DE2031915C3 - Legierung zum Löten von Diamant - Google Patents
Legierung zum Löten von DiamantInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Legierung zum Löten von Diamanten.
Es ist bekannt, daß eine mechanisch sehr steife Befestigung eines Diamenten, z. B. bei der Herstellung
von Werkzeugen, mit Hilfe eines titanhaltigen Lotes auf der Basis von Silber und Kupfer erhalten werden kann.
Dabei wird die Benetzung der Diamantoberfläche mit der Legierung durch das Titan oder eine sich bei der
Löttemperatur bildende Verbindung von Titan und einem der anderen Metalle bewirkt. Titan kann auch
gesondert der Lötstelle zugeführt werden. Die Anwendung von Titan hat den Nachteil, daß sich sehr leicht
Oxyd oder Nitrid bildet; Titanoxyd und Titannitrid tragen nicht zur Benetzung des Diamanten bei. Der
Lötvorgang muß daher bei diesem bekannten Verfahren im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre
durchgeführt werden.
Nach einem anderen bekannten Verfahren wird als Lot eine Legierung von Gold mit mindestens 1%,
vorzugsweise 5%, Tantal und/oder Niob verwendet. Diese Legierungen sind in bezug auf Sauerstoff und
Stickstoff weniger reaktiv, so daß der Lötvorgang in einem weniger hohen Vakuum oder in einer weniger
reinen Edelgasatmosphäre als bei Anwendung der vorerwähnten titanhaltigen Kupfer-Silber-Legierungen
durchgeführt werden kann.
Ein Nachteil der beiden beschriebenen bekannten Verfahren besteht darin, daß der Lötvorgang bei
Anwendung der titanhaltigen Silber-Kupfer-Legierungen bei einer Temperatur von 10000C und bei
Anwendung von Legierungen von Gold mit Tantal und/oder Niob bei einer Temperatur zwischen 1200 und
14000C durchgeführt werden muß, weil die verwendeten
Legierungen hohe Schmelzpunkte aufweisen.
Zum Hartlöten von Aluminium und Aluminiumlegierungen sind schon Legierungen von Aluminium und
Silicium bekannt (DT-AS 10 16 098,US-PS 16 91 532).
An sich sind als Bindemittel für Diamantkörner in Schleifwerkzeugen bereits Aluminium-Silicium-Legierungen
vorgeschlagen worden. Es handelt sich hierbei um Legierungen, die z. B. 50 bis 70% Silicium enthalten.
Solche Legierungen sinci zum Löten von Diamanten wegen ihrer hohen Schmelzpunkte nicht geeignet.
Ferner weisen diese Legierungen eine gewisse Sprödigkeil auf und es wird bei Anwendung derselben eine
weniger feste Verbindung mit den Diamanten erhalten. Dadurch können sich während der Benutzung der
Werkzeuge stumpf gewordene Diamantkörner lockern, was bei Schleifwerkzeugen erwünscht ist. Mit derartigen
spröden Legierungen läßt sich keine mechanisch steife Befestigung einzelner Diamanten erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gut haftende Lötverbindung mit einem Diamanten zu
schaffen, wobei der Lötvorgang bei niedrigeren als den vorerwähnten Temperaturen durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung einer Aluminium-Silicium-Legierung mit 8
bis 18% Silicium gelöst.
Vorzugsweise werden Legierungen mit 10 bis 12% Silicium verwendet, weil diese die niedrigsten Schmelzpunkte
aufweisen.
Die ungefähr eutektischen Legierungen von Aluminium und Silicium, die nach der Erfindung Verwendung
finden, schmelzen bei Temperaturen zwischen 570 und 6700C. Bei Verwendung dieser Legierungen kann der
Lötvorgang bei 7000C durchgeführt werden.
Ein weiterei Vorteil der Erfindung ist der, daß der Lötvorgang in bezug auf die Schutzatmosphäre unter
weniger kritischen Bedingungen durchgeführt werden kann. Um einer Oxydation der Legierungen und einer
Beschädigung des Diamanten entgegenzuwirken, werden die Lötverbindungen, wie bei den bekannten
Verfahren, im Vakuum oder in einem Schutzgas, z. B. Stickstoff, Wasserstoff oder Edelgas, durchgeführt. Das
Vorhandensein einer geringen Sauerstoffmenge ist weniger störend als bei den bekannten Verfahren.
Ein zusätzlicher Vorteil ist der, daß die Aluminium-Silicium-Legierungen
derart duktil sind, daß sie sich gut zu Draht und Folie verarbeiten lassen. Diese Materialformen
vereinfachen die Durchführung des Lötens.
Es ist ferner günstig, wenn ungefähr eutektische Aluminium-Silicium-Legierungen verwendet werden,
denen eine geringe Menge eines Elements zugesetzt worden ist, das beim Löten als Desoxydierungsmittel
wirken kann, während das daraus gebildete Oxyd eine benetzende Wirkung hat. Dieses Element kann z. B.
Lithium sein.
Mit den gemäß der Erfindung verwendeten Legierungen können Diamanten auch sehr fest mit Gegenständen
verbunden werden, die aus Materialien bestehen, deren Ausdehnungskoeffizienten von dem der Diamanten
verschieden sind, wie Quarz, Siliciumcarbid, Graphit, keramisches Material, und Metalle, z. B. Wolfram,
Molybdän, Nickel und Stahl. Die Tatsache, daß in allen diesen Fällen eine sehr feste Verbindung erhalten wird,
die gegen Temperaturänderungen wenig empfindlich ist, ist möglicherweise auf die Duktilität der Legierungen
zurückzuführen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele und der Zeichnung näher erläutert.
Ein Diamantmeißel wird, wie schematisch im Schnitt in Fig. 1 dargestellt ist, dadurch hergestellt, daß eine
Diamantplatte 1 mit Abmessungen von 5x2x1 mm mit
Hilfe einer Lotschicht 4 auf der Fläche 3 eines Stahlhalters 2 befestigt wird.
Zu diesem Zweck wird ein Stück Folie (Dicke 20 μπι)
aus einer Aluminium-Silicium-Legierung mit 12% Silicium auf die Fläche 3 des Stahlhalters 2 gelegt und
der Diamant derart daraufgesetzt, daß er zum Teil seitlich aus dem Halter hervorragt.
Dann wird die Diamar.tplatte 1, während sie z. B. mit
Hilfe eines (in der Figur nicht dargestellten) keramischen Stiftes in bezug auf den Stahlhalter 2 mechanisch
fixiert ist, in einem Ofen für die Dauer einer Minute in einer Atmosphäre aus technischem Argon auf 7000C
erhitzt.
Eine Diamantnadel für einen Schallplattenspieler wird auf folgende Weise an e'nem Molybdänträger
befestigt (F ig. 2):
Ein stabförmiger Diamant 11 (Länge 0,5 mm, Durchmesser 0,2 mm) wird mit Hilfe einer aus
Molybdändraht bestehenden Wendel 12 an einem Ende eines !vi^lybdänstabes 13 (Durchmesser 0,8 mm) festgeklemmt.
Dann wird dieses Ende 10 Sekunden lang in eine Aluminium-Silicium-Legierung 14 mit 11% Silicium
getaucht, die in einem Kohletiegel 15 in einer Stickstoffaimosphäre bei 75O°C im geschmolzenen
Zustand gehalten wird. Die Legierung breitet sich dabei gut auf dem Diamanten und dem Molybdän aus und
ergibt eine steife Befestigung. Schließlich wird der auf diese Weise befestigte Diamant geschliffen.
Beispiel 3
für Präzisionsinstrumente, z. B.
für Präzisionsinstrumente, z. B.
Diamantlager
Uhren(Fig. 3).
Uhren(Fig. 3).
Diamantlager 21 mit kegeliger Bohrung werden auf einer aus rostfreiem Stahl bestehenden Montageplatte
mit Hilfe einer Aluminium-Silicium-Legieiung 23 (mit 13% Silicium) festgelötet. Zu diesem Zweck werden die
Lager unter Zwischenfügung einer Folie aus dieser Legierung an vorher bestimmten Stellen mechanisch
fixiert, wonach das Ganze 30 Sekunden lang in einer Stickstoffatmosphäre auf 700°C erhitzt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verwendung einer Aluminium-Silicium-Legierung
mit 8 bis 18% Silicium zum Löten von Diamant.
2. Verwendung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiurn-Silicium-Legierung 10
bis 12% Silicium enthält.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminium-Silicium-Legierung
ein Desoxydierungsmittel enthält, dessen Oxyd eine benetzende Wirkung hat.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL6910115A NL6910115A (de) | 1969-07-02 | 1969-07-02 | |
| NL6910115 | 1969-07-02 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2031915A1 DE2031915A1 (de) | 1971-01-14 |
| DE2031915B2 DE2031915B2 (de) | 1977-05-05 |
| DE2031915C3 true DE2031915C3 (de) | 1977-12-22 |
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