Verfahren zur Vorbereitung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen für das Weichlöten Beim heutigen Stand der Löttechnik strebt man im Interesse einer ökonomischeren Verarbeitung da nach, die Gegenstände möglichst im Massenverfah ren zu verlöten. Für die Vorbereitung desselben hat sich die Vorzinnung durch Tauchverfahren am be sten bewährt. Die Massenvorlötung von Aluminium gegenständen 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 er- findungsgemässen Verfahrens kann man Gegen stände, wie Bleche aus Reinaluminium oder aus überwiegend Aluminium enthaltenden Legierungen, durch Tauchverfahren vorverzinnen und dadurch eine wirtschaftlichere Löttechnologie verwenden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbe reitung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen für das Weichlöten unter Verwendung eines Vorlotes, durch chemische oder mechanische Reinigung, Deka pieren und Eintauchen der zu verlötenden Metall- oberfläche in ein auf 330-500 C erhitztes, überwie gend zinn- und zinkhaltiges Metallbad. Das erfin- dungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dekapieren mit Hilfe von Dekapiermitteln durchgeführt wird, welche fett- und/oder harzsaure Salze von Metallen, deren elektrochemisches Poten tial positiver als dasjenige des Aluminiums ist, ent halten.
Ausser den fett- und/oder harzsauen Salzen können gegebenenfalls auch freie Fett- und/oder Harzsäuren vorhanden sein, und nach dem Eintau chen die vorverzinnte Metallfläche mit einer zweiten, aus Zinn und/oder Blei bestehenden zinkfreien Metallschicht versehen wird. Das Verzinnungsbad muss im liquidus>-Zustand sein und zweckmässig eine Temperatur zwischen 330 und 500 C aufwei sen. Der Aluminiumgegenstand sollte solange in dem Metallbad belassen werden, bis eine feste Bindung durch Diffusion zwischen dem Überzugsmetall oder Überzugslegierung und dem Grundmetall, bzw. der Grundlegierung hergestellt ist. Die so vorverzinnten Flächen lassen sich nun miteinander oder mit ande ren weichlötbaren Metallen (z. B. mit verzinnten Eisen- oder Stahlblech) in der üblichen Weise verlö ten.
Da aber der vorverzinnte Metallüberzug zur Kri stallisation neigt, ist es zweckmässig eine zweite, zinklose Verzinnung vorzunehmen. Nach dieser zweifachen Vorverzinnung kann man das Werkstück mit einem in gleicher Weise vorverzinnten Aluminium gegenstand, aber auch mit anderen weichlötbaren Metallen, die ein gutes Anlaufen der üblichen Löt- mittel 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 kaltgezoge nen Aluminiumgegenstand,z. B. das in Fernmeldege räten verwendete Kondensatorgehäuse bei 25-30 C 3-4 Minuten lang in eine 15 %ige Natriumhydroxid- lösung eintaucht. Danach wird der Gegenstand aus dem Laugenbad entfernt, reingewaschen, getrocknet und bis zur Höhe der beabsichtigten Vorverzinnung in ein am Wasserbad erwärmtes Dekapiermittel ein getaucht.
Das dekapierte Kondensatorgehäuse wird bis zur Verzinnungshöhe in ein, auf etwa 400 C er hitztes Vorverzinnungsbad, zweckmässig folgender Zusammensetzung getaucht: 2 Gewichtsteile Zinn, 2 Gewichtsteile Blei, 1 Gewichtsteil Zink. Bei einem Gehäuse von 0,5-0,8 mm Wandstärke erfolgt die metallische Verbindung zwischen der Aluminium oberfläche und der Legierung des Vorverzinnungsba- des innerhalb 2-3 Sekunden; dass die Bindung statt gefunden hat, kann man an einer Änderung des Grenzwinkels der beiden Flächen erkennen.
Nach beendeter Oberflächenlegierung hebt man das Ge häuse aus dem Vorvezinnungsbad, entfernt den flüs sigen Metallüberschuss mit kräftigem Schütteln und taucht sodann das Gehäuse in ein zweites Bad von etwa 300 C, zusammengesetzt aus 60 % Zinn und 40 % Blei. Man kann auch mit Bädern, die nur Zinn oder nur Blei enthalten, arbeiten. Nun kann man an das vorverzinnte Aluminiumgehäuse einen ähnlicher weise überzogenen und in der Form entsprechenden Deckel aus Aluminium oder verzinntem Eisenblech mit den handelsüblichen Weichlötmetallen befriedi gend anlöten.
Die so verschlossenen Kondensatorge häuse zeigten weder in Heisswasser, noch bei 90 mm/Hg Vakuum die geringste Undichtigkeit.
Im Gegensatz zu den früher bekannten Methoden hat das Verfahren laut Erfindung den Vorteil, dass man dadurch die Oberflächen von Aluminiumgegen- ständen mit metallisch bindendem 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 Gegen- ständen von gleicher Grösse, das Automatisieren des Vorganges, was mit den bekannten Verfahren auch nicht möglich war.
Process for preparing aluminum or aluminum alloys for soft soldering In the current state of soldering technology, in the interest of more economical processing, the aim is to solder the objects using the mass process as possible. For the preparation of the same, pre-tinning by dipping processes has proven to be best. The bulk pre-soldering of aluminum objects is not as common as that of copper and iron sheets, which is mainly due to the known difficulty and laboriousness of aluminum soldering.
The invention enables aluminum objects to be pre-tinned. By using the method according to the invention, objects, such as sheets made from pure aluminum or from predominantly aluminum-containing alloys, can be pre-tinned by dipping processes and thus a more economical soldering technology can be used.
The invention relates to a method for preparing aluminum or aluminum alloys for soft soldering using a pre-solder, pieren by chemical or mechanical cleaning, Deka and dipping the metal surface to be soldered in a heated to 330-500 C, predominantly tin and zinc-containing metal bath. The method according to the invention is characterized in that the pickling is carried out with the help of pickling agents which contain fatty and / or resinous salts of metals whose electrochemical potential is more positive than that of aluminum.
In addition to the fatty and / or acidic salts, free fatty and / or resin acids may optionally also be present, and after immersion the pre-tinned metal surface is provided with a second zinc-free metal layer consisting of tin and / or lead. The tin-plating bath must be in the liquidus> state and expediently at a temperature between 330 and 500 C. The aluminum object should be left in the metal bath until a firm bond is established by diffusion between the coating metal or coating alloy and the base metal or base alloy. The pre-tinned surfaces can now be soldered to one another or to other soft-solderable metals (e.g. with tinned iron or steel sheet) in the usual way.
But since the pre-tinned metal coating tends to crystallize, it is advisable to carry out a second, zinc-free tinning. After this double pre-tinning, the workpiece can be treated with an aluminum object pre-tinned in the same way, but also with other soft-solderable metals, which ensure a good tarnish of the usual solder, i. H. while maintaining a capillary activity indicative of the soldering quality, connect with the best success.
One embodiment of the method according to the invention is that the cold-drawn aluminum object, for. B. immersed the capacitor housing used in telecommunications equipment at 25-30 C for 3-4 minutes in a 15% sodium hydroxide solution. The object is then removed from the lye bath, washed clean, dried and dipped into a pickling agent heated in a water bath up to the level of the intended pre-tinning.
The capped capacitor housing is immersed up to the level of tinning in a pre-tinning bath heated to about 400 ° C., suitably of the following composition: 2 parts by weight of tin, 2 parts by weight of lead, 1 part by weight of zinc. With a housing with a wall thickness of 0.5-0.8 mm, the metallic connection between the aluminum surface and the alloy of the pre-tinning bath takes place within 2-3 seconds; that the bond has taken place can be seen from a change in the critical angle of the two surfaces.
When the surface alloy is finished, the housing is lifted out of the pre-tinning bath, the excess liquid metal is removed with vigorous shaking and the housing is then immersed in a second bath at around 300 ° C., composed of 60% tin and 40% lead. You can also work with baths that contain only tin or only lead. Now you can solder to the pre-tinned aluminum housing a similarly coated and correspondingly shaped cover made of aluminum or tin-plated sheet iron with the commercially available soft solder metals.
The capacitor housings closed in this way showed the slightest leakage neither in hot water nor at 90 mm / Hg vacuum.
In contrast to the previously known methods, the method according to the invention has the advantage that it provides the surfaces of aluminum objects with a metallic binding coating, so they can be pre-tinned by immersion, which was previously only possible with heavy and non-ferrous metals, e.g. B. iron or copper, was possible. In addition, the method allows the simultaneous pre-tinning of a large number of workpieces, or, in the case of objects of the same size, the automation of the process, which was also not possible with the known methods.