DE102008045293A1

DE102008045293A1 - Vorrichtung zur Aufnahme von schmelzflüssigem Lot

Info

Publication number: DE102008045293A1
Application number: DE200810045293
Authority: DE
Inventors: Ralf Gärtner
Original assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Current assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von schmelzflüssigem Lot mit einem Aufnahmekörper, der zumindest im Bereich von Benetzungsflächen, die einem Kontakt mit dem Lot ausgesetzt sind, mit einer Oberfläche aus Graphit versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von schmelzflüssigem Lot mit einem Aufnahmekörper, der zumindest im Bereich von Benetzungsflächen, die einem Kontakt mit dem Lot ausgesetzt sind, mit einer Oberfläche aus Graphit versehen ist.
Vorrichtungen der eingangsgenannten Art werden beispielsweise ausgeführt als so genannte Lottiegel zur Temperierung und Aufnahme eines Lotbades. Aufgrund der zunehmenden Verwendung von bleifreiem Lot sind an den zur Aufnahme von schmelzflüssigem Lot dienenden Lottiegeln besondere Oberflächenbeschichtungen notwendig geworden, um unerwünschten Diffusionseffekten entgegenzuwirken. Insbesondere hat man festgestellt, dass es beim Fehlen entsprechend ausgebildeter Beschichtungen zu einer „Ablegierung” des Lottiegels und einer entsprechenden „Auflegierung” des Lotbades und somit zu einer Änderung der Legierungszusammensetzung des Lotbades kommt. Darüber hinaus können entsprechende Oberflächenbeschichtungen des Lottiegels auch notwendig sein, um einer Korrosion des Lottiegels entgegenzuwirken.
Anstatt der Verwendung eines Lottiegels mit einer als Diffusions-Sperrschicht wirkenden Oberflächenbeschichtung ist es auch möglich, den Lottiegel insgesamt aus einem Material auszubilden, das sich als wenig korrosionsanfällig bzw. möglichst diffusionsbeständig erweist. Da geeignete Materialien, wie beispielsweise Edelstahl oder Titan sich als aufwendig in der Bearbeitung und teilweise auch relativ schlecht wärmeleitend erweisen, zeichnen sich die bekannten zur Temperierung und Aufnahme von bleifreiem Lot geeigneten Lottiegel regelmäßig durch hohe Herstellungs- oder Betriebskosten aus.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme von schmelzflüssigem Lot vorzuschlagen, die kostengünstig herstellbar ist, und die sich durch vergleichsweise niedrige Betriebskosten auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme von schmelzflüssigem Lot weist einen Aufnahmekörper auf, der zumindest im Bereich von Benetzungsflächen, die einem Kontakt mit dem Lot ausgesetzt sind, mit einer Oberfläche aus Graphit versehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist eine Kontaktfläche zum Schmelzbad geschaffen, die sich einerseits durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und andererseits durch gute Wärmleiteigenschaften auszeichnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl zur stationären Aufnahme von schmelzflüssigem Lot, wie beispielsweise ein Lottiegel, als auch zur temporaren Aufnahme von schmelzflüssigem Lot dienen, wie es beispielsweise bei Komponenten von Fördereinrichtungen, also etwa Gehäuseteile, Förderelemente oder Ausgabeeinrichtungen, der Fall ist, bei denen zumindest während der Dauer der Förderung Benetzungsflächen entstehen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es, die Vorrichtung kostengünstig herzustellen, beispielsweise in einem bekannten Formgebungsverfahren als Graphitformkörper oder als Metallgusskörper, der mit einer Graphitbeschichtung versehen ist. Insbesondere im letzteren Fall kommt der Graphitbeschichtung die Wirkung einer Diffusionssperre zu, die der Migration von Legierungsbestandteilen aus dem unter der Graphitsperrschicht ausgebildeten Formkörper, also beispielsweise ein Metallgusskörper, entgegenwirkt.
Je nach den Anforderungen, die an die Legierungskonstanz des Lotbades gestellt werden, kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, die Graphitoberfläche mit einer Sperrschicht zur Unterdrückung einer Kohlenstoffmigration in das Lotbad zu versehen. Hierdurch kann ein „Aufkohlen” des Lotbades in den Fällen verhindert werden, in denen beispielsweise eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts des Lotbades zu einer unerwünschten Versprödung der mit dem Lot hergestellten Lotstellen führen würde.
In einer möglichen Ausführungsform kann die Sperrschicht aus einem Glas-Kohlenstoff, insbesondere karbonisiertem Phenolharz, bestehen.
Eine alternative Möglichkeit zur Ausbildung der Sperrschicht besteht darin, diese aus einem pyrolytisch auf die Graphitoberfläche abgeschiedenen Kohlenstoff herzustellen.
Zur Ausbildung einer besonders haltbar mit der Graphitoberfläche verankerten Sperrschicht ist es vorteilhaft, diese vermittels Anwendung eines CVI-Verfahrens (Chemical Vapor Infiltration) zu erzeugen.
Zur Ausbildung einer Sperrschicht mit vergleichsweise großer Schichtdicke ist es vorteilhaft, wenn die Sperrschicht vermittels Anwendung eines CVD-Verfahrens (Chemical Vapor Deposition) erzeugt ist.
Die Ausbildung einer besonders schlag- und abriebfesten Sperrschicht wird möglich, wenn die Sperrschicht aus einer Beschichtung der Graphitoberfläche mit Siliziumkarbit gebildet ist.
Weitere vorteilhafte Möglichkeiten zur Ausbildung der Sperrschicht bestehen darin, diese aus Bornitrit oder Titannitrit herzustellen.
In einer möglichen Ausführungsform ist die Vorrichtung als Lottiegel zur Aufnahme eines Lotbades ausgebildet, so dass die Vorrichtung zur Durchführung entsprechender Belotungsverfahren verwendbar ist.
Besonders vorteilhaft kann es auch sein, die Vorrichtung als Anlagenbestandteil einer Applikationseinrichtung zur Applikation eines schmelzflüssigen Lots auszubilden, so dass die Vorrichtung nicht nur zur Temperierung und Aufnahme eines Lotbades sondern auch zu dessen Applikation verwendbar ist.
Insbesondere bei Verwendung der Vorrichtung im Zusammenhang mit dem Betrieb eines Schwall- oder Wellenlotbades kann die Vorrichtung als Fördereinrichtung der Applikationseinrichtung ausgebildet sein.
Auch ist es möglich, die Vorrichtung als ein Element einer Leitungseinrichtung der Applikationseinrichtung auszubilden, um auch über die Förderstrecke bis hin zum Applikationsort die eingangsbeschriebenen vorteilhaften Wirkungen nutzen zu können.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungen der Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine als Lottiegel ausgebildete Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine als Lottiegel ausgebildete Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
3 eine als Lottiegel ausgeführte Vorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
1 zeigt einen Lottiegel 10, der zur Temperierung und Aufnahme eines Lotbades 11 in einer durch eine Bodenwandung 12 und eine Seitenwandung 13 begrenzten Lotwanne 14 dient. Im Falle der in 1 dargestellten Ausführungsform weist der Lottiegel 10 einen Tiegelkörper 19 aus Graphit auf, der in der Bodenwandung 12 eine Gehäusebohrung 15 mit einer hier als Einsatzpatrone ausgebildeten Beheizungseinrichtung 16 aufweist, die über elektrische Anschlüsse 17, 18 mit einer Heizspannung beaufschlagbar ist. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des aus Graphit gebildeten Tiegelkörpers 19 durch Wärmeübergang zwischen einer durch das Lotbad 11 bedeckten Benetzungsfläche 20 der Lotwanne 14 und dem Lotbad 11 eine schnelle Aufheizung des Lotbades 11 bereits bei relativ niedriger Temperatur des Tiegelkörpers 19 möglich.
2 zeigt einen Lottiegel 20, der einen hier beispielsweise als Metallgusskörper ausgeführten Tiegelkörper 21 aufweist, welcher übereinstimmend mit dem in 1 dargestellten Tiegelkörper 19 in einer Gehäusebohrung 15 mit einer Beheizungseinrichtung 16 versehen ist.
Eine im Tiegelkörper 21 ausgebildete und durch eine Bodenwandung 22 sowie einer Seitenwandung 23 begrenzte Lotwanne 24 weist zur Ausbildung einer Benetzungsfläche 25 eine Graphitbeschichtung 26 auf.
3 zeigt einen Lottiegel 27, der hier in Übereinstimmung mit dem in 2 dargestellten Lottiegel 20 einen ebenfalls als Metallgusskörper ausgebildeten Tiegelkörper 28 aufweist, der in einer Bodenwandung 29 eine in eine Gehäusebohrung 15 eingesetzte Beheizungseinrichtung 16 aufweist. Durch die Bodenwandung 29 und eine Seitenwandung 30 begrenzt wird eine Lotwanne 31, die eine durch eine Sperrschicht 32 gebildete, dem Lotbad 11 zugewandte Benetzungsfläche 33 aufweist. Zwischen der Sperrschicht 32 und dem Tiegelkörper 28 befindet sich eine Graphitbeschichtung 34.

Claims

Vorrichtung zur Aufnahme von schmelzflüssigem Lot mit einem Aufnahmekörper (19, 21, 28), der zumindest im Bereich von Benetzungsflächen (25, 33), die einem Kontakt mit dem Lot (11) ausgesetzt sind, mit einer Oberfläche aus Graphit (26, 34) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphitoberfläche (34) mit einer Sperrschicht (32) zur Unterdrückung einer Kohlenstoffmigration in das Lot (11) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (32) aus einem Glas-Kohlenstoff, insbesondere karbonisiertem Phenolharz, gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (32) aus einem pyrolytisch auf die Graphitoberfläche (34) abgeschiedenen Kohlenstoff gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (32) vermittels Anwendung eines CVI-Verfahrens erzeugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (32) vermittels Anwendung eines CVD-Verfahrens erzeugt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (32) aus einer Beschichtung der Graphitoberfläche (34) mit Siliziumkarbit gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (32) aus einer Beschichtung der Graphitoberfläche mit Bornitrit gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (32) aus einer Beschichtung der Graphitoberfläche (34) mit Titannitrit gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Lottiegel (10, 20, 27) zur Aufnahme eines Lotbades (11) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Anlagenbestandteil einer Applikationseinrichtung zur Applikation eines schmelzflüssigen Lotes ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als zumindest ein Element einer Fördereinrichtung der Applikationseinrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als zumindest ein Element einer Leitungseinrichtung der Applikationseinrichtung ausgebildet ist.