Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Modifikation von Ni-Basisloten mit Ni-Partikeln zur gezielten Einstellung von Schmelzbereich und Mikrostruktur der gelöteten Verbindungen

Im beantragten Vorhaben sollen die in Bereichen wie der Automobilindustrie, dem Werkzeugmaschinenbau oder dem Turbinenbau häufig eingesetzten Ni-Basislote mit nano- und mikroskaligen Ni-Partikeln modifiziert werden, mit dem Ziel, den Schmelzbereich sowie die Mikrostruktur der erzeugten Lötverbindungen gezielt auf den jeweiligen Anwendungsfall einzustellen. Der Lötprozess selbst soll weiterhin bei „üblicher“ resp. vom Lothersteller empfohlener Löttemperatur erfolgen, sodass bestehende Lötprozesse auch weiterhin einsetzbar sind. Während des Lötprozesses sollen die zugegebenen Ni-Partikel im schmelzflüssigen Lot aufgelöst bzw. aufgeschmolzen und damit die Zusammensetzung der Legierung in Richtung der Ni-reichen Seite des Stoffsystems verschoben werden. Dies führt in-situ zu einer vom ursprünglichen Lot abweichenden Lötnahtzusammensetzung mit einem höherem Ni-Gehalt, was in höheren Einsatztemperaturen der Verbindungen sowie durch Abnahme des Gehalts sprödphasenbildender Elemente in einer Verringerung der Sprödphasenproblematik und damit verbunden verbesserten mechanischen Eigenschaften resultiert.

Da mit den modifizierten Loten Temperaturbeständigkeiten der Verbindungen erzielt werden sollen, die mit konventionellen Ni-Basisloten bisher nicht erreichbar sind, können KMU, die diese Lote verwenden oder herstellen, ihre Geschäftsfelder erweitern und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit erhöhen. Die erwarteten verbesserten mechanischen Eigenschaften führen zu einer höheren Qualität der Verbindungen und damit einer erhöhten Produktattraktivität. Zudem erlaubt die Reduzierung der Sprödphasenproblematik den anwendenden KMU eine flexiblere (Erweiterung der Fertigungstoleranzen bzgl. Spaltbreite) und wirtschaftlichere Fertigung (Verzicht auf lange Haltezeiten oder nachträgliche Wärmebehandlungen zur Reduzierung der Sprödphasen).