das Aneinanderlöten solcher Teile auf
große Schwierigkeiten, selbst wenn es unter Zuhilfenahme wirksamer Flußmittel in
einer Atmosphäre aus Wasserstoff oder anderem reduzierendem Gas vorgenommen wird.
Das dazu verwendete Lot muß hervorragende Benetz-und Fließfähigkeit haben. Außerdem
muß es bei der Betriebstemperatur die erforderliche mechanische Festigkeit, Kriechfestigkeit
und Zunderfestigkeit aufweisen. Der Soliduspunkt der Lötlegierung muß so hoch liegen,
daß sie im Betrieb nicht erweicht, und der Liquiduspunkt so niedrig, daß sich der
Lötvorgang
ohne Schaden für die zu verbindenden Teile vollziehen
kann.
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Die besten bekannten Legierungen für diese Zwecke sind Silber-Palladium-Mangan-Legierungen
mit 75 % Silber, 2o °/o Palladium und 5 °/o Mangan.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß einige neuere Legierungen
Eigenschaften aufweisen, die sie zum Löten sowohl der obenerwähnten Chromlegierungen
als auch von austenitischen Stählen besonders geeignet machen.
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Diese neuen Lötlegierungen sind Nickel-Palladium-Mangan-Legierungen
mit io bis 560/0 Palladium, 16 bis 400/, Mangan, Rest 28 bis 670/,
Nickel, die jedoch innerhalb der Fläche A-B-C-D-E-A der Zeichnung liegen. Die besten
Eigenschaften für den Zweck gemäß der Erfindung weisen Legierungen innerhalb der
kleineren Fläche H-J-K-L-H auf. Außerdem können Verunreinigungen vorhanden sein.
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Palladium-Nickel-Legierungen sind sehr fest und zäh. Das Mangan wird
ihnen beigegeben, um die Löttemperaturherabzusetzen, ohnediegutenmechanischen Eigenschaften
der binären Legierungen zu beeinträchtigen. Dabei sind Palladium und Mangan in diesen
Legierungen keineswegs äquivalent, sondern sie ergänzen einander für die Durchdringung
der Oberflächenhäute auf den zu verbindenden Teilen. Wahrscheinlich absorbiert Palladium
den Kationenteil dieser Häute, während Mangan den Anionenteil absorbiert.
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Die Legierungen innerhalb der Fläche A-B-C-D-E-A schmelzen zwischen
1225 und 105o° C. Der große Vorteil ihrer Verwendung liegt in der sehr hohen Scherfestigkeit
der damit gelöteten Verbindungsstellen.
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Die Legierungen lassen sich ohne große Schwierigkeit verarbeiten.
Das ist deshalb vorteilhaft, weil man meist die Lötlegierungen zu Streifen od. dgl.
formt, die man als Füllstücke zwischen die zu verlötenden Teile legt.
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Wenn die Legierungen zu wenig Nickel enthalten, also rechts der Linien
A -B und B-C in der Zeichnung liegen, so lassen sie sich nur mit größter
Schwierigkeit oder gar nicht zu solchen Füllstreifen verarbeiten; die damit hergestellten
Lötverbindungen, bei denen die Legierung z. B. in Pulverform eingesetzt wird, sind
spröde.
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Wenn die Legierungen zu wenig Palladium enthalten, also unter der
Linie C-D in der Zeichnung liegen, ist ihre mechanische Festigkeit zu gering.
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Enthalten die Legierungen zu wenig Mangan, liegen sie also links der
Linie D-E-A, so ist die Festigkeit der damit hergestellten Lötstelle bei hohen Temperaturen
zu gering. Außerdem haben die Legierungen links der Linie D-E einen so hohen Schmelzpunkt,
daß ihre Verwendung als Lot die zu verbindenden Teile schädigt.
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Der besondere Vorteil von Legierungen mit Zusammensetzungen innerhalb
des Bereichs H-J-K-L-H liegt in ihren niedrigen Schmelzpunkten. Teile aus Chrom-Nickel-Legierungen
mit Aluminium und Titan werden wärmebehandelt, um ihren physikalischen Zustand zu
verändern, bevor sie zur Verwendung kommen, und der Vorteil der Wärmebehandlung
geht verloren, wenn die Teile erneut auf Temperaturen über 115o° C erhitzt werden.
Die Legierungen im Bereich H-J-K-L-H können als Lot bei Temperaturen unter ii5o°
C verwendet werden und somit vorteilhaft zur Verbindung von Teilen aus diesen Chrom-Nickel-Legierungen
dienen.
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Das Löten selbst wird unter Verwendung eines Boraxflußmittels ineiner
Wasserstoffatmosphäredurchgeführt. Ein Vorteil der neuen Legierungen liegt darin,
daß es auf einen besonders engen Spalt zwischen den zu verbindenden Teilen nicht
ankommt; die Legierungen fließen nicht nur leicht durch kapillare Öffnungen, sondern
füllen auch große Öffnungen, so daß die aneinanderzulötenden Flächen nicht auf genaue
Übereinstimmung vorbearbeitet zu werden brauchen.
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Ein Beispiel eines mit besonderem Vorteil zu verwendenden Lots gemäß
der Erfindung ist eine Legierung aus 48 °/o Nickel, 31: % Mangan und 21 °/o Palladium.
Diese Legierung kann bei einer Temperatur von ii2o bis ii4o° C für Verbindungen
verwendet werden, die sich als weit scherfester bei hoher Teriiperatur erweisen
als Lötstellen, die mittels eines Lotes aus 75 % Silber, 2o °/o Palladium und 5
% Mangan hergestellt werden, wie die folgende Tabelle zeigt:
| Temperatur Scherfestigkeit kgiqmm |
| 0C Silber-Palladium- I Nickel-Mangan- |
| Mangan-Legierung I Palladium-Legierung |
| 60o 6,45 40,00 |
| 700 - i 30,00 |
| 23,50 |
| 750 6,30 |
| 800 4,75 i 17,6o |
| 85o " 2,65 i 13,00 |
Die Legierungen gemäß der Erfindung lassen sich insbesondere zum Löten von - oben
an Beispielen erläuterten - Legierungen verwenden, die hohe Hitze-und Kriechfestigkeit
aufweisen und vorwiegend aus Nickel oder Nickel und Kobalt mit mindestens Chrom,
mit oder ohne sonstige Elemente, wie Eisen, Titan, Aluminium und Molybdän, bestehen.
Die Legierungen lassen sich auch vorteilhaft zum Löten von austenitischen, chromhaltigen
Stählen verwenden, z. B. solchen des i8-0/0-Chrom-8-0/,-Nickel-Typs. Die zu verbindenden
Teile können aus gleichen oder auch aus verschiedenen Legierungen oder Stählen der
erwähnten Arten bestehen. So kann ein Teil aus einer der beschriebenen Nichteisenlegierungen
und der andere aus einem austenitischen Chromstahl bestehen.