CH383733A - Verfahren zum Anlöten eines Diamanten an eine Metallfassung - Google Patents

Description

  Verfahren zum Anlöten eines Diamanten an     eine        Metallfassung       Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum  Anlöten eines Diamanten an eine Metallfassung. Mit  Metall gefasste     Diamanten    können zur Herstellung  von Werkzeugen, z. B. Bohrern und     Meisseln,    und  von Nadeln zur Abtastung von in einer Nut nieder  gelegten Aufzeichungen, insbesondere für Anwendung  bei     Plattenspielern,    verwendet werden.  



  Es kann an     Diamanten    nicht ohne weiteres     unter     Zuhilfenahme der üblichen Lötmetalle wie Kupfer,  Silber und Kupfer-Silberlegierungen gelötet werden,  da diese beim Löten den Diamanten nicht benetzen.  



  Titan und Zirkonium haben die Eigenschaft, den  Diamanten sehr gut zu benetzen. Daher wurde bereits  ein     Lötverfahren    vorgeschlagen, bei dem Titan- oder  Zirkoniumhydrid benutzt wird. Gemäss diesem be  kannten Verfahren wird eine Schicht des     Hydrids          mittels    einer     Suspension    desselben auf einem Diaman  ten angebracht, und in einer nicht oxydierenden At  mosphäre, insbesondere in reinem Wasserstoff oder  im Vakuum, wird oberhalb der Zersetzungstempera  tur des Hydrids unter Anwendung eines üblichen Lots  eine Verbindung hergestellt.  



  Bei einem anderen bekannten Verfahren wird  eine Verbindung an einem Diamanten mittels eines  Lötdrahts hergestellt, der aus einem üblichen Lot.,  z. B. einer Silber-Kupferlegierung, mit einem Kern  aus Titan oder Zirkonium besteht.  



  Bei     letzterem    Verfahren wird die Menge des Ti  tans oder Zirkoniums so gewählt, dass bezogen auf  das Lötmetall etwa 3 % vorhanden ist, damit die  gewünschte Benetzung des Diamanten erzielt werden       kann.    Grössere Mengen als etwa 15 % können den       Schmelzpunkt    des Lots in     nachteiligem    Masse erhö  hen und eine spröde Verbindung zur Folge haben.  



  Bei diesen     beiden        Verfahren        wird    die     direkte    An  wendung einer titanhaltigen Lötlegierung vermieden,    obgleich diese zur     einfachsten    Technik führt.     Ausser-          dem    wird bei Anwendung titanhaltiger Legierungen  eine homogene Verteilung des Titans in der     Lötver-          bindung        gesichert.    Dies ist besonders wichtig, da da  bei die Bildung spröder Stellen in der Verbindung  infolge hoher, örtlicher Titankonzentrationen vermie  den wird.

   Der Umstand, dass die meisten, als Tiegel  material zum Schmelzen der titanhaltigen Legierung  in Betracht     kommenden    Stoffe von einer solchen Le  gierung     stark        angegriffen    werden, scheint der An  wendung dieser Technik im Wege     gestanden    zu ha  ben. Tatsächlich können mit     verunreinigten    Legie  rungen, die z. B. in     Tiegeln    aus keramischem Mate  rial     geschmolzen    werden, keine gut     haftende        Lötver-          bindungen    an Diamanten erzielt werden.  



  Bei den zur Erfindung führenden Untersuchungen  hat es sich jedoch gezeigt, dass die Metalle     Molybdän     und     Wolfram    in hohem Masse     geschmolzenen,        titan-          haltigen    Legierungen     Widerstand    leisten     können    und  dass mit Legierungen, die in     Tiegeln    aus diesen Mate  rialien längere Zeit     geschmolzen    aufbewahrt werden,  obwohl diese Metalle sich zum Teil in der     Schmelze     lösen, trotzdem gut haftende Lötverbindungen an  Diamanten erzielt werden können.  



  Gemäss dem Verfahren der     Erfindung    ist das     An-          löten    eines Diamanten an eine metallische Fassung  dadurch gekennzeichnet, dass der Diamant, z. B.  durch Klemmen, mechanisch mit der Fassung ver  bunden wird, worauf das Ganze im Vakuum oder in  einer     inerten    Gasatmosphäre, z. B. Wasserstoff oder  Edelgas, in eine Legierung aus Kupfer und/oder Sil  ber mit höchstem 15 % Titan getaucht wird, die in  einem Gefäss aus     Molybdän    oder     Wolfram    geschmol  zen ist.  



  Die     Lötlegierung    kann durch Zusammenschmel  zen der Bestandteile im Vakuum oder in einem iner-      ten Gas, z. B. Wasserstoff oder einem Edelgas, her  gestellt werden. Es ist     vorteilhaft,    die Lötlegierung  durch Schmelzen in einem Tiegel aus Molybdän oder       Wolfram    herzustellen, da in diesem Falle keine schäd  lichen Verunreinigungen aufgenommen werden. Vor  zugsweise     wird    das Grundmetall der Legierung eine  gewisse Zeit lang in einer Wasserstoffatmosphäre  niedrigen Drucks, z. B. von einigen Zehntel mm Hg,       geschmolzen    gehalten, damit es weitgehend entgast  wird, worauf     eine    gewünschte Menge Titan, z.

   B. in  Form von Draht, Folie, der     Schmelze    zugesetzt wird.  Die Anwendung von Titan im pulverigen Zustand ist       weniger        gut,    da dieses häufig nicht frei von Oxyd ist.  



  Sehr gute Resultate können erhalten werden mit  Silber-Kupferlegierungen als Basismetall, insbeson  dere mit den eutektischen Legierungen, die 72 %  Silber und 28 % Kupfer enthalten und welchen Titan  zugesetzt wird.  



  Zum Erzielen einer ausreichenden Benetzung des  Diamanten beim Lötvorgang ist im allgemeinen ein  Titangehalt von mindestens 1 %, vorzugsweise etwa  4 %,     bezogen    auf das Basismetall, erforderlich. Ein  höherer Titangehalt als etwa 15 % ist nicht er  wünscht, da in diesem Falle der Schmelzpunkt der       Lötlegierung    zu hoch und die Lötverbindung spröde  wird.  



  Um eine     Verunreinigung    der     Lötlegierung,    wel  che die Haftung an Diamanten beeinträchtigen  könnte, möglichst     zu    vermeiden werden vorzugsweise  die Fassung, an welcher der Diamant befestigt wer  den     soll,    und etwaige weitere Teile, welche zur Her  stellung einer mechanischen Verbindung     zwischen    der  Fassung und dem Diamanten zeitweise erforderlich  sind, aus Molybdän oder Wolfram hergestellt.  



  Das Verfahren nach der     Erfindung        lässt    sich z. B.  wie folgt durchführen. Ein kleiner     Diamant    wird mit  Petroleumäther     entfettet    und darauf erforderlichen  falls durch kurzzeitige Erhitzung auf etwa     800     C in  einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oberflächlich  aufgerauht.

   Nach Einklemmen des Diamanten in das  Ende eines Molybdänrohrs wird er in einer Wasser  stoff-Atmosphäre von etwa 0,1 mm Hg Druck, in  eine     Legierung    aus 72 % Silber und 28 % Kupfer  mit einem Zusatz von 4 % Titan, auf Silber-Kupfer  bezogen, getaucht, welche     Legierung    in einem Tiegel  aus Molybdän oder Wolfram, auf die vorstehend ge-         schilderte.    Weise     geschmolzen    worden ist. Schliesslich  wird das überflüssige Lötmetall durch Schleifen ent  fernt und das frei werdende Ende des Diamanten  wird in die gewünschte Form geschliffen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Anlöten eines Diamanten an eine Metallfassung, dadurch gekennzeichnet, dass der Diamant mechanisch mit der Fassung verbunden wird, worauf das Ganze im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre in eine Legierung aus Kupfer und/ oder Silber mit höchstens 15 % Titan getaucht wird, die in einem Gefäss aus Molybdän oder Wolfram ge schmolzen wird. II. An eine Metallfassung angelöteter Diamant, erhalten nach dem Verfahren gemäss Patentan spruch I.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Legierung durch Zusammen schmelzung der Bestandteile im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre in einem Gefäss aus Molyb- dän oder Wolfram hergestellt wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Lötlegierung dadurch herge stellt wird, dass vorerst das Basismetall geschmolzen und ihm das Titan zugesetzt wird.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass vor dem Zusatz des Titans das Basismetall entgast wird, indem es in Wasserstoff unter einem Druck von einigen Zehntel mm Hg Druck geschmolzen wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass mit einer Legierung aus 72 % Sil ber und 28 % Kupfer, welcher Titan zugesetzt ist, gelötet wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass mit einer Legierung mit einem Ge halt von mindestens 1 % Titan gelötet wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Diamant an Molybdän oder Wolfram gelötet wird.