Luty na osnowie miedzi

Luty na osnowie miedzi

Temperatura topnienia czystej miedzi wynosi 1083 °C, lutowanie więc miedzią wymaga stosowania temperatur rzędu 1100-1200°C. Miedź ma dobre własności lutownicze. W stanie ciekłym dobrze zwilża łączone metale (szczególnie stale) i tworzy wytrzymałe i stosunkowo plastyczne połączenia. Przy lutowaniu nie należy jednak miedzi przegrzewać, gdyż wtedy łatwo rozpuszcza ona gazy (tlen, wodór), wskutek czego wytworzona lutowina może być krucha i porowata.

Poważną zaletą miedzi jest wysoka przewodność elektryczna.
Wytrzymałość na rozciąganie czystej miedzi w stanie wyżarzonym wynosi 245-265 MPa, przy wydłużeniu sięgającym 40-50%. Wytrzymałość na rozciąganie połączeń wykonanych za pomocą miedzi waha się od 295–345 MPa.
Czystą miedź stosuje się przede wszystkim do lutowania w redukujących atmosferach gazowych (zwykle wodorowych) wszystkich rodzajów stali, a więc węglowych, stopowych i szybkotnących, a także stopów miedzi, zwłaszcza zawierających większe ilości niklu. Czasem miedź bywa używana do lutowania żeliwa oraz stopów żarowytrzymałych stosowanych w konstrukcjach turbin gazowych. Dobre wyniki uzyskuje się również przy nalutowywaniu za pomocą miedzi nakładek narzędziowych z węglików spiekanych i stali szybkotnących.

W przypadku stosowania atmosfery redukującej, lutowanie miedzią można przeprowadzać na ogół bez użycia topników. Lutowanie w powietrzu bez topników jest niemożliwe, gdyż w obecności tlenu w lutowinie tworzą się gazowe pory i pęknięcia, jako efekt występowania eutektyki Cu-Cu2O.

Do celów lutowniczych zalecane jest stosowanie miedzi elektrolitycznej wolnej od domieszek arsenu (wywołującego kruchość). Jeśli miedź odtleniana jest fosforem, to ilość tego składnika pozostającego w niej powinna; być możliwie mała, ponieważ fosfor również wpływa na kruchość miedzi.

W tabeli podano skład chemiczny lutu miedzianego wg PN, przeznaczonego do lutowania płytek z węglików spiekanych.
Niekiedy zamiast czystej miedzi stosuje się stopy miedzi z niewielkimi ilościami (0,5 do 5,0%) niklu, kobaltu lub chromu. Te luty mają zastosowanie przede wszystkim do lutowania przedmiotów stalowych, podlegających po lutowaniu obróbce cieplnej.

Poważną wadą lutowania miedzią jest stosunkowo wysoka temperatura procesu, co z jednej strony powoduje duże zużycie energii, z drugiej — często wywołuje pogorszenie własności mechanicznych lutowanych przedmiotów, wskutek zmian struktury podczas nagrzewania.

Z tego powodu obok czystej miedzi, jako luty znalazły szerokie zastosowanie jej stopy. Z wieloma pierwiastkami miedź tworzy stopy, których temperatury topnienia są niższe niż temperatura topnienia miedzi. Do takich pierwiastków należą m.in. cynk, srebro, złoto, cyna, mangan i fosfor. Natomiast nikiel i żelazo podwyższają temperaturę topnienia i ich zawartość (z wyjątkiem lutów specjalnych) powinna być ograniczona.

Jako luty znalazły zastosowanie stopy miedź-cynk (często z dodatkami cyny i krzemu), miedź-cynk-nikiel, miedź-cynk-mangan, miedź-nikiel, miedź–nikiel-mangan, miedź-złoto, miedź-pallad, miedź-fosfor (czasem z dodatkiem srebra lub antymonu) oraz miedź-srebro.