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Verfahren zur Vorbereitung von Aluminium oder
Aluminiumlegierungen für das Weichlöten
Beim heutigen Stand der Löttechnik strebt man im Interesse einer ökonomischeren Verarbeitung danach, die Gegenstände möglichst im Massenverfahren zu verlöten. Für die Vorbereitung desselben hat sich die Verzinnung durch Tauchverfahren am besten bewährt. Die Massenverlötung von Aluminiumgegenständen ist nicht so verbreitet wie diejenige von Kupfer- und Eisenblechen, was hauptsächlich an der bekannten Schwierigkeit und Umständlichkeit der Aluminiumverlötung liegt. Die Erfindung ermöglicht die Vorverzinnung von Aluminiumgegenständen.
Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens kann man Gegenstände, wie Bleche aus Reinaluminium oder aus überwiegend Aluminium enthaltenden Legierungen durch Tauchverfahren vorverzinnen und dadurch eine wirtschaftlichere Löttechnologie verwenden.
Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die chemisch und/oder mechanisch gereinigte und aufgerauhte Oberfläche des Aluminiumgegenstandes durch Eintauchen in ein Metallbad mit einem diffus bindenden, weichlötbaren Metallüberzug versehen wird, ohne die zu behandelnde Fläche mit einem Werkzeug, z. B. mit einem Lötkolben, zu berühren oder dieselbe einer Vibration, z. B. mittels Ultraschallwellen, auszusetzen. Das Metallbad soll aus einer hauptsächlich zinn-und zinkhaltigen Legierung bestehen, die sich bei einer Mindesttemperatur von 3300C verflüssigt.
Vorbedingung für die Bildung einer diffus bindenden Metallschicht (im weiteren : Vorverzinnung) auf dem Aluminiumgegenstand ist, dass die betreffende Fläche vor dem Eintauchen in das Verzinnungsbad mit einem lötungsbeschleunigenden Dekapiermittel überzogen wird. Das Verzinnungsbad muss im Liquiduszustand zweckmässig eine Temperatur zwischen 330 und 5000C haben. Die so vorverzinnten Flächen lassen sich nun miteinander oder mit andern weichlötbaren Metallen (z. B. mit verzinntem Eisen- oder Stahlblech) in der üblichen Weise verlöten. Da aber der vorverzinnte Metallüberzug zur Kristallisation neigt, ist es zweckmässig, eine zweite, zinklose Verzinnung vorzunehmen.
Nach dieser zweifachen Vorverzinnung kann man das Werkstück mit einem in gleicherWeise vorverzinntenAluminiumgegenstand, aber auch mitandern weichlötbaren Metallen, die ein gutes Anlaufen der üblichen Lötmittel gewährleisten, d. h. unter Beibehaltung einer für die Lötgüte bezeichnenden Kapillaraktivität, mit bestem Erfolg verbinden.
Eine Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass man den kaltgezogenen Aluminiumgegenstand, z. B. das in Fernmeldegeräten verwendete Kondensatorgehäuse bei 25-30 C 3-4 min lang in eine tige Natronlauge eintaucht. Danach wird der Gegenstand aus dem Laugenbad entfernt, reingewaschen, getrocknet und bis zur Höhe der beabsichtigten Vorverzinnung in ein am Wasserbad erwärmtes Dekapiermittel eingetaucht. Das dekapierte Kondensatorgehäuse wird bis zur Verzinnungshöhe in ein auf etwa 4000C erhitztes Vorverzinnungsbad, zweckmässig folgender Zusammensetzung, getaucht : 2 Gew.-Teile Zinn, 2 Gew.-Teile Blei, 1 Gew.-Teil Zink.
Bei einem Gehäuse von 0, 5 bis 0, 8 mm Wandstärke erfolgt die metallische Verbindung zwischen der Aluminiumoberfläche und der Legierung des Vorverzinnungsbades innerhalb 2-3 sec ; dass die Bindung stattgefunden hat. kann man an einer Änderung des Grenzwinkels der beiden Flehen erkennen. Nach beendeter Oberflächenlegierung hebt man das Gehäuse aus dem Vorverzinnungsbad, entfernt mit kräftigem Schütteln den flüssigen Metallüberschuss und taucht sodann das Gehäuse in ein zweites Bad von etwa 300oC, zusammengesetzt aus 60% Zinn und 40% Blei.
Nun kann man an das vorverzinnte Aluminiumgehäuse einen ähnlicherweise überzogenen und in der
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Form entsprechenden Deckel aus Aluminium oder verzinntem Eisenblech mit den handelsüblichen Weichlötmetallen befriedigend anlöten. Die so verschlossenenKondensatorgehäuse zeigten weder in Heisswasser noch bei 90 Hg mm Vakuum die geringste Undichtigkeit.
Im Gegensatz zu den früher bekannten Methoden hat das Verfahren laut Erfindung den Vorteil, dass man dadurch die Oberflächen von Aluminiumgegenständen mit einem metallisch bindenden Überzug versehen, also dieselben durch Eintauchen vorverzinnen kann, was bisher allein bei Schwer-und Buntmetallen, z. B. Eisen oder Kupfer, möglich war. Ausserdem gestattet das Verfahren das gleichzeitige Vorverzinnen einer grossen Anzahl von Werkstücken, oder, bei Gegenständen von gleicher Grösse, das Automatisieren des Vorganges, was mit den bekannten Verfahren auch nicht möglich war.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Vorbereitung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen für das Weichlöten unter Verwendung eines Vorlotes, wobei als Dekapiermittel die fett-und/oder harzsauren Salze von Metallen, deren elektrochemisches Potential positiver als dasjenige des Aluminiums ist, verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verlötende Fläche des Aluminiumgegenstandes nach dem Dekapieren in ein auf 330-5000C erhitztes, überwiegend zinn-und zinkhaltiges Metallbad getaucht und darin so lange belassen wird, bis eine feste Bindung durch Diffusion zwischen dem Überzugsmetall oder der-legierung und dem Grundmetall bzw. der-legierung hergestellt ist.