Ti-Impfen von Ni-Basisloten zur Steigerung der Präzision im Lötgut

Von:

Julian Hebing

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Nickelbasisloten sind weit verbreitet und werden auch in zukünftigen Technologien einen bedeutenden Platz in der Fügetechnik einnehmen. Insbesondere bei Bauteilen, die im Betrieb einer hohen thermischen und/oder korrosiven Belastung ausgesetzt sind, finden diese Lote seit jeher Anwendung. Aufgrund der enthaltenen schmelzpunktsenkenden Metalloide kommt es hier im Lötprozess jedoch zur Ausbildung von harten und spröden Phasen, was mit verschlechterten und unvorhersehbaren mechanischen Eigenschaften der Fügeverbindung einhergeht. Die gängigen Ansätze zur Vermeidung dieser Sprödphasen basieren auf der Verteilung der Metalloide im Lötspalt und im Grundwerkstoff durch Diffusionsprozesse. Derlei Ansätze sind geprägt von langen Haltezeiten, hohen Temperaturen und einem hohen technischen Aufwand zur Limitierung der Lötspaltbreite. Der daraus resultierende hohe technische Aufwand, die langen Prozesszeiten, die hohen Löttemperaturen und der hohe Energiebedarf führen jedoch zu einer Einschränkung der Wirtschaftlichkeit dieser Lötprozesse ohne verlässliche Reproduzierbarkeit der Fügeverbundeigenschaften. Im Rahmen dieser Arbeit wird die neue Methode des Impfens von Nickelbasisloten untersucht. In dem Zusammenhang werden verschiedene Ti-geimpfte Lotpasten sowie amorphe Lotfolien hergestellt und anhand von industrietypischen Lötverbindungen getestet und charakterisiert. Im Vergleich zu bestehenden Ansätzen werden dabei die Sprödphasen durch Ti haltige Ausscheidungen kleiner und sie verteilen sich im Lötgut. Die Untersuchungen zeigen, dass dieser Ansatz gut geeignet ist, die mechanischen Eigenschaften von Nickelbasislötverbindungen bereits in kurzen Lötprozessen deutlich zu verbessern und insbesondere die Reproduzierbarkeit der Verbundeigenschaften zu erhöhen.