152 Prakt. Met. Sonderband 30 (1999)
3. Präparation der Verbunde ;
Bei der metallografischen Präparation der Lötverbunde muss berücksichtigt werden, dass es sich um
eine Werkstoffkombination mit unterschiedlichen Eigenschaften wie z. B. Härte handelt. Da die zu
verbindenden Materialien in ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten differieren, ist die
Ausbildung von thermischen Spannungen im Verbund möglich. Die beim Lötvorgang entstehende
Verbindungszone weist zudem andere Merkmale auf. Desweiteren können Lötfehler wie ein
unvollständig gefüllter Lötspalt, Risse in der Lötnaht oder Poren nicht ausgeschlossen werden.
Diese Umstände gestalten die Schliffherstellung problematisch und können dazu führen, dass nicht
alle Bereiche gleich gut präpariert werden.
Die gelöteten Verbunde wurden mit einer Diamantscheibe getrennt, wobei sich die Auswahl der
Trennscheibe danach richtete, dass der Fügepartner MMC so am einfachsten bearbeitet werden
konnte. Beim Einspannen sollte auf die Proben kein zu starker Druck ausgeübt werden, um deren
Zerstören während des Trennvorganges zu verhindern. Als Einbettmasse wurde der
schnellaushärtende Kunststoff Technovit 2000 verwendet, die Aushärtung erfolgte während 30
Minuten unter UV-Einstrahlung. Zum Schleifen und mechanischen Polieren wurde die
automatische Anlage Abrapol-2 der Firma Struers eingesetzt, die mit kunstharzgebundenen
Diamantscheiben ausgerüstet ist. Der Vorteil einer automatischen Präparation liegt in deren guter
Reproduzierbarkeit.
Die Präparation begann mit dem Läppen auf einer Scheibe mit 15 um-Körnung bei einer
Andruckkraft von 100 N und einer Umlaufgeschwindigkeit von 150 Umdrehungen/min, bis die i
Planheit der Probenoberflichen erreicht war. Bedingt durch die geringe Abtragsgeschwindigkeit
beim Lippen ergaben sich fiir diesen Schritt lange Bearbeitungszeiten in der Gréssenordnung von u
15 bis 30 min. Anschliessend erfolgte das Polieren bei 9 um für 5 min, bei 6 um und 3 pm fiir 30
min und bei 1 um für 2 bis 3 min. Bei allen Schritten wurde darauf geachtet, dass genügend
Schmiermittel zugeführt wurde, um sich eventuell aus der Lötzone herauslösende Partikel schnell
von den Probenoberflächen wegzutransportieren. Um diese Partikel sowie sich in o. g. möglichen
Fehlstellen der Fügezone befindlichen Poliermittelrückstände zu entfernen und somit nicht in die
nächste Polierstufe zu übertragen, wurden die Schliffe zwischen den einzelnen Stufen jeweils im
Ultraschallbad gereinigt. Da die gleichzeitig präparierten Proben unterschiedliche Qualitäten der
Fügezonen aufwiesen und deshalb eine Beeinflussung untereinander möglich war, erfolgte deren
Endpolieren auf 1 um einzeln und mit Hand.
4. Auswertung
4.1. Lichtmikroskopie
Fligepartner: Al/SiC-MMC und 1.4301
Lot: AlSi
Léttemperatur: 600°C
Bei diesem Lötversuch entstand ein haftfester Verbund (Bild 2). Sowohl Metall als auch MMC
wurden gut vom AlSi-Lot benetzt, die jeweiligen Grenzflachen sind rissfrei. Vereinzelt sind wenige
Poren (Bildmitte) und sehr kleine Risse in der Lötzone zu erkennen. Zwischen Lot und Metall