DEM0023224MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 28. Mai 1954 Bekanntgemacht am 28. Juni 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
, Chromhaltige Legierungen bilden 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. 550 bis 850° 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 dasAneinanderlöten
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 hegen, daß sie im Betrieb nicht erweicht, und
der Liquiduspunkt so niedrig, daß sich der Lötvorgang
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M 23224 VI/49 h
ohne Schaden für die zu verbindenden Teile vollziehen kann.
Die besten bekannten Legierungen für diese Zwecke sind Silber-Palladium-Mangan-Legierungen mit 75%
Silber, 20% Palladium und 5% Mangan.
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
ίο besonders geeignet machen.
Diese neuen Lötlegierungen sind Nickel-Palladium-Mangan-Legierungen
mit 10 bis 56% Palladium, 16 bis 40 °/0 Mangan, Rest 28 bis 67 % 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.
Palladium-Nickel-Legierungen sind sehr fest und zäh. Das Mangan wird ihnen beigegeben, um die Löttemperatur
herabzusetzen, ohne die guten mechanischen 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.
Die Legierungen innerhalb der Fläche A-B-C-D-E-A
schmelzen zwischen 1225 und 10500 C. Der große Vorteil
ihrer Verwendung liegt in der sehr hohen Scherfestigkeit der damit gelöteten Verbindungsstellen.
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.
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.
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.
Wenn die Legierungen zu wenig Palladium enthalten, also unter der Linie C-D in der Zeichnung liegen, ist
ihre mechanische Festigkeit zu gering.
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.
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 11500 C erhitzt werden. Die Legierungen im
Bereich H-J-K-L-H können als Lot bei Temperaturen unter 11500 C verwendet werden und somit vorteilhaft
zur Verbindung von Teilen aus diesen Chrom-Nickel-Legierungen dienen.
Das Löten selbst wird unter Verwendung eines Boraxflußmittels in einer Wasserstoff atmosphäre durchgeführt.
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.
Ein Beispiel eines mit besonderem Vorteil zu verwendenden Lots gemäß der Erfindung ist eine Legierung
aus 48% Nickel, 31% Mangan und 21% Palladium. Diese Legierung kann bei einer Temperatur
von 1120 bis 11400 C für Verbindungen verwendet
werden, die sich als weit scherfester bei hoher Temperatur erweisen als Lötstellen, die mittels eines Lotes
aus 75 % Silber, 20 % Palladium und. 5 % Mangan
hergestellt werden, wie die folgende Tabelle zeigt:
| Temperatur | Scherfestigkeit kg/qmm | Nickel-Mangan- |
| 0C | Silber-Palladium- | Palladium-Legierung |
| Mangan-Legierung | 40,00 | |
| 600 | 6,45 | 30,00 |
| 700 | — | 23,50 |
| 750 | 6,30 | 17,60 |
| 800 | 4,75 | 13,00 |
| 850 | 2,65 |
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 5% 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-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.
Claims (6)
1. Lot, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Legierung mit 10 bis 56°/0 Palladium,
16 bis 40% Mangan, Rest 28 bis 67% Nickel besteht, mit der Maßgabe, daß diese Gehalte innerhalb
des Feldes A-B-C-D-E-A des in der Zeichnung dargestellten Dreistoffsystems Hegen.
2. Lot nach Anspruch 1, dadurchgekennzeich.net,
daß seine Legierungsgehalte in dem Felde H-J-K- L-H liegen.
3. Lot nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es neben Verunreinigungen
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M 23224 VI149h
aus 48 % Nickel, 31 °/0 Mangan und 21 % Palladium
besteht.
4. Die Verwendung der Legierungen nach den Ansprüchen 1 bis 3 zum Aneinanderlöten von
Teilen aus Nickel oder Nickel und Kobalt mit mindestens 5% Chrom, mit oder ohne andere
Elemente.
5. Die Verwendung der Legierungen nach den Ansprüchen 1 bis 3 zum Aneinanderlöten von
Teilen aus austenitischen Chromstählen.
6. Die Verwendung der Legierungen nach den Ansprüchen 1 bis 3 zum Löten eines Teils der
Zusammensetzung nach Anspruch 4· an einen Teil der Zusammensetzung nach Anspruch 5.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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