NO121542B - - Google Patents

Description

Hårdlocldemetall for vanskelig loddbare materialer.

Bestemmende for om en legering er egnet som loddemiddel til forbindelse av me-talliske materialer er en hel rekke egenskaper som loddemidlet bør forene i seg på optimal måte. Til disse egenskaper hører spesielt flyteforholdet og fukteevnen av det smeltede loddemiddel, dets arbeidstemperatur og undertiden dets styrkeegenska-per ved forhøyede temperaturer. Endelig må loddelegeringen selv være lett å forar-beide, slik at den kan fremstilles i pas-sende form, f. eks. som tråd eller blikk.

Ved lodding av vanskelig loddbare materialer, som kromnikkelstål, meget varmefaste legeringer, stellitter og hardmetaller og liknende, har det hittil vist seg umulig å oppfylle på tilfredsstillende måte alle de krav som stilles til loddemidlet. Det fin-nes riktignok en hel rekke loddemidler for stål og hårdmetaller, men brukbare resultater ved anvendelse av disse kan i almin-nelighet bare oppnås ved at man samtidig i mer eller mindre vidtgående grad renon-serer på en eller annen i og for seg ønske-lig funksjon hos loddelegeringen. For å oppheve disse ulemper har man i loddelegeringene innført tallrike ytterligere me-tallkomponenter, hvilke tilsetninger skulle bevirke en forbedring av flyteevnen og fukteevnen. Undertiden skulle tilsetnin-gene også bevirke en nedsettelse av arbeidstemperaturen, men i de fleste tilfelle opp-trådte da samtidig en nedsettelse av styrken i varm tilstand.

Sammensetningen av de kjente loddemidler for stål og hårdmetaller viser at man på den ovenfor skildrede måte er kommet til meget komplisert oppbyggede legeringer bestående av mange stoffer. Således er det eksempelvis blitt forsøkt å anvende som loddemiddel for rustbestandige stål og hårdmetaller, kobber- eller kobber-nikkel-legeringer med tilsetninger av mangan, jern, krom eller sølv, uten at man med disse legeringer, hvis arbeidstemperaturer ligg ved 1050—1100° og derover, kunne oppnå helt ut tilfredsstillende resultater. Ved tilsetninger av sink kunne man riktignok nedsette arbeidstemperaturen • av legeringer av den nevnte art, men samtidig ble derved styrken i varm tilstand samt utmatningsstyrken nedsatt. En annen gruppe av loddemidler som har relativt lave arbeidstemperaturer og liten varmestyrke er oppbygget på basis av sølv-kobber-sink; det ble forsøkt å forbedre disses flyteforhold, fukteevne og styrke ved til-legering av opp til 25 pst. mangan og nikkel.

Loddemidler med arbeidstemperaturer på ca. 1100° har i de fleste tilfelle en tilstrekkelig varmestyrke, men som følge av den høye arbeidstemperatur blir arbeids-stykkene som skal loddes utglødet for sterkt og det kommer til dannelse av grove korn med alle disses ulemper. Dessuten forstyr-rer den ved den høye arbeidstemperatur opptredende sterke oksydasjon og skall-dannelse.

Hos loddemidler med høyt kobberinn-hold opptrer, likesom ved rent kobber, en ytterligere ulempe: utvidelsen synker sterkt ved temperaturer på 400—600° (varmsprø-het) og stiger først igjen ved høyere temperaturer.

Ved de lavtflytende loddemidler med arbeidstemperatur mellom ca. 600 og 850° er undertiden den allerede ved temperaturer på 200—300° nedsatte styrke uheldig. Dessuten er de lavtflytende loddemidlers fukteevne i mange tilfeller utilstrekkelig.

I motsetning til den hittil anvendte vei, nemlig ved kombinering av et stort an-tall metaller å skaffe brukbare loddemidler for stål og andre vanskelige loddbare materialer, har oppfinnerne overraskende funnet at legeringer av trestoffsystemet kobolt-kobber-mangan med 1—10 pst. kobolt, 55—95 pst. kobber og 4—35 pst. mangan er meget godt egnet som loddemiddel for legert stål, hårdmetaller og andre vanskelig loddbare materialer. Gode resultater oppnås med legeringer av sammensetningen 2,5—7,5 pst. kobolt, 70—90 pst. kobber og 5—25 pst. mangan, og spesielt har legeringer med 2,5—6 pst. kobolt, 80—90 pst. kobber og 7,5—15 pst. mangan vist seg gode. Området av de anvendbare legeringer er vist i fig. 1 på tilstandsdiagrammet for det ternære system kobber-kobolt-mangan.

De nevnte legeringer viser med hensyn til høyden av deres arbeidstemperaturer og deres flyteevne, og også på grunn av loddesømimens overraskende store styrke, vesentlig heldigere forhold enn de hittil kjente stål- og hårdmetall-loddemidler. Hertil kommer dessuten at deres smelte-område er snevert; som følge derav bevirker legeringene ved sin anvendelse som loddemiddel ingen tilbøyelighet til dannelse av krympnings-hmkere.

Trestoffsystemet kobolt-kobber-mangan er allerede for lengere tid siden blitt

undersøkt i området opptil 40 pst. mangan (W. Koster og E. Wagner, Z. Metallkde. Bd. 30 (1938) S. 352/353). Det fremgår imid-lertid ikke av de der angitte resultater at det i dette system foreligger legeringer av bestemt sammensetning som alle på optimal måte forener i seg de egenskaper som kreves i et loddemiddel for vanskelig loddbare materialer.

Det har vist seg at de legeringer som skal anvendes i henhold til oppfinnelsen foruten tilstrekkelig stor hårdhet har en utmerket seighet og at de som loddemiddel på stål, hårdmetaller og andre vanskelig loddbare materialer fukter og fyller ut godt. Legeringene har dessuten en tilstrekkelig varmestyrke og kan valses og trekkes koldt. Dessuten kan de underkastes en herdning; deres mekaniske egenskaper kan derunder ytterligere forbedres ved en enkel varme-behandling. Deres arbeidstemperaturer lig-ger i området mellom 1050 og 900°. Luken i arbeidstemperaturene mellom de foran-nevnte to grupper av hårdloddemidler er derved utfylt og dessuten har legeringene i henhold til oppfinnelsen ikke de mangler som hefter ved de meget høyt smeltende og de relativt lavt flytende loddemidler, og ytterligere byr de også på økonomiske fordeler fremfor loddemidler som inneholder edelmetall.

Den nedenstående tabell 1 gir noen eksempler på smelteområdene for de loddelegeringer som skal anvendes i henhold til oppfinnelsen. Tabellen inneholder også angivelse over legeringenes hårdhet, som er bestemt etter bråkjøling av prøvene fra 800° i vann.

Legeringenes udmerkede styrke i varm tilstand fremgår særlig tydelig av fig. 2, hvor det for sammenliknings skyld er med-tatt noen hårdloddemidler som i stort om-fang anvendes til lodding av stål og hårdmetaller (LAg 45, LAg 49, LAg 27 (etter DIN 1734), loddemiddel med 85 pst. Ag, 15 pst. Mn). På abscissen er inntegnet avrivningsstyrken i pst. av utgangsstyrken og på ordinaten prøvetemperaturen (prø-vevarighet: 15 min.).

Styrken hos loddelegeringer i henhold ti] oppfinnelsen avtar først ved temperaturer over 300° og utgjør selv ved 600° fremdeles 20 pst. av utgangsstyrken. Til forskjell herfra faller avrivningsstyrken av loddemidlene LAg 45, LAg 49 og LAg 27 sterkt allerede ved ca. 200°; den utgjør ved 500° i det høyeste 10 pst. av utgangsver-dien. Selv loddemidlet 85 Ag, 15 Mn, som anvendes ved lodding av gassturbiner og hvis varmestyrke hittil ble ansett som tilstrekkelig, overtreffes langt av legeringene i henhold til oppfinnelsen.

Legeringene som skal anvendes i henhold til oppfinnelsen er herdbare; noen eksempler herpå bringer tabell 2:

Avrivningsstyrken av loddsømmen når det anvendes legeringer i henhold til oppfinnelsen overstiger loddelegeringenes egenstyrke. Noen eksempler for lodding av prøver av 18/8-stål er angitt i tabell 3:

Styrken av loddesømmen med loddemidler i henhold til oppfinnelsen kommer altså' nær opptil avrivningsstyrken av det loddede materiale.

Overlegenheten av legeringer i henhold, til oppfinnelsen over de loddemidler

som vanlig anvendes for p<l>ålodding av hårdmetaller fremgår særlig tydelig av tabell 4. Nettopp ved vanskelig fuktbare hårdme-tallsorter som har lite koboltinnhold kan det oppnås skjærestyrkeverdier som er overraskende høye.

Til legeringene som i henhold til oppfinnelsen skal anvendes som loddemidler, kan det for bestemt anvendelsesformål ytterligere settes krom, nikkel, jern, silicium, paladium, sølv og eventuelt også gull, titan og vanadium. Paladium og gull befordrer fuktingen av overflater som inneholder. krom, wolfram eller molybden, og paladium utøver dessuten også en meget gunstig inn-virkning på varmestyrken. Mengden av disse tilsetninger skal samlet ikke være mere enn 5 pst., og den skal dessuten ikke overstige koboltinnholdet i vedkommende lofi-delegering.

Loddelegeringene i henhold til oppfinnelsen egner seg, som nevnt, til lodding

av legert og ulegert stål av enhver art,

varmefaste materialer, hurtigstållegerin-ger og hårdmetaller. Spesielt er det fordel-aktig å anvende dem véd verktøy som skal

påloddes hårdmetaller og som anvendes til

bearbeidelse av sten og i bergindustrien,

f. eks. rømmeverktøy og slagbor, hvor lod-deforbindelsen utsettes for særlig store mekaniske og termiske påkjenninger.

Claims (4)

1. Anvendelse av legeringer med 1—10

pst. kobolt, 55—95 pst. kobber og 4—35 pst. mangan som hårdloddemiddel, spesielt for vanskelig loddbare materialer som f. eks. kromnikkelstål, varmefaste materialer, ste- litter og hårdmetaller.

2. Anvendelse av legeringer med 2,5— 7,5 pst. kobolt, 70—90 pst. kobber og 5—25 pst. mangan for de i påstand 1 nevnte formål.'

3. Anvendelse av legeringer med 2,5— 7,5 pst. kobolt, 80—90 pst. kobber og 7,5— 15 pst. mangan for de i påstand 1 nevnte formål.

4. Anvendelse av legeringer i henhold til påstand 1—3, som inneholder tilsetninger av opp til i alt 5 pst. krom, nikkel, jern, silicium, sølv, palladium og eventuelt gull, titan, vanadium, hvorunder mengden av tilsetninger ikke skal overstige koboltinnholdet, for de i påstand 1 nevnte formål.