DD155808A2 - Verfahren zum hochtemperaturloeten von eisen-kohlenstofflegierungen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hochtemperaturloeten von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen unter Verwendung von kupferhaltigen Loten oder reiner Kupferlote, vorzugsweise mittels Schutzgasofenloeten im Durchlaufverfahren. Ziel der Erfindung ist es, die Festigkeit von hochtemperaturgeloeteten Eisen-Kohlenstoff-Legierungen wesentlich zu erhoehen. Bei Verwendung kupferhaltiger oder reiner Kupferlote, eines bekannten Hochtemperaturloetverfahrens und unter Anwendung des Verfahrens nach Patent 140849 weisen die Loetteile neben oder anstelle eines Kohlenstoffgehaltsunterschiedes von 0,15 % zumindest an ihren zu loetenden Oberflaechen einen Unterschied an in Eisen-Kohlenstoff-Legierungen vorkommenden Legierungselementen, vorzugsweise der 6. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, z. B. Cr, Mo, S, auf, der zur Ausbildung eines Verbundgefueges nach Patent 140849 benoetigt wird. Die unterschiedlichen Gehalte an Legierungselementen koennen auch bei gleichen Grundwerkstoffen durch Auflegieren wenigstens eines Loetteiles durch z. B. Nitrieren oder durch Entfernen von Legierungselementen durch beispielsweise Gluehen in reduzierender Atmosphaere erzielt werden. Der elektrische Kontakt der Loetteile ausser in den Loetoberflaechen ist zu verhindern.
Description
Verfahren zum Hochtemperaturlöten von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen
Zusatzpatent zu Patent 140 849
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hochtemperaturlöten von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, insbesondere von Stählen, unter Verwendung von kupferhaltigen Loten oder reinen Kupfer loten, vorzugsweise mittels Schutzgasofenlöten im Durchlauf-
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß Metallegierungen mittels kupferhaltigen oder reinen Kupferloten unter Verwendung bekannter Verfahren zum Hochtemperaturlöten (Flammlöten, Ofenlöten, Induktionslöten) gelötet werden können (Neumann, Α·, Richter, E.:
"Tabellenbuch Schweiß- und Löttechnik11, VEB Verlag Technik Berlin 1976, Seite 348-357).
Gemäß DDWP 99115 ist bekannt, daß Metallegierungen unter Verwendung von kupferhaltigen oder reinen Kupferloten und unter Wirkung von reduzierenden Schutzgasen gelötet werden können.
Die Festigkeit, die bei den genannten Verfahren erreicht werden kann, ist vor allem von der Festigkeit des verwendeten Lotes abhängig. Die erreichbaren Festigkeiten der Lötverbindung von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen liegen in der Regel weit unter der Festigkeit des Grundwerkstoffes und höchstens nur geringfügig Über der Festigkeit des verwendeten Lotes.
Es ist in neuerer Zeit ein Verfahren zum Hochtemperaturlöten von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen nach Райе/г£"| 40 849 bekannt geworden, bei dem unter Verwendung kupferhaltiger oder reiner Kupferlote und eines bekannten Hochtemperaturlötverfahrens, vorzugsweise des Schutzgasofenlötens im Durchlaufverfahren, kleiner bötspalte und eines Kohlenstoffgehaltsunterschiedes der Lötteile von mindestens 0,15 %, sowie einer Lötspaltbreite unter 0,01 mm die Festigkeit von hochtemperaturgelöteten Eisen-Kohlenstoff-Metallteilen wesentlich erhöht wird.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die Festigkeit von hochtemperaturgelöteten Eisen-Kohlenstoff-Metallteilen wesentlich zu erhöhen, das heißt mindestens 90 % der Festigkeit des Grundwerkstoffes in der Lötverbindung zu erreichen, wodurch sich sowohl der Gebrauchswert der Lötteile erhöht, als auch der spezifische Materialverbrauch erniedrigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Hochtemperaturlöten von aus mindestens zwei Teilen bestehenden Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, insbesondere Stählen zu entwickeln, in welchen zwecks Erreichung einer Festigkeit, die annähernd die des Grundwerkstoffes erreicht, durch Paarung von Lötteilen mit definitiv unterschiedlichen Gehalten an metallischen und nichtmetallischen Legierungselementen unter Verwendung bekannter Lötverfahren und kupferhaltiger oder reiner Kupferlote ein Vorbundgefüge zwischen den beiden Lötteilen erzielt wird.
Die Aufgabe wird gemäß Erfindung unter Verwendung kupferhaltiger oder reiner Kupferlote und eines bekannten Hochtemperaturlötverfahrens, vorzugsweise des Schutzgasofenlötens im Durchlaufverfahren, und kleiner Lötspalte sowie unter Anwendung des Verfahrens паспР<а>^М40 849 zum Hochtemperaturlöten von Teilen aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, wobei die Teile einen Kohlenstoffgehaltsunterschied von mindestens 0,15 % aufweisen müssen und die LÖtspialtbreite unter 0,01 mm
liegt, dadurch gelöst, daß die Lötteile zumindest an ihren zu lötenden Oberflächen einen Unterschied an in Eisen-Kohlenstoff-Legierungen vorkommenden Legierungseleraenten, vorzugsweise der 6. Nebengruppe des Periodensystems der EIemente (z. B. Or, Mo) aufweisen, der zur Ausbildung eines Verbundgefüges benötigt wird, wobei die Lötteile aber keinen Gehaltsunterschied an Kohlenstoff aufzuweisen brauchen. Die unterschiedlichen Gehalte an Legierungselementen bewirken in den Lötteilen ein verstärktes Anlösen der Grundwerk-Stückoberflächen, wodurch bei der Erstarrung des Lötgutes die gelösten Grundwerkstoffteile Über die gesamte Lötnahtbreite in dem Lötspalt verteilt sind und dadurch der Lötverbindung die hohe Festigkeit geben. Die unterschiedlichen Gehalte an Legierungselementen (z. B. Cr, Mo, S) können zumindest in den Oberflächen der Lötteile durch Verwendung unterschiedlicher Grundwerkstoffmaterialien, sowie bei gleichen Grundwerkstoffen durch Auflegieren der Lötoberfläche wenigstens eines Lötteiles durch bekannte Verfahren (z. B. Nitrieren), oder durch Entfernung von Legierungselementen durch bekannte Verfahren (z. B. Glühen in reduzierender Atmosphäre) erzielt werden.
Die elektrische Isolierung der Lötteile gegeneinander, ausgenommen der direkte Kontakt in den zu lötenden Flächen ist zu gewährleisten.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden:
Bs ist die Aufgabe gegeben, einen Bolzen in der Bohrung einer Platte einzulöten. Der Werkstoff des Bolzens ist ein Chromstahl mit 0,1 % Kohlenstoff und 1,2 % Chrom und der Plattenwerkstoff ein unlegierter Baustahl mit 0,1 % Kohlenstoff und ohne Gehalt an Chrom. Der unterschiedliche Gehalt an Legierungselementen (Chrom) gewährleistet die Ausbildung eines Verbundfügegutes. Die Bauteile werden vormontiert, wobei die verbleibende Lötspaltbreite unter 0,01 mm liegen muß. Auf die Platte wird konzentrisch zur Bohrung ein Lot-
ring aus Elektrolytkupfer mit 99»99 Masseprozent Kupfer gelegt. Anschließend werden die Bauteile auf dem Förderband eines Schutzgaslötofens mit Durchlaufverfahren so positioniert, daß der Bolzen während des Lötvorganges keinen elektrischen Kontakt mit dem Förderband oder anderen Teilen hat und werden bei einer Löttemperatur von 1423 K gelötet. Die Durchlaufzeit beträgt cirka 20 Minuten. Das gelötete Bauteil wird nach vollzogener Lötung am Ende der Abkühlstrecke des Schutzgasofens dem Förderband entnommen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Hochtemperaturlöten von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, inabesondere von Stählen, unter Verwendung von kupferhaltigen oder reinen Kupferloten und bekannter Hochtemporaturlötverfabren, vorzugsweise des Schutzgasofenlötens im Durchlaufverfahren, und unter Anwendung des Hochtemperaturlötverfahrens nachP&teit 140 849» indem die Lötteile einen Kohlenstoffgehaltsunterschied von mindestens 0,15 % zumindestens an ihren zu lötenden Oberflächen auf-Vfeisen müssen und der Lötspalt unter 0,01 mm liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötteile zumindest an ihren zu lötenden Oberflächen einen Unterschied an bekannten, in Sisen-Kohletistofflegierungen vorkommenden Legierungselementen (z. B. Cr, Ко, S), aufweisen, der zur Ausbildung eines Verbundgefüges benötigt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotoberfläche eines Teiles durch bekannte Verfahren (я. 3. Nitrieren) auflegiert vsird.
3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, da3 bestimmte Legierungselemente zumindest aus der Lötoberfläche eines Lötstückes teilweise oder ganz, z. B. mittels Glühen, in reduzierender Atmosphäre entfernt werden.
4· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer in den su lötenden Oberflächen ein elektrischer Kontakt zwisehen den einzelnen Lötstücken verhindert wird»
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