DE1508349A1 - Hartloetfolie und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

DR.-INQ. DIPL.-ΙΝΘ. M.SC. DIPL.-PHYS. DR. DIPL-PHYS. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

20.9.1966
TS.S.üacUo. 493,505

Texas Instruments Incorporated» Dallas, Texas_s U.S.A.

Hartlötfolie und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf Hartlötfolien und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei diese für Hartlöten bei hoher Temperatur und ähnlichen Operationen sum Verbinden, sum Überziehen, Um- oder dergleichen von Seilen brauchbar sind.

.!Je*·;!abrangen zum Hartlöten bei hohen Temperaturen waren bisher lediglich als gxobe Pulver und ferner als plastische Streifen erhältlisiij die mit solchen Partikeln imprägniert waren. Die Legierungen wurden in diesen JTormea vorgesehen» um die Schwierigkeiten der Ri5b.lli.img zu veiäieidezi. Die Terweadung von trockenen Pulvern i-;:?,eb-^:: die f.teuexung ds3 Übei^siehena und von Hartlötvorgängen sehr uöhv-:.iäj:X-T,, Bassälbe trifft auch auf die mit Kunststoff imprägnierii;^ Bfc:i^:oij:üi infolge cut Anwen^nlifiit d??a Kunatatoffee während des

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Hartlötens oder Überziehens zu. Typisch für die "bei hoher peratur verwendeten Hartlötlegierungen, die in Pulverform oder in Form von imprägnierten Kunststoffstreifen verfügbar sind, ist eine !legierung, die als Aeronautical Materials Specification (AMS) 4778 verfügbar ist und die 91,54 Gewichts-^ Nickel, 1 Gewicfcts-^ Stahl, 0,06 Gewichts-^ Kohlenstoff, 2,90 Gewichts-^ Bor und 4,50 Gewiehts-7& Silizium enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von dünnen Tafeln oder Streifen in Folienform zum Hartlöten oder dergleichen zu schaffen, bei dem während der Herstellung die Sehmiedbarkeit erhalten bleibt, um so die Gefahr der Rißbildung auf ein Minimum herabzusetzen, und bei dem das hierdurch gebildete Material eine genauere Steuerung der Hartlötoperation gestattet. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf einer reinen Metallträgerschicht eine im wesentlichen homogene Aufschlämmung aufgebracht wird, die ein Bindemittel und Teilchen mindestens eines Metalles in einem der späteren Legierung entsprechenden Verhältnis der elementaren Metalle enthält, daß zur Trocknung der Aufschlämmung die beschichtete Metallträgerschicht unter Bildung eines Streifens erwärmt wird, daß der getrocknete Streifen unter erheblicher Reduktion seiner Stärke unter Bildung eines vorläufigen Verbundes der Teilchen der Aufschlämmung untereinander und teil\tfeise mit der Metall trägerschicht gepreßt wird und daß der Streifen zur Verbesserung des Verbundes wärmebehandelt wird. Hartlb'tvorgänge, bei denen das Erzeugnis gemäß der Erfindung mit Vorteil verwendet werden kann, werden beispielsweise in einem Bereich von 982 - 1204° C durchgeführt.

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen:

und 2 achematische Ansichten zur Erläuterung der Herstellung

eines Streifens oder einer Folie gemäss der Erfindung, Pig.3 eine schematische Darstellung der Bildung und formung des erfindungenemässen Materials, wobei die L.ingen im Vorlauf gekürzt sind_r

In der folgenden Boschreibung bezieht sich der Ausdruck "Folie" aufdlinnee Blechraaterial von der Stärke von einigen

(tausendstel Zoll) wenigen vJerzigstel Millimeter^" Der Ausdruck "Pulver" bedeutet ein fein verteiltes Material. Der Ausdruck "Brei" bzw· "Aufschlämmung" bedeutet ein flüssiges Medium von erheblicher Viskosität, das Metallpartikel in einem Bindemittel suspendiert enthüll. Der Ausdruck "Bindemittel" bedeutet Verbindungen , die durch ihre Bestandteile bei idiochung mit einer Flüssigkeit, v-ie beispielsweise Wasser, gemäsa der Erfindung so charakterisiert sind, dass sie die lietallpartikel in Si-epe-rrinn hellen und binder uno in dem Brei die für das Anhilui-ei: an '?ins fl?-"^:-te Oberflache erforderliche

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Viskosität erzeugen. Damit hän^t sich der Brei gl«ichmässig an Metalloberflächen an, mit denen er in Berührung kommt. Diese Verbindungen können la-ngketti'ge, hochmolekulare organische Verbindungen sein, die als zäh charakterisiert werden und in Gegenwart einer Flüssigkeit aufquellen. Als Beispiele ohne Begrenzung darauf seien als geeignete Bindemittel die Materialien Methylzellulose, nichtionischer Zelluloseäther, Polyäthylenoxyd, Polyvinylpyrrolidon usw «erwähnt*,

Die beabsichtigte Verwendung der Folie bestimmt die betreffende Stärke, in der sie hergestellt werden soll» Die Zeichnungen sind nur zur Illustration und nicht masstäblich, da die tatsächlichen Abmessungen ausserordentlich klein sind_e Kurz zusammengefasst wird gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren eine dünne Bautafel oder ein Streifen aus reinem Metall-, beispielsweise aus Nickel, mit einem im wesentlichen homogenen Brei bzw. einer Aufschlämmung beschichtet, der ein Bindemittel und Teilchen von mehreren, unterschiedlichen Materia lien enthält, ctie die anderen elementaren Metalle zuführen, wie sie zur Bildung der gewünschten Legierung erforderlich sind, beispieleweise Silizium, Bor, Kohlenstoff, Eisen, Eisenoxyd; Ferner -wird dann der aufgeschichtete Brei durch Erwärmen getrocknet, dann die trockene Beschichtung auf dem Trägerstrsifen unter einer solchen Reduktion gewalzt, dass ein ¹ ... 5 —

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in fester Phase entstehender grüner oder vorläufiger Verbund eintritt, worauf dann die einen vorläufigen Verbund aufweisende Schicht und der Streifen gegebenenfalls leicht durch Walzen geglättet und dann anschliessend bei einer Temperatur so lange einer Wärmebehandlung unterworfen werden, dass das Bindemittel ausgetrieben wird und der grüne oder vorläufige Verbund durch eine gewisse Diffusion in fester Phase, jedoch ohne eine vollständige Legierung verbessert wird. Anschliessend kann gegebenenfalls der sich so ergebende Streifen auf die gewünschte fertige Stärke ausgewalzt werden. Der so gebildete zusammengesetzte Streifen ist im wesentlichen nicht legiert und schmiedbar und für Hartlöten brauchbar. Der Iiegiervorgang tritt dann während des Hartlötens ein. Gegebenenfalls kann der Streifen auch bsi einer solch hohen Temperatur einer Wärmebehandlung unterworfen werden, und zviav während einer solchen Zeit, dass nun der Trägeratreifen legiert wird und die darauf beschichteten Metalle durch Diffusion in festem Zustand eine homogene Legierung- !composition von brüchiger Form bilden. In beiden Fällen geht das kräftige Walzen mit Giner beträchtlichen Reduktion zur Erreichung eines vorläufigen Verbundes in fester Phase der vollständigen Legierung voraus, wodurch dann die durch Rissbildung auftretenden Schwierigkeiten vemieuen werden,

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die dann vorkommen würden, .wenn dieses Walzen und die entsprechende Reduktion nach der Legierung durchgeführt würde.

Der verwendete Brei kann eine Mischung einer langkettigen, hochmolekularen, organischen Verbindung oder Masse sein, die als Bindemittel dient.und ferner einen Träger oder ein Lösemittel, wie beispielsweise Wasser, und Pulver der Metallbestandteile enthalten. Die Metalle des Breies befinden sich dort in einer homogenen Dispersion in solchem Verhältnis, wie dies fur die Kombination mit dem Trägerstreifen erforderlich ist, um so die gewünschte endgültige Legierung herzustellen. Die Menge des zur Herstellung des Breies verwendeten Pulvers muss teilweise durch die geisamte Pulvermenge in Bezug auf die Menge des elementaren Nickels im Trägerstreifen bestimmt werden, der mit dem Brei beschichtet werden soll, weil sämtliche dieser Teile letztlich Bestandteile der gewünschten Legierung werden. Dabei sollte auch die Sisenmenge mit in Betracht gezogen werden, die

durch die Reduktion von Eisenoxyd (ffe^O,) erhalten wird, wenn das Oxyd in dem Brei verwendet wird, um so durch Oxydreduktion die in der endgültigen Legierung erforderliche Eisenmenge zu erzielen* Dasselbe trifft auch auf andere Fälle zu, in denen ein Oxyd dea gewünschten oder erwünschten metallischen Bestandteile zur Zuführung desselben verwandet wird.

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Die Bestandteile des Breies werden"gründlich so gemischt, dass die Bestandteilspartikel gleichmässig in dem Bindemittel suspendiert sind. Die Höhe des in Bezug auf das Lösemittel verwendeten Bindemittels beeinflusst die endgültige Viskosität des Breies, und diese wird vorteilhaft so ausgewählt, dass bei Aufbringen des Bales durch Bürsten, Aufspritzen, Eintauchen oder durch Walzen (um einige Beispiele zu geben) auf dem Trägerstreifen dieser Brei so lange dort anhängt, bis dann ein gewisser metallischer Verbund zwischen den Teilchen des Breies und dem Trägerstreifen eintritt, um so diese Teile zusammenzuhalten. Der Anteil der Featbestandteile in dem Brei kann sich in weiten Grenzen ändern, und zwar 3e nach der zu bildenden Legierung, der Stärke der aufzutragenden Breibeschichtung, der in den Trägeretreifen vorhandenen Metallmenge, dem gewünschten Verhältnis des Metalles dea Trägerstreifens zu dem in dem Brei suspendierten Metall usw. Die Breiviskosität ist vorteilhaft derart, dass bei gleichmitssigem Aufbringen auf dem Trägerstreifen der Brei im wesentlichen gleichmässig in irgendeiner Lage der Metalloberfläche bleibt und entweder an der oberen oder unteren Fläche anhaftet. In einigen, jedoch nicht in allen Fällen kann ein übliches Benetzungsmittel, beispielsweise ein Aerosol, mit Vorteil in dem Brei verwendet werden.

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Ein Brei zum Beschichten einer 0,381 inm/Starken Niokeltafel

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von 5.08 χ 10.16 cm Grosse/"kann 37· Gramm eines 150-Maschen-Bor>T55 Gramm eines Siliziumpulvers und 15 Gramm eines eisenhaltigen Oxydpulvers in Dispersion* in einem Bindemittel enthalten, das aus 250 om^ einer 2^-igen Methylzellulose in Wasser besteht. In diösem Fall wirkt die Metehylzellulose sowohl als Benetzungsmittel für die Pulver als auoh als Bindemittel für die notwendige Adhäsion des Breis an dem Streifen. Eisenhaltiges Oxyd wird in diesem Beispiel bevorzugt verwendet anstatt eines elementaren Eisenpulver?, und zwar wegen der kleinen Grosse und der Ausdehnungsfähigkeit im Brei. DdS Bor* Silisiuin und Eisen (das als ^isenoxyd vorgesehen ist) in dem Brei bilden ungefähr 8,46 Gewichts-^ der endgültigen Legierung, und das Nickel stellt ungefähr 91»54 Gewichtsdar. Dies entspricht in: wesentlichen, dem bekannten Legierung AMS 4778, Der Wickelstreifen wird gründlich gereinigt und entfettet, so dass seine Oberfläche im wesentlichen frei von .Fremdmaterial ist, das das Anhängen des Breies an den Nickelflächen ungünstig beeinflussen konnte, zu Verunreinigungen in der endgültigen Legierung führen würde oder auch den Verbund des Metallpulvcrs im Brei mit dem Nickelstreifen verhindern könnte. Dieses Reinigen und Entfetten kann in üblicher ^Art durch. Drahtbürsten, chemisches Atzen, Walzen oder dergl. erfolgen*

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In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.l - 3 iat ein gereinigter Nickelstreifen mit 1 bezeichnet. Er wird von oiner Rolle 3 abgewickelt und einer Beschichtungseinrichtung, wie beispielsweise einem üblichen, umgekehrte Walzen benutzenden Walzenbeschichter zugeführt, der in Fig.l als Ganzes mit 5 bezeichnet ist. Der Walzenbeschichter 5 weist ein Vorratsgefäss 7 auf, das den Brei bzw. die Aufschlämmung 9 enthalt, die wie oben erwähnt, hergestellt wurde. Der Brei wird durch die Kanäle 11 und 13 einem oberen Trog 15 und einem unteren Trog 17 zugeführt. Eine obere -Beschichtungswalze 19 nimmt den Brei aus dem Trog 15 und beschichtet damit die obere Fläche des Streifens 1 gleichmässig, wenn dieser unterhalb der Walze 19 vorbeigeht. Die Menge des auf dem Oberteil des Streifens abgesetzten Breies wird durch den Abstand einer Dosierwalze 21 von der Walze 19 bestimmt. In ähnlicher Weise wird die untere Fläche des Streifens 1 gleichmässig durch den Brei beschichtet, wenn der Streifen zwischen einer Beschichtungswalze 23 und einer Dosierwalze 25 hindurchgeht. Die oberen und unteren beschichteten Lagen sind mit 27 und 29 in Fig.3 bezeichnet. Der Brei kann eine Gesamtstärke von ungefähr 20$ in Bezug auf die Dicke oder Stärke des Streifens 1 haben und kann gpgebenenfalls auch nur auf eine Oberfläche des Streifens aufgebracht oder zwischen

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den oberen und unteren Flächen aufgeteilt -sein. Die Beschichtungen 27 und 29 können gegebenenfalls verschieden stark sein.

Der Trägerstreifen 1, auf dem sich die Breibeschichtung befindet, wird nun einem Erwärmungsschritt zum Trocknen der Beahichtungen unterworfen. Die Beschichtungen können in üblicher Weise durch einen bekannten elektrischen Heizer oder einen Ofen getrocknet werden, wie er in Fig.l beispielsweise mit 31 gekennzeichnet ist, der entweder nur einstufig oder auch zweitufig 3ein kann, wobei der linke Teil eine niedrigere Temperatur als der rechte Teil hat. Wenn eine einstufige Heizvorrichtung verwendet wird, so ist aeine Temperatur so hoch, um das Lösungsmittel (Wasser) des Breies durch einen Kamin 33 nach dem Verdampfen auszutreiben, und die Temperatur kann auch so hoch sein, dass ein Teil, doch nicht der ganze Bindemittel verdampft und ausgetrieben wird. Wenn eine zweistufige Heizvorrichtung benutzt wird, so ist der linke Teil so heiss, eass das Lösungsmittel ausgetrieben wird. Der rechte Teil der Heizvorrichtung kann eine höhere Temperatur haben, wodurch dann ein Teil des Bindemittels ausgetrieben wird. Es wird deswtgen nicht das ganze Bindemittel entfernt, da in diesem Zustand das Bindemittel dia Hauptursache zum Festhalten der Beschichtung uf dem Trägerstreifen 1 darstellt. Wenn die auf dem

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Streifen angeordneten Beschichtungen den Ofen 31 verlassen, sind sie trocken und etwas dünner, wie dies bei 35 und 37 in Fig.3 angedeutet ist,

Anechlieeeend wird der getrocknete Streifen 1, und zwar einschliesslich seiner Beschichtungen 35, 37, durch eine Einrichtung hindurchgeschickt, um eine erhebliche Reduzierung der Gesamtdicke zu erreichen. Dies kann dadurch erzielt werden, dass der beschichtete Streifen zwischen Druckwalzen 39 und 41 hindurchgeschickt wird. Die H>he der erzielten Reduktion kann zwischen 20 und 60$ der Gesamtdicke liegen, so dass nunmehr ein sogenannter vorläufiger oder grüner Vorbund erreicht wird. Bevorzugt ist eine Reduktion von ungefähr 3396. Die Streifeiibeschichtunten sind nach der Reduktion in Fig.3 mit 45 und 47 bezeichnet. Während dieser Reduktion werden die Metallteilchen der B'-Schichtungen in fester Phase durch einen grünen oder vorläufigen Verbund miteinander verbunden und einige von ihnen auch mit dem Nickelstrcifen, so dass ein im wesentlichen nicht brüchiger, schmiedbarer und ziehfähiger Körper entsteht» j

Der Träger und die Beschichtjangen laufen dann durch Druckwalzen 49 und 51 hindurch, wo sie einen leichten, sogenannten :wun:5" unterworfen werden, wodurch die kombinierte

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Stärke nur wenig reduziert ist, und dieser Durchgang hat die Hauptwirkung, Rnuhheit zu glätten, die zu diesem Zeitpunkt noch an den Beüchichtungen verhandln sein kann. Beim Yerlaosen der Waisen 49 und 51 sind die Beschichtungen mit 53 und 55 in Fig.3. bezeichnet. Zwar kann die Höhe der Reduktion in den Druckwalzen 39 und 41 in weiten Grenzen variiert werden, doch ist ein Beispiel einer wirksamen Reduktion insofern hier angenommen, als die ursprüngliche Stärke des Streifens 1 ungefähr 0,381 mmjwar und die gesamten nassen Breibe3chichtungen ungefähr 20$ der Stärke des Streifens 1 betrugen. Hierdurch ergibt sich eine gesamte

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Dicke im Heizer 31 von ungefähr 0,457.·mmr*Durch Trooknen wird nun diese Stärke etwas reduziert. Durch eine ungefähr 33/^ige Reduktion mit Hilfe der Druckwalzen 39 und 41 ergibt

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sich dann eine Stärke von 0,30? mmf^Das Walzen zwischen den Y/alzen 49 und 51 reduziert dies um ungefähr 0,051 mm, (0,002% so dass die sich ergebende gesamte Stärke beim Austritt aus

(0,010 ")

üen Walzen 49,51 ungefähr 0,254 iffm^der ahnlich ist. Die Beschichtungen 53 und 55 sind zu dienern Zeitpunkt sehr dicht, und die Metall artikel der Boschichtungen sind in .festem Zustand mit dem Streifen 1 vorläufig verbunden. &B ergibt sich bis jetzt keine Legierung der Metalle in •■er Beschichtung u m dem Streifen, se dass also der beschichtete St-r&iien^phmiedbar und ziehfähig verbleibt.

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Der Streifen und die darauf angebrachten Beschichtungen können dann ohne Rissbildung, wie bei 57 in Fig.l dargestellt, aufgerollt werden«

Die Rolle 57 wird dann in einen bekannten Wärmebehandlungsofen (bei 2 in Fig.I < .abgestellt) gebracht oder hindurchgeführt, in dem nun die Rolle auf eine geringere Temperatur und für eine geringere Zeit erwärmt wird, als dies für die Legierung des Metalles 53, 55 und deg Trägerstreifetal erforderlich wäre. Die Temperatur--Zeit-Bedinjungen sind d^bei derart5 ciaas ein Kornwachstum zwischen den vorläufig verbundenen Beschichtungspartikeln und dem Nickelstreifen gefördert wird, so dass der Verbund verbessert wird. Beispielsweise ergibt eine Wärmebehandlung bei 954⁰C 15 Minuten lang diesen gewünschten Vorgang ohne irgendwelche wesentliche Legierung« Wenn der Trägerstreifen oder die Metallteilchen der BcSchichtungen eisenhaltiges Oxyd enthalten, um in der endgültigen Legierung den gewünschten Eisengehalt su erzeugen,, so Ist &n vorteilhaft, wenn der Wärmebehandlung30ien 2 eine recusieronde Atmosphäre, wie beispielsweise gekracktes Ammoniak,, zum Reduzieren des Oxyds zu Eisen enthält.Es sei darauf hingewiesen, dass die Menge des verwendeten Eisenoxydes vorteilhaft derart ist, dass sich in dieser Phase der richtige

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Betrag von elementarem Eisen ergibt. Zu diesem Zeitpunkt wird im wesentlichen das ganze, in dem Breibeachichtungen noch vorhandene Bindemittel in dem Wärmebehandlungsofen 2 ausgetrieben. Die wärmebehandelten Beschichtungen sind mit 59 und 60 in fig.3 bezeichnet. In Fig.2 ist die wärmebehandel te Rolle eines solchen Streifens mit 61 bezeichnet. Da die Metalle des Streifens und der Beschichtungen sich während der Erwärmung im wesentlichen nicht legieren, bleiben sie auch ziehfähig«

jJach der .Erwärmung kann der beschichtete Streifen von der Rolle 61 abgesogen und ihm ein Kissdurohgang durch Druckwalzen 63 und 65 eines Üblichen Walzengerüttes so erteilt werden, das3 nun der Streifen seine endgültige Stärke annimmt,, Die endgültige Dimension kann beispielsweise I₅102 mm in Folienform 3ein, In diesem Zustand sind in Fig.3 die gewalzten Beschiohtungen mit 67 und 68 bezeichnet. Der Streifen und die Besohichtungen werden dann, wie bei 69 dargestellt, aufgewickelt. In diesem Zustand kann nun die Folie in nichtlegiertem Zustand für Hartlöten bei hoher Temperatur verkauft werden. Während des Hartlötens ist nun die Temperatur so hoch, dass eine Legierung der Materialien stattfindet, aus denen der beschichtete Streifen zusammengesetzt ist. Gegebenenfalls kann auch

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nach dem Walzen dee beechiohteten Streifens (vor der Verwendung) dieser ein zweites Mal bei höherer Temperatur und für eine solche Zeit wärmebehandelt werden, dass im wesentlichen eine vollständige Legierung der Metalle in der Beschichtung miteinander und mit dem Metall des Trägerstreifens erfolgt, so dass der Streifen nun eine homogene. relativ brüchige Legierung wird. Die zweite Erwärmungstemperatür kann 1065° und die zweite Erwärmungszeit 15 Minuten betragen, um ein Beispiel zu nennen. Das Legieren tritt nicht in flüssigem Zustand ein, sondern erfolgt durch Diffusion in festem Zustand, so dass nun die gewünschten Dimensionen erhalten bleiben. Ein solcher Legierungsatreifen ist in Fig.3 mit 71 bezeichnet.

Aus den obigen Ausfuhrungen folgt, dass der beschichtete Streifen als fertiges, ziehfähiges Produkt zum Überziehen oder Hartlöten verwendet werden kann, ohne dass er dem zuletzt erwähnten Erwärraungsvorgang unterworfen wird. Der Hauptvorteil des Weglassens dieses letzten Verfahrenaschrittes besteht darin, dasB das Hickel und die Beschichtungsmetalle zu diesem Zeitpunkt nicht legiert sind und daher ziehfähig oder schmiedbar bleiben, so dass nun der Streifen leichter zum Hartlöten verwendet werden kann, besonders auf nicht ebenen Fluchen, wobei dann das Legieren de3 Mcxels

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des Streifens und der Metalle der Beschichtungen während des Lötvorgangs oder während des Ibörziehvorgangs eintritt. Die Tatsache, dass der Streifen während des zweiten Erwärmungsschrittea vor der Verwendung eine Legierung und damit brüchig wird, ist bei vielen Anwendungen nicht naohteilig, beispielsweise beim Hartlöten auf flachen Oberflächen. In diesem Fall ist die Brüchigkeit des endgültigen Erzeugnisses nicht nachteilig.

Im folgenden wird nun ein besonderes Beispiel der Anwendung des Verfahrens bei der Herstellung eines Streifens einer Hartlötlegierung auf Nickelbasis im einzelnen beschrieben.

Zuerst wurde ein Brei gemischt, und zwar unter Verwendung einer 2$-igen Lösung von Methylzellulose in Wasser zur Herstellung eines Bindemittels. Auf 250 cm' dieser Bindemittellösung wurden 37 Gramm von 150~Ma3chen-Bor^^U'5^^e:Bramm Siliziumpulver und 15 Gramm eines eisenhaltigen Oxydpulvers hinzugefügt. Das eisenhaltige Oxyd wurde anstelle von Elementareisenj.ulver verwendet (das ebenfalls verwendet werden könnte), weil das Oxyd eine kleine Grosse aufwies und eine bessere Verteilungseigenschaft im Brei hatte. Dieser Brei wurde kräftig gemischt und damit das Pulvermaterial im Bindemittel diapergiert, Ferner wurde ein 0,381 mm (0,015"<

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starker Nickelstreifen von ungefähr 5.08-30.48 cm (2.0-12.0") Grosse gereinigt und entfettet. Der Nickeletreifen wurde auf beiden Seiten mit einem Brei von einer gesamten nassen Dicke von ungefähr 20% der Stärke des Nickelstreifens beschichtet. Die Beschichtung wurde dann getrocknet und dadurch verbunden, dass eine Reduktion von im wesentlichen 33$ der Stärke des Streifens und der Beschichtung durchgeführt wurde. Der Streifen und die Beschichtung wurden dann auf eine Gesamtstärke von ungefähr 0,254 mm (0.010") ausgewalzt und 15 Minuten lang bei ungefähr 954⁰C in einer reduzierenden Atmosphäre von gekracktem Ammoniak einer Wärmebehandlung unterzogen. Dies Atmosphäre reduzierte die Eisenoxydteilchen zu Eisen. Die Erwärmungstemperatur und Erwärmungszeit reichten nicht aua, um die Nickelträgerstreifen und die Metalle der Beschichtung miteinander au legieren, sie viaren jedoch ausreichend, um den grünen oder vorläufigen Verbund zu verb^r sern. Die Zugfähigkeit wurde damit aufrechterhalten. Nach diesem Erwärmungsvorgang war der Legierungsstreifen im wesentlichen frei von Lösungsmittel und Bindemittel. Der ziehfähige Streifen wurde dann auf eine endgültige Stärke von ungefähr 1.102 mm (0.004") gewalzt. Der ziehfähige Streifen und die Beschichtung wurden dann erneut bei einer Temperatur von ungefähr 1O65°C mehrere Minuten lang oder auoh langer wärmebshandelt. Während der letzteren Wärmebehandlung wurden

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da3 Bor, das Silizium und das aus dem Eisenoxyd gebildete Eisen in den Breibeschichtungen mit dem Nickelstreifen diffundiert, um so die gewünschte homogene legierung aus Nickel, Bor, Silizium und Eisen zu erreichen. Dieeer letzte Erwärmun.„svorgang ist nur wahlweise und kann dann weggelassen'werden, wenn eine ziehfähige endgültige Form des Streifens erwünscht ist, was in vielen Fällen der Fall ist.

Ein weiteras Beispiel der Gewichtaverhältnisse der Metalle, wie sie verwendet werden können, ist wie folgt: 91,54 Gewichts»^ Nickel für den Streifen und 4,50 Gewicht s-5° S ill a ium,

2,9 Gewichts-^ Bor,

0,06 Gewichts~p Kohlenstoff und

1,00 ßev;ich-";s-/a Stahl für die Pulver.

Hierdurch wird eine Legierung entsprechend der Legierung AMS 4778 erzeugt.

Als weiteres Beispiel einer gemäss den vorstehenden Beiapielen erzeugten Legierung ergibt sich durch Verwendung " von Chrom- und Siliziumteilchen im Brei, die in einem Verhältnis zueinander und zum Niokelatreifen, auf den sie aufgebracht werden, derart vorhanden sind, dass die in der end-

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gültigen Legierung gewichtsraäsoig vorhandenen Metalle im Verhältnis von 71$ Nickel, 19$ Chrom und 10$ Silizium stehen. In ähnlicher Weise kann ein Legierungsstreifen entsprechend der AMS 4777-Legiorung dadurch erzielt werden* dass der Streifen gewichtsmässig 2,5$ Eisen, 3,0$ Bor, 4,δ$ Silizium, 6,5$ Chrom und im übrigen Nickel enthält. Ein AMS 4775-Legierungsstreifen kann wie oben beschrieben daqurch hergestellt werden, dans gewichtsmässig 3,85$Bor," 4,00$ Eisen, 4,5$ Silizium, 16,5$ Chrom und im übrigen Nicicel verwendet wird. Es sei darauf hingewiesen, dass in allen Beispielen das Nickel in Streifen- oder Tafelform vorhanden ist und die anderen Metalle in Teilohenform im Brei vorgesehen v/erden, der auf den Nickel streifen aufgetragen

' Der ,Streifen oder die Folie', wie sie durch die Erfindung

hergestellt werden, ergibt eine bessere Steuerung einer Be-

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Es sei darauf hingewiesen, daee der oben ervviihnt:-; Sxreifen

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oder die Folie als besonders wertvoll im Zusammenhang mit Hartlotoperationen beschrieben wurde, doch kann die sich so ergebende Legierung· auch in anderen Anwendungen benutzt werden.

Wie bereits erwähnt, werden die Metallteilohen im allgemeinen ala elementare Metalle verwendet. Dies trifft jedoch nicht immer zu, wie beispielsweise im Falle von i^O«. Die» stellt eine Verbindung dar, die Eisen enthält, das durch Reduzierung des Oxyds vor Erreichen der legierbaren Form des Streifens erzielt wird. Um nun eine Umgebung der nachfolgenden Ansprüche zu vermeiden, sei darauf hingewiesen, dass irgendein Material, aus dem der Streifen zusammengesetzt ist, oder irgendwelche Partikel, die auf dem Streifen gehalten sind und die Form eines Metalles oder eines Oxydes des Metal3.es haben, das dann durch Desoxydation in Metall überführt werden kann, im folgenden als metallische Substanz ouer als metallisch bezeichnet werden«

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Hartlötetreiferunaterial zum Löten bei hoher Temperatur mit einer Trägerschicht, auf deren mindestens einer Seite eine Metall enthaltende Beschichtung fest angeordnet let₃ wobei das Gewichtsverhältnis aller vorhandenen Metalle dem gewünschten Verhältnis der Lötlegierung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht aus Metall ist und die Beschichtung in fester Phase unter Druck und Wärme miteinander und zum Teil mit der Trägerschicht verbundene Metallteilchen aufweist.

   2. Eartlötstreifenmaterial. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet._: daß die Trägerschicht aus Nickel ist.

   3. Eartlötstreifenmaterial nach Anspruch 1 oder 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung im wesentlichen gleichmäßig auf der Trägerschicht angeordnet ist.

   4. Hartlötstreifenmaterial nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet., daß die Beschichtung Silizium enthält.

   5. Hartlötstreifenmaterial'nach einem der vorhergehendon AnfjprUche, claduroh gekennzeichnet, daß das Gewiehtsverhültnie der Böfiitanciteils zueinander ungefähr wie folgt ist: 91 j 54 $> Nickel In i'orm einer Metallträgerschicht, 4s50 # Si!iB:»iuB_? S,90 f Bor, 0,06 # Kohlenstoff und

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   4· Hartlötstreifenmaterial nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhöltnls der Bestandteile zueinander ungefähr wie folgt ist:

   71,0 $> Nickel in iOrm der Metall trägerschicht, 10 ?έ Silizium und 19,0 # Chrom.

   ?* Hartlötatreifenmaterial nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Grewichtsverhältnls der Bestandteile zueinander ungefähr wie folgt ist! 85*5 $ Hlckel in Form der Metallträgerschicht, 4*5 # SIli3±um_t 6₉5 $> Chrom, 3₉O # Bor und 2,5 f> Eisen.

   fc. HartlötetrsifeBmaierial nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet$ daß das Gewishtßverhältnis der Bestandteile siieiaaadea? ungefähr wie folgt ist: 71915 f l'iiGlral in l^?orm der Metall trägerschicht, 4?50 $ Silizium, 16,50 $ Chron_v 5,35 ^ Bor und 4 % Eisen.

   9. Ve^fahres! aum Herstellen öes HartlStstreifenoaterials nach einem der vorhergehezidea Aneprilehe₉ dadurch gekennzeichnet, daß auf einer reinen 13-etallträgerschicht eine im wesentlichen homogene

   (Brei)
   Auf echlä tarnung Aufgebracht wlrdp die ein Bindemittel und Teilchen mi&aestsns eia.ee Metall so ir. ?inca der späteren Legierung aclan Terhältnis der elementaren Metalle enthält, daß miig oler AufscKLäamiimg die beschichtete Matallträgerschicht ?2nte:? Bildung oines Streifens erwärmt wird, daß der getroclmete Streifen unter? erheblicher Reduktion seiner Stärke unter .Bildung eines vorläufigen Yex'bundes der Teilchen

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   der Aufschlämmung untereinander und teilweise mit der Metallträgerschicht gepreßt wird und daß der Streifen zur Verbesserung des Verbundes wärmebehandelt wird.

   iC. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reduktion der Stärke im wesentlichen das ganze noch vorhandene Bindemittel ausgetrieben wird.

   /1. Verfahren nach Anspruch β oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß ( der Streifen nach der Wärmebehandlung so erwärmt wird, daß sich durch Diffusion in festem Zustand eine Legierung aus dem Metall trägers treif en und den Te Hohen ergibt.

   il. Verfahren nach einem der Anspitohe 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen zur Glättung vor der Wärmebehandlung gewalzt wird·

   -f3. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen nach der Wärmebehandlung und vorzugsweise vor dem Legleren auf die endgültige Stärke gewalzt wird.

   14· Verfahren nach einem der Ansprüche 9 - 13t dadurch gekenneelchnet, daß die Erwärmung zum Trocknen in einer Atmosphäre erfolgt, in der ein nichtelcmentares Metall in elementares Metall umgewandelt wird.

   15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre derart ist, daß Metalloxyde in ihre elemontaren Metalle umgewandelt werden.

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   16. Verfahren nach, einem der AnaprUohe 9-15» dadurch gekennzeichnet; daß die Aufschlämmung ein Benetzungsmittel, beispielsweise Aerosol, enthält.

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