(1) Die Löteigenschaften von Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen umfassen hauptsächlich Partikel- (einschließlich Whisker-) und Faserverstärkung. Die zur Verstärkung verwendeten Materialien umfassen hauptsächlich B, CB, SiC usw.
Beim Löten und Erhitzen von Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen reagiert die Al-Matrix leicht mit der Verstärkungsphase. So diffundiert beispielsweise Si im Füllmetall schnell zum Grundwerkstoff und bildet eine spröde Ablagerungsschicht. Aufgrund des großen Unterschieds im linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Al und der Verstärkungsphase führt unsachgemäßes Erhitzen beim Löten zu thermischen Spannungen an der Grenzfläche, die leicht zu Verbindungsrissen führen können. Zudem ist die Benetzbarkeit zwischen Füllmetall und Verstärkungsphase schlecht, sodass die Lötoberfläche des Verbundwerkstoffs behandelt oder aktiviertes Füllmetall verwendet werden muss. Möglichst sollte Vakuumlöten verwendet werden.
(2) Lötmaterial und Verfahren B oder SiC-partikelverstärkte Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe können gelötet werden. Die Oberflächenbehandlung vor dem Schweißen kann durch Schleifen mit Schleifpapier, Reinigen mit einer Drahtbürste, alkalisches Waschen oder chemisches Vernickeln (Beschichtungsdicke 0,05 mm) erfolgen. Als Füllmetalle werden S-CD95AG, S-ZN95AL und S-CD83ZN verwendet, die mit einer weichen Acetylen-Sauerstoff-Flamme erhitzt werden. Darüber hinaus kann durch Schaben mit S-ZN95AL-Lot eine hohe Verbindungsfestigkeit erzielt werden.
Vakuumlöten eignet sich zum Verbinden von kurzfaserverstärkten 6061-Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen. Vor dem Löten wird die Oberfläche mit 800er-Schleifpapier geschliffen und anschließend im Ofen mit Ultraschall in Aceton gereinigt. Als Lötzusatz wird hauptsächlich AlSi-Hartlot verwendet. Um die Diffusion von Si in das Grundmetall zu verhindern, kann die Lötoberfläche des Verbundwerkstoffs mit einer Sperrschicht aus reiner Aluminiumfolie beschichtet werden. Alternativ kann ein b-al64simgbi (11,65i-15mg-0,5bi)-Hartlot mit geringerer Lötfestigkeit gewählt werden. Der Schmelztemperaturbereich des Hartlots liegt bei 554 bis 572 °C, die Löttemperatur bei 580 bis 590 °C, die Lötzeit bei 5 Minuten und die Scherfestigkeit der Verbindung über 80 MPa.
Für mit Graphitpartikeln verstärkte Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe ist das Löten in einem Schutzgasofen derzeit die erfolgreichste Methode. Um die Benetzbarkeit zu verbessern, muss ein Al-Si-Lot mit Mg verwendet werden.
Wie beim Aluminium-Vakuumlöten kann die Benetzbarkeit von Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen durch die Einführung von Mg-Dampf oder Ti-Absaugung und die Zugabe einer bestimmten Menge Mg deutlich verbessert werden.
Veröffentlichungszeit: 13. Juni 2022