DE1210300B - Method for soldering diamonds - Google Patents
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Description
Verfahren zum Löten von Diamanten Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Lötverbindungen an einem Diamanten, etwa zur Herstellung von Werkzeugen, wie z. B. Bohrern und Meißeln, und von Nadeln zur Abtastung von in einer Nut niedergelegten Aufzeichnungen, insbesondere zur Anwendung bei Plattenspielern.Method for brazing diamonds The invention relates to the Manufacture of soldered connections on a diamond, e.g. for the manufacture of tools, such as B. drills and chisels, and needles for scanning laid down in a groove Recordings, in particular for use with record players.
Ein Löten von Diamanten läßt sich nicht ohne weiteres mittels der üblichen Lote, wie z. B. Kupfer, Silber und Kupfer-Silber-Legierungen, durchführen, da diese beim Löten den Diamanten nicht benetzen.A soldering of diamonds cannot be easily done by means of the common solders, such as B. copper, silver and copper-silver alloys, since these do not wet the diamond when soldering.
Titan und Zirkonium haben die Eigenschaft, den Diamanten sehr gut zu benetzen. Daher ist bereits ein Lötverfahren vorgeschlagen worden, bei dem Titan-oder Zirkoniumhydrid benutzt wird. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird eine Schicht des Hydrids in Form einer Suspension auf einem Diamanten aufgebracht und in einer nicht oxydierenden Atmosphäre, insbesondere in reinem Wasserstoff, oder im Vakuum oberhalb der Zersetzungstemperatur des Hydrids unter Anwendung eines üblichen Lots eine Verbindung hergestellt.Titanium and zirconium have the property that diamonds do very well to wet. Therefore, a soldering method has already been proposed in which titanium or Zirconium hydride is used. According to this known method, a layer of the hydride applied in the form of a suspension on a diamond and in a non-oxidizing atmosphere, especially in pure hydrogen, or in a vacuum above the decomposition temperature of the hydride using a conventional solder a connection established.
Gemäß einem anderen, bekannten Verfahren wird eine Verbindung an Diamanten mittels eines Lötdrahts aus einem üblichen Lot, z. B. einer Silber-Kupfer-Legierung, hergestellt, der aber einen Kern aus Titan oder Zirkonium besitzt.According to another known method, a connection to diamonds by means of a solder wire made of a conventional solder, e.g. B. a silver-copper alloy, made, but which has a core made of titanium or zirconium.
Bei dem letztgenannten Verfahren wird die Menge des Titans oder Zirkoniums so gewählt, daß, bezogen auf das Lot, etwa 3 °/o vorhanden sind, damit die gewünschte Benetzung des Diamanten erzielt werden kann. Größere Mengen als etwa 15 °/o können den Schmelzpunkt des Lotes in unerwünschtem Maße heraufsetzen und eine spröde Verbindung ergeben.In the latter method, the amount of titanium or zirconium is used chosen so that, based on the solder, about 3% are present, so that the desired Wetting of the diamond can be achieved. Quantities greater than about 15 ° / o may be used raise the melting point of the solder to an undesirable extent and create a brittle connection result.
Bei dem bekannten Verfahren, bei dem zunächst eine Schicht Hydrid auf dem Diamanten aufgebracht wird, ist die Menge des Hydrids weniger kritisch; es kann sogar eine verhältnismäßig kleine Menge ausreichen. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Benetzung nur auf der Oberfläche des Diamanten stattzufinden braucht, während es zum Erzielen einer guten Lötverbindung nicht wesentlich ist, ob das nicht unmittelbar an die Oberfläche des Diamanten grenzende Lot einen Gehalt an Titan oder Zirkonium besitzt.In the known method, in which first a layer of hydride on which diamond is deposited, the amount of hydride is less critical; even a relatively small amount may suffice. This is due to the fact attributed to the fact that the wetting takes place only on the surface of the diamond needs, while it is not essential to achieve a good solder joint, whether the solder, which is not directly adjacent to the surface of the diamond, has a content of titanium or zirconium.
Bei diesem bekannten Verfahren hat man Hydrid benutzt, da man glaubte, daß infolge der großen Affinität der Metalle Titan und Zirkonium zu anderen Stoffen, insbesondere Sauerstoff, bei den zum Löten erforderlichen hohen Temperaturen die Schutzwirkung des dabei durch Zersetzung aus dem Hydrid frei werdenden Wasserstoffs unentbehrlich war.In this known process, hydride has been used because it was believed that due to the great affinity of the metals titanium and zirconium to other substances, especially oxygen, at the high temperatures required for soldering Protective effect of the hydrogen released by decomposition from the hydride was indispensable.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung von Hydrid das Löten lediglich unnötig verwickelt gestaltet. Eine gleichwertige Lötverbindung läßt sich nach der Erfindung dadurch erzielen, daß als Lötmittel eine Suspension von Titanpulver verwendet und damit eine Titanpulverschicht auf dem Diamanten niedergeschlagen wird. Das Löten selbst erfolgt dann in an sich bekannter Weise im Vakuum oder in einer inerten Gasatmosphäre, z. B. Wasserstoff oder Edelgas, mit einem üblichen Lot auf der Basis von Silber und/oder Kupfer, vorzugsweise mit einem Lot aus 72 °/o Silber und 28 °/o Kupfer, und dem titanhaltigen Lötmittel.However, it has been shown that the use of hydride makes soldering easier just designed unnecessarily complicated. An equivalent soldered connection can be achieve according to the invention that a suspension of titanium powder as solder used and so that a titanium powder layer is deposited on the diamond. The soldering itself then takes place in a manner known per se in a vacuum or in a inert gas atmosphere, e.g. B. hydrogen or noble gas, with a conventional solder the base of silver and / or copper, preferably with a solder of 72% silver and 28 ° / o copper, and the titanium-containing solder.
Es ist im übrigen auch ein Verfahren .zum Überziehen nichtmetallischer Stoffe, insbesondere von Keramik, mit einem festhaftenden, metallischen Überzug bekannt, insbesondere zum Verbinden derartiger nichtmetallischer Stoffe oder mit Metallen, wobei metallisches Titan auf die zum Verbinden vorgesehene Oberfläche des nichtmetallischen Stoffes unter Hinzufügen eines Lotes, beispielsweise Silber, aufgebracht wird, das derart ausgewählt ist, daß es durch Legierungsbildung mit dem Titan eine Benetzung der Oberfläche des nichtmetallischen Stoffes ermöglicht, und wobei die zu verbindenden Teile in einer Schutzgasatmosphäre oder im Vakuum auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die Legierungsbildung zwischen dem Titan und dem Lotmetall eintritt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das metallische Titan auf die zum Verbinden vorgesehene Oberfläche unter Zwischenlage eines Lotes aufgebracht, nicht aber unmittelbar auf den nichtmetallischen Stoff. Hierbei erfolgt an der Berührungsfläche von Titan und Lot eine innige Diffusion, bei der sich eine Legierung ergibt, die den nichtmetallischen Stoff gut benetzt. Bei diesem bekannten Verfahren hat man sich- bemüht, durch Beeinflussung der Diffusion die Eigenschaften der entstehenden Verbindung möglichst günstig zu gestalten; etwas Derartiges kann aber offenbar nicht verwertet werden, wenn man gemäß der Erfindung das Titan unmittelbar auf den nichtmetallischen Stoff aufbringt und das Lot oberhalb des Titans vorsieht.It is also a process for coating non-metallic ones Substances, in particular of ceramics, with a firmly adhering, metallic coating known, in particular for connecting such non-metallic substances or with Metals, with metallic titanium on the surface intended for joining the non-metallic substance with the addition of a solder, for example silver, is applied, which is selected such that it is by alloying with enables the titanium to wet the surface of the non-metallic material, and the parts to be connected in a protective gas atmosphere or in a vacuum be heated to a temperature at which alloy formation between the titanium and the solder enters. In this known method, the metallic Titanium on the surface intended for joining Liner a solder applied, but not directly on the non-metallic material. Here, an intimate diffusion takes place at the contact surface of titanium and solder, which results in an alloy that wets the non-metallic substance well. In this known method, efforts have been made by influencing the diffusion to make the properties of the resulting connection as favorable as possible; some Such a thing can obviously not be utilized if one according to the invention the titanium is applied directly to the non-metallic material and the solder above it of titanium provides.
Das erfindungsgemäße Anlöten eines Diamanten an eine Metallfassung kann dadurch bewerkstelligt werden, daß letztere, nachdem die Titanpulverschicht auf dem Diamanten aufgebracht worden ist, mechanisch mit dem Diamanten verbunden und das Ganze darauf kurzzeitig in das geschmolzene Lot getaucht wird. Der Diamant wird darauf durch Schleifen von überflüssigem Lot befreit. Das Lot kann auch in Form von Draht oder Folie auf der Verbindungsstelle angebracht werden, worauf es durch Hochfrequenzerhitzung geschmolzen wird.The inventive soldering of a diamond to a metal setting can be accomplished in that the latter after the titanium powder layer has been applied to the diamond, mechanically connected to the diamond and the whole thing is then briefly dipped into the molten solder. The diamond is then freed from superfluous solder by grinding. The solder can also be in Form of wire or foil to be attached to the junction, whereupon it is melted by high frequency heating.
Die Herstellung einer gut haftenden Lötverbindung kann noch dadurch gefördert werden, daß der Diamant vor dem Aufbringen der Titanpulverschicht in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre erhitzt wird, so daß die Oberfläche einigermaßen rauh wird.The production of a well-adhering solder connection can still be achieved thereby be promoted that the diamond before the application of the titanium powder layer in a oxygen-containing atmosphere is heated, so that the surface is somewhat rough will.
Beispiel I Ein Diamant wird mit Petroleumäther entfettet und gegebenenfalls durch Erhitzung auf 800°C in Luft oberflächlich aufgerauht. Darauf wird der Diamant in das Ende eines Nickelrohres eingeklemmt, worauf eine Schicht aus einer Titanpulversuspension aus 10 g Titanpulver in 15 ml Butanol und 15 ml Äthanol aufgebracht wird. Nach dem Verdampfen des Suspensionsmittels wird der mit Titanpulver beschichtete Diamant im Hochvakuum in geschmolzenes Silber-Kupfer-Lot getaucht.Example I A diamond is degreased with petroleum ether and optionally roughened the surface by heating to 800 ° C in air. Thereupon the diamond will be clamped in the end of a nickel tube, whereupon a layer of a titanium powder suspension from 10 g of titanium powder in 15 ml of butanol and 15 ml of ethanol is applied. After this Evaporation of the suspending agent becomes the diamond coated with titanium powder immersed in molten silver-copper solder in a high vacuum.
Beispiel II Ein in ein Molybdänrohr eingeklemmter Diamant wird mit einer Titanpulverschicht auf die im Beispiel I beschriebene Weise überzogen. Darauf wird über das Rohr ein schraubenlinienförmig gewickelter Draht aus Silber-Kupfer-Lot geschoben, worauf dieser im Hochvakuum durch Hochfrequenzerhitzung geschmolzen wird.Example II A diamond clamped in a molybdenum tube is made with coated with a titanium powder layer in the manner described in Example I. Thereon a helically wound wire made of silver-copper solder is placed over the tube pushed, whereupon this is melted in a high vacuum by high-frequency heating.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3422329A1 (en) * | 1983-06-17 | 1985-01-17 | Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi | HARD SOLDER FILLER MATERIAL IN THE FORM OF A COATING AND COMPOSITE PRODUCTION PRODUCED UNDER ITS USE |
| DE3635369A1 (en) * | 1986-10-17 | 1988-04-28 | Degussa | METHOD FOR COATING SURFACES WITH HARD MATERIALS |
| CH667039A5 (en) * | 1985-06-24 | 1988-09-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Consumable contact piece for electrical switch with arc electrode |
| EP0205897A3 (en) * | 1985-06-24 | 1989-05-17 | Bbc Brown Boveri Ag | Arcing contact piece and process for manufacturing such a piece or the like |
-
1959
- 1959-11-11 DE DEN17502A patent/DE1210300B/en active Pending
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