DE102013010133A1

DE102013010133A1 - Molded part and method for producing such a molded part

Info

Publication number: DE102013010133A1
Application number: DE102013010133.6A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Powder Light Metals GmbH
Current assignee: Powder Light Metals GmbH
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2014-12-18

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Formteil zum Herstellen einer Hartlötverbindung zur Verfügung gestellt, welches einfach hergestellt werden kann und ohne eine Flussmittelbeschichtung beim Lötvorgang auskommt. Das Formteil enthält ein Lotpulver, ein Flussmittelpulver und ein Bindemittel, welches die Lotpulverteilchen und die Flussmittelpulverteilchen bei Raumtemperaturen im Formteil zusammenhält. Ein solches Formteil, vorzugsweise ein offener, geschlitzter Ring, lässt sich beispielsweise durch Spritzgießen erhalten.The present invention provides a molded part for producing a brazed connection which can be produced easily and does not require a flux coating during the soldering process. The molded part contains a solder powder, a flux powder and a binder, which holds the solder powder particles and the flux powder particles together at room temperature in the molded part. Such a molded part, preferably an open, slotted ring, can be obtained, for example, by injection molding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil zum Herstellen einer Hartlötverbindung, insbesondere zwischen zwei stranggepressten Aluminiumlegierungsrohren. Des Weiteren kann ein solches Formteil auch für Lötverbindungen mit artgleichen oder artfremden Bauteilen eingesetzt werden.The invention relates to a molded part for producing a brazed joint, in particular between two extruded aluminum alloy tubes. Furthermore, such a molded part can also be used for solder joints with similar or alien components.

Aus dem europäischen Patent EP 916 909 B1 ist bekannt, hierfür einen Ring aus einem Lotmaterial zu verwenden, der auf das stranggepresste Rohr aufgesetzt wird. Anschließend wird der Verbindungsbereich mit einem Flussmittel beschichtet und die Beschichtung getrocknet. Dieses stranggepresste Rohr mit dem Lotring wird so in das Druckgussrohr eingesetzt, dass der Lotring im Überlappungsbereich angeordnet ist. Der Hartlötvorgang wird in einer Stickstoffgasatmosphäre durchgeführt. Der zusätzliche Vorgang des Beschichtens mit Flussmittel ist dabei nachteilig.From the European patent EP 916 909 B1 It is known to use a ring made of a solder material, which is placed on the extruded tube. Subsequently, the connection area is coated with a flux and dried the coating. This extruded tube with the solder ring is inserted into the die-cast tube so that the solder ring is arranged in the overlap area. The brazing operation is carried out in a nitrogen gas atmosphere. The additional process of coating with flux is disadvantageous.

Einen verbesserten Lotring zeigt das Dokument WO 2007/140236 A1 . Dieser Lotring ist im Querschnitt C-förmig, wobei auf der Innenseite des Rings im Lotmaterial eine Ringnut vorgesehen ist, die mit einem Flussmittel befüllt ist. Damit dieses Flussmittel im Lotring verbleibt, wird das Flussmittel mit Hilfe eines Bindemittels in der Ringnut verklebt. Ein solcher mit Flussmittel ausgestatteter Lotring hat den Vorteil, dass beim Lötvorgang auf ein zusätzliches Beschichtungen mit Flussmittel verzichtet werden kann. Nachteilig ist jedoch die aufwendige Herstellung eines solchen Lotrings.An improved solder ring shows the document WO 2007/140236 A1 , This solder ring is C-shaped in cross-section, wherein on the inside of the ring in the solder material an annular groove is provided, which is filled with a flux. So that this flux remains in the solder ring, the flux is bonded by means of a binder in the annular groove. Such a solder ring equipped with flux has the advantage that during the soldering process, additional coatings with flux can be dispensed with. However, a disadvantage is the complicated production of such a solder ring.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Formteil zum Herstellen einer Hartlötverbindung zur Verfügung zu stellen, welches einfach hergestellt werden kann und ohne eine Flussmittelbeschichtung beim Lötvorgang auskommt.The object of the present invention is to provide a molded part for producing a brazed joint, which can be produced easily and manages without a flux coating during the soldering process.

Diese Aufgabe wird mit einem Formteil zum Herstellen einer Hartlötverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. Ein solches Formteil lässt sich nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 10 bis 15 herstellen.This object is achieved with a molded part for producing a brazed joint having the features of claim 1. Advantageous embodiments are given in the dependent claims 2 to 9. Such a molding can be produced by a process according to claims 10 to 15.

Dieses Formteil ist aus einem Pulvergemenge hergestellt. Das Formteil selbst enthält Lotpulverpartikel, Flussmittelpulverpartikel und ein Bindemittel. Zur Herstellung wird ein Pulvergemenge eingesetzt, dass drei Pulverbestandteile aufweist, nämlich als ersten Pulverbestandteil ein Lotpulver, als zweiten Pulverbestandteil ein Flussmittelpulver und als dritten Pulverbestandteil ein Bindemittelpulver.This molding is made from a powder mixture. The molding itself contains solder powder particles, flux powder particles and a binder. For the preparation of a powder mixture is used, which has three powder constituents, namely as the first powder component, a solder powder, as a second powder component, a flux powder and a third powder component, a binder powder.

Das Lotpulver enthält Pulverpartikel auf der Basis von Metallpulvern oder Legierungspulvern, welche mindestens die drei Elemente Aluminium, Zink und Silizium aufweisen. Dies bedeutet, in dem ursprünglichen Pulvergemenge und in dem Formteil können Aluminium, Zink und Silizium elementar oder als Legierung vorliegen. Bevorzugt sind AlZnSi-Legierungen oder ZnAlSi-Legierungen. Besonders bevorzugt sind AlZnSi-Legierungen mit 10 bis 30 Gew.% Zink und 5 bis 15 Gew.% Silizium. Diese Legierungen weisen einen Schmelzpunkt von höchstens 550°C auf, was für die Anwendung eines solchen Formteils zum Hartlöten einer Aluminiumverbindung, bestehend aus zwei stranggepressten Rohren aus Aluminiumlegierungen, von Vorteil ist. Je niedriger der Schmelzpunkt des Lotes ist, umso größer ist die Vielfalt der auswählbaren Legierungen, die zur Herstellung der stranggepressten Rohre eingesetzt werden können. AlZnSi-Legierungen mit einem hohen Anteil an Zink weisen besonders niedrige Schmelztemperaturen auf. Bei geringen Anteilen an Zink, nämlich < 10 Gew.% wird die Schmelztemperatur nicht ausreichend gesenkt. Bei einem Anteil von 30 Gew.% Zink kann der Schmelzpunkt bis auf 510°C reduziert werden. Hohe Anteile an Zink in dem Lot beeinflussen jedoch auch in negativer Weise die Benetzbarkeit des Lotes, so dass der Anteil an Zink in vorteilhafter Weise nicht größer als 30 Gew.% sein sollte. Die Benetzbarkeit des Lotes wird andererseits durch die Zugabe an Silizium verbessert. Zusätzlich kann der Schmelzpunkt durch eine Zugabe von bis 4 Gew.% Kupfer gesenkt werden. Ein solches Lot kann jedoch bei Anwendung des Formteils für eine Hartlötverbindung zwischen Bauteilen aus unedleren Legierungen zu Korrosionsproblemen führen.The solder powder contains powder particles based on metal powders or alloy powders which have at least the three elements aluminum, zinc and silicon. This means that in the original powder mixture and in the molded part, aluminum, zinc and silicon may be present elementally or as an alloy. AlZnSi alloys or ZnAlSi alloys are preferred. AlZnSi alloys with 10 to 30% by weight of zinc and 5 to 15% by weight of silicon are particularly preferred. These alloys have a melting point of at most 550 ° C, which is advantageous for the use of such a molding for brazing an aluminum compound consisting of two extruded aluminum alloy tubes. The lower the melting point of the solder, the greater the variety of selectable alloys that can be used to make the extruded tubes. AlZnSi alloys with a high proportion of zinc have particularly low melting temperatures. At low levels of zinc, namely <10 wt.%, The melting temperature is not lowered sufficiently. With a proportion of 30% by weight of zinc, the melting point can be reduced to 510 ° C. However, high levels of zinc in the solder also negatively affect the wettability of the solder so that the level of zinc should advantageously not exceed 30% by weight. On the other hand, the wettability of the solder is improved by the addition of silicon. In addition, the melting point can be lowered by adding up to 4 wt.% Copper. However, such a solder can lead to corrosion problems when using the molded part for a braze joint between components made of less noble alloys.

Zur Erzielung einer guten Hartlötverbindung sollten die Lotpulverteilchen nicht zu groß sein. Gute Ergebnisse sind in der Vergangenheit mit Partikelgrößen von höchstens 45 μm erhalten worden.To obtain a good braze joint, the solder powder particles should not be too large. Good results have been obtained in the past with particle sizes of at most 45 μm.

Das Formteil enthält des Weiteren als zweiten Pulverbestandteil ein Flussmittelpulver auf der Basis von Alkalimetallfluoriden, die ebenfalls eine Schmelz- und Wirktemperatur unterhalb von 550°C besitzen. Insbesondere wird ein Flussmittelpulver ausgewählt, das einen im Vergleich zum Lot geringeren Schmelzpunkt besitzt. Eine zusätzliche Schmelzpunkterniedrigung kann durch einen Anteil an Cäsiumaluminiumfluorid-Pulver von mehr als 10 Gew.% Cäsiumaluminiumfluorid-Pulver erzielt werden. Enthält das gesamte Flussmittelpulver mindestens einen Anteil von 40 Gew.% Cäsiumaluminiumfluorid-Pulver und werden die verbleibenden höchstens 60 Gew.% Flussmittelpulver durch ein Kaliumaluminiumfluorid-Pulver gebildet, so liegt der Schmelzpunkt bei höchstens 520°C und kann bei steigenden Anteilen an Cäsiumaluminiumfluorid in vorteilhafter Weise auf 450°C gesenkt werden.The molding further contains, as the second powder constituent, a flux powder based on alkali metal fluorides, which also have a melting and working temperature below 550 ° C. In particular, a flux powder is selected which has a lower melting point compared to the solder. An additional melting point reduction can be achieved by a proportion of cesium aluminum fluoride powder of more than 10 wt.% Cesium aluminum fluoride powder. If the total flux powder contains at least 40% by weight of cesium aluminum fluoride powder and the remaining at most 60% by weight of flux powder is formed by a potassium aluminum fluoride powder, the melting point is at most 520 ° C. and can be more advantageous with increasing proportions of cesium aluminum fluoride Be lowered to 450 ° C.

Zusätzlich enthält das Formteil ein Bindemittel, welches die Lotpulverpartikel und die Flussmittelpulverpartikel in dem Formteil zusammenhält. Zur Herstellung des Formteils wird dem Gemenge aus Lotpulver und Flussmittelpulver ein Bindemittelpulver zugegeben. Das Bindemittelpulver kann ein Granulat aus bekannten Bindemitteln sein, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise aus Polyethylen, Polypropylen oder Polymethylmethacrylaten. Ähnliche Eigenschaften wie diese thermoplastischen Materialien können auch verschiedene Polycarbonate zeigen. Es werden solche Materialien als Bindemittelpulver ausgewählt, die einen niedrigen Schmelz- oder Erweichungspunkt bzw. ein niedriges Schmelz- oder Erweichungsintervall besitzen, so dass sichergestellt ist, dass einerseits das Bindemittelpulver unterhalb des Schmelzpunktes des Lotpulvers sowie des Flussmittelpulvers schmelzen oder erweichen kann, aber andererseits bei Raumtemperaturen im festen Zustand ist, so dass das Formteil bei Raumtemperaturen seine gewünschte Form beibehält. Das Bindemittelpulver in dem ursprünglichen Pulvergemenge ermöglicht damit die Formgebung des Pulvergemenges zu einem Pulverrohling, ohne dass das Lotpulver oder Flussmittelpulver aufgeschmolzen werden, da allein das aufgeschmolzene Bindemittel eine fließfähige Masse erzeugt, die bei der Herstellung des Formteils in einfacher Weise eine Formgebung zu einem gewünschten Pulverrohling ermöglicht. Des Weiteren ermöglichen die thermoplastischen Eigenschaften des Bindemittels die weitere Umformung des Pulverrohlings. Nach einem Abkühlvorgang, bei dem das Bindemittel erstarrt, und gegebenenfalls ein oder mehreren weiteren Bearbeitungsvorgängen, welche beispielsweise Trennvorgänge einschließen, wird dann die gewünschte Endkontur des Formteil erhalten. Eine Handhabung und ein Transport des Formteils bei Raumtemperaturen wird durch das erstarrte Bindemittel ermöglicht, welches die Lotpulverpartikel und die Flussmittelpulverpartikel im Formteil zusammenhält.In addition, the molding contains a binder which holds together the solder powder particles and the flux powder particles in the molding. to Production of the molding is added to the batch of solder powder and flux powder, a binder powder. The binder powder can be a granulate of known binders, preferably of a thermoplastic material, for example of polyethylene, polypropylene or polymethyl methacrylates. Similar properties as these thermoplastic materials can also be exhibited by various polycarbonates. There are those materials selected as binder powder having a low melting or softening point or a low melting or softening, so as to ensure that on the one hand, the binder powder below the melting point of the solder powder and the flux powder melt or soften, but on the other hand Room temperatures in the solid state, so that the molding maintains its desired shape at room temperatures. The binder powder in the original powder mixture thus allows the shaping of the powder mixture to a powder blank without the solder powder or flux powder are melted, since only the molten binder produces a flowable mass, which in the production of the molding in a simple manner shaping to a desired powder blank allows. Furthermore, the thermoplastic properties of the binder allow the further transformation of the powder blank. After a cooling process in which the binder solidifies, and optionally one or more further processing operations, which include, for example, separation operations, the desired final contour of the molded part is then obtained. A handling and a transport of the molding at room temperatures is made possible by the solidified binder, which holds the solder powder particles and the flux powder particles in the molding together.

Bei dem Formteil handelt es sich vorzugsweise um einen offenen, geschlitzten Ring, wie dieser aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ein solcher Ring wird auf das zu verlötende Rohr, beispielsweise ein stranggepresstes Aluminiumrohr, aufgeschoben, in dem der geschlitzte Ring leicht aufgebogen wird. Nach dem Aufschieben klemmt dieser Ring auf dem Rohrende fest. Ein solches Rohrende kann in ein Aluminiumrohr eingeschoben werden und ohne einen zusätzlichen Beschichtungsvorgang verlötet werden. Bei diesem Lötvorgang erfolgt eine thermische Entbinderung.The molding is preferably an open, slotted ring, as known in the art. Such a ring is pushed onto the tube to be soldered, for example, an extruded aluminum tube, in which the slotted ring is easily bent. After pushing this ring clamps on the pipe end. Such a tube end can be inserted into an aluminum tube and soldered without an additional coating process. In this soldering process, a thermal debinding occurs.

Das Formteil kann für andere Anwendungszwecke auch eine andere Form aufweisen, wie beispielsweise eine gerade Stange oder ein Stangenabschnitt, ein Bogen, eine offen oder geschlossene Profilform oder ein geschlossener Ring sein. Es sind in dem Formteil alle drei Bestandteile, die sich aus den ursprünglichen drei Pulverbestandteilen ergeben, enthalten. Diese drei Bestandteile sind vorzugsweise gleichmäßig verteilt in dem Formteil vorgesehen. Für besondere Anwendungen kann auch eine Konzentrierung des Flussmittelpulvers an einer Seite des Formteils erzielt werden.The molded part may also have a different shape for other purposes, such as a straight bar or a bar section, a bow, an open or closed profile shape or a closed ring. All three components resulting from the original three powder constituents are contained in the molding. These three components are preferably provided evenly distributed in the molded part. For special applications, it is also possible to achieve a concentration of the flux powder on one side of the molded part.

Ein Formteil zum Löten, beispielsweise ein Ring, wird aus einem Pulvergemenge mit den drei Pulverbestandteilen, nämlich Lotpulver, Flussmittelpulver, Bindemittelpulver hergestellt. Das Herstellungsverfahren ist nicht auf die vorgenannten Lotpulver, Flussmittelpulver, Bindemittelpulver beschränkt. In gleicher Weise können auch andere Pulverbestandteile, nämlich ein Metall-Lot, ein passendes Flussmittel und ein Bindemittel eingesetzt werden. Das Bindemittel sollte jedoch einen Schmelz- oder Erweichungspunkt unterhalb der Schmelzpunkte des Lots und des Flussmittels besitzen. Es wird ein Pulvergemenge enthaltend vorzugsweise 65 bis 80 Vol% Lotpulver und 20 bis 35 Vol% Flussmittelpulver hergestellt und anschließend zu diesem binären Pulvergemenge 5 bis 10 Vol% Bindemittelpulver hinzugegeben, d. h. in dem entstehenden Pulvergemenge sind 90 bis 95 Vol% des binären Pulvergemengen. Das Pulvergemenge mit den drei Pulverbestandteilen wird gut durchmischt und aus dem Pulvergemenge ein Pulverrohling erzeugt, welcher dann durch eine Endbearbeitung zu einem offenen oder geschlossenen Ring verarbeitet wird. Die Erzeugung des Pulverrohlings aus dem Pulvergemenge erfolgt unter Wärmeanwendung, wobei das im Pulvergemenge enthaltene Bindemittelpulver aufschmilzt bzw. erweicht, um eine fließfähige und formbare Masse zu ergeben. Nach der Formgebung des Pulverrohlings wird durch einen Abkühlvorgang das Bindemittel erstarrt, so dass das Lotpulver und das Flussmittelpulver von dem erstarrten Bindemittel im Pulverrohling zusammengehalten werden.A molding for soldering, for example a ring, is produced from a powder mixture with the three powder constituents, namely solder powder, flux powder, binder powder. The manufacturing method is not limited to the aforementioned solder powder, flux powder, binder powder. In the same way, other powder components, namely a metal solder, a suitable flux and a binder can be used. However, the binder should have a melting or softening point below the melting points of the solder and the flux. A powder mixture containing preferably 65 to 80% by volume of solder powder and 20 to 35% by volume of flux powder is produced, and then 5 to 10% by volume of binder powder are added to this binary mixture of powders, i. H. in the resulting powder mixture are 90 to 95 vol% of the binary powder mixture. The powder mixture with the three powder constituents is thoroughly mixed and a powder blank is produced from the powder mixture, which is then processed by a finishing to an open or closed ring. The production of the powder blank from the powder mixture is carried out with application of heat, wherein the binder powder contained in the powder mixture melts or softened to give a flowable and moldable mass. After shaping the powder blank, the binder is solidified by a cooling process, so that the solder powder and the flux powder are held together by the solidified binder in the powder blank.

Ein solcher Pulverrohling kann durch Spritzgießen auch Metal-Injection-Moulding (MIM) oder Powder-Injection-Moulding (PIM) genannt, hergestellt werden. Hierzu wird das Pulvergemenge auf einen Temperatur erwärmt, bei der das Bindemittelpulver ausschmilzt oder zumindest so weit erweicht, dass das ursprüngliche Pulvergemenge eine fließfähige Masse ergibt, die in die Spritzgussform eingespritzt werden kann. Die Spritzgussform besteht hierbei aus den zwei Formhälften, die jeweils eine ringförmige Ausnehmung enthalten. Beim Schließen der beiden Formen wird auf diese Weise ein ringförmiger Hohlraum erzeugt, der über einen Einspritzkanal zu erreichen ist. In diesen Einspritzkanal wird die fließfähige Masse eingespritzt, bis der Hohlraum in der Spritzgussform ausgefüllt ist. Anschließend wird die Form abgekühlt, so dass das Bindemittel wieder erstarrt und der ringartige Pulverrohling entnommen. In einem Endbearbeitungsschritt wird von dem ringartigen Pulverrohling, der noch eine Angussstelle besitzt, der Anguss entfernt. Der Vorteil dieses Spritzgussverfahrens besteht darin, dass bei Verwendung einer Spritzgussform mit mehreren ringartigen Hohlräumen gleichzeitig mehrere ringartige Pulverrohlinge erzeugt werden können.Such a powder blank can also be produced by injection molding, also called metal injection molding (MIM) or powder injection molding (PIM). For this purpose, the powder mixture is heated to a temperature at which the binder powder melts out or at least softens so much that the original powder mixture yields a flowable mass which can be injected into the injection mold. The injection mold here consists of the two mold halves, each containing an annular recess. When closing the two forms an annular cavity is generated in this way, which can be reached via an injection channel. In this injection channel, the flowable mass is injected until the cavity is filled in the injection mold. Subsequently, the mold is cooled, so that the binder solidifies again and removed the ring-like powder blank. In a finishing step, the sprue is removed from the ring-like powder blank, which still has a gate mark. The advantage of this Injection molding process is that when using an injection mold with multiple ring-like cavities several ring-like powder blanks can be generated simultaneously.

Ein anderes Verfahren besteht darin, dass das Pulvergemenge einer Extrusionsvorrichtung zugeführt wird. In der Extrusionsvorrichtung wird das Pulvergemenge erwärmt, bis das Bindemittelpulver aufschmilzt bzw. erweicht und mit geringer Presskraft durch das Extrusionswerkzeug gepresst werden kann. Bei einem solchen Vorgang können Pulverrohlinge in verschiedenen Formen erzeugt werden, beispielsweise ein endloser Längsdraht aber auch ein spiralförmiger Draht oder ein Schlitzrohr. Ein solcher Längsdraht muss noch zu einem Ring geformt werden. Hierzu können entsprechende Teilstücke vom Längsdraht abgetrennt werden und in einem nachfolgenden Biegevorgang die Enden jedes Teilstücks zu einem Ring geformt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den noch warmen Längsdraht nach dem Verlassen der Extrusionsvorrichtung zu biegen und nach dem Biegen entsprechende ringförmige Teilstücke abzutrennen.Another method is that the powder mixture is fed to an extrusion device. In the extrusion apparatus, the powder mixture is heated until the binder powder melts or softens and can be pressed by the extrusion tool with a low pressing force. In such an operation, powder blanks of various shapes may be produced, for example, an endless line wire, but also a helical wire or a slot pipe. Such a longitudinal wire still has to be formed into a ring. For this purpose, corresponding sections can be separated from the longitudinal wire and in a subsequent bending operation, the ends of each section are formed into a ring. Another possibility is to bend the still warm longitudinal wire after leaving the extrusion device and to separate corresponding annular sections after bending.

Um einen spiralförmigen Draht bei einem Extrusionsschritt zu erhalten, wird ein Extrusionswerkzeug eingesetzt, welches vorzugsweise einen spiralförmigen Führungskanal besitzt. Des Weiteren ist es auch möglich, einen gerade aus dem Extrusionswerkzeug austretenden Draht unmittelbar hinter dem Extrusionswerkzeug durch ein Ablenkmittel in eine spiralförmige Form zu drängen. Wird ein solcher endloser spiralförmiger Draht erhalten, so kann durch einen Längsschnitt an einer Seite der Spirale gleichzeitig eine Vielzahl von offenen Ringen erhalten werden.In order to obtain a helical wire in an extrusion step, an extrusion die is used, which preferably has a helical guide channel. Furthermore, it is also possible to force a straight emerging from the extrusion die wire immediately behind the extrusion die by a deflection in a spiral shape. When such an endless spiral wire is obtained, a plurality of open rings can be simultaneously obtained by a longitudinal cut on one side of the spiral.

Wird durch die Extrusion ein Schlitzrohr gebildet, d. h. ein offenes rohrförmiges Profil, so können die gewünschten offenen Ringe durch einen Trennvorgang in Querschnittrichtung der Schlitzrohres von diesem abgetrennt werden.If a slot pipe is formed by the extrusion, i. H. an open tubular profile, so the desired open rings can be separated by a separation process in the cross-sectional direction of the slot tube of this.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurde ein Lotpulver aus einer AlZn16.2Si9.3-Legierung und bei einem weiteren Ausführungsbeispiel aus einer AlZn28.7Si7.6-Legierung mit Partikelgrößen von < 45 μm mit einem Flussmittelpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 20 μm aus 50% Kaliumaluminiumfluorid und 50% Cäsiumaluminiumfluorid zusammen mit einem Bindergranulat aus Polypropylen-Carbonat vermengt. Das Pulvergemenge beinhaltet 70 Vol% Lotpulver, 20 Vol% Flussmittelpulver und 10 Vol% Bindemittelpulver. Anschließend wird das gut gemischte Pulvergemenge auf Temperaturen von 320°C erwärmt, wobei das Bindemittelpulver aufschmilzt, so dass eine fließfähige Masse entsteht, die leicht in die vorgewärmte Spritzgussform eingespritzt werden kann, welche 10 durch die beiden Spritzgussformenhälften gebildete ringförmige Hohlräume besitzt. Nach dem Einfüllen der fließfähigen Masse und dem Ausfüllen dieser ringförmige Hohlräume erfolgt ein Abkühlvorgang, wobei das Bindemittel erstarren kann. Es können die 10 ringförmigen Pulverrohlinge der Form entnommen werden und bei einem Endbearbeitungsschritt die Angussstellen abgetrennt werden. Es werden auf diese Weise 10 offene Ringe mit einem Innendurchmesser von 9,3 mm und einer Ringdicke von 2 mm erhalten. Die Ringe aus beiden Lotmaterialien führten zu guten Hartlötverbindungen.In one embodiment, a solder powder of an AlZn16.2Si9.3 alloy and in another embodiment of an AlZn28.7Si7.6 alloy with particle sizes of <45 microns with a flux powder having an average particle size of 20 microns from 50% potassium aluminum fluoride and 50% cesium aluminum fluoride blended together with a binder granules of polypropylene carbonate. The powder mixture contains 70% by volume of solder powder, 20% by volume of flux powder and 10% by volume of binder powder. Subsequently, the well-mixed powder mixture is heated to temperatures of 320 ° C, wherein the binder powder melts, so that a flowable mass is formed, which can be easily injected into the preheated injection mold, which has 10 formed by the two injection mold halves annular cavities. After filling the flowable mass and filling these annular cavities is a cooling process, the binder may solidify. The 10 annular powder blanks can be removed from the mold and the gate marks removed in a finishing step. In this way, 10 open rings are obtained with an inner diameter of 9.3 mm and a ring thickness of 2 mm. The rings of both solder materials led to good braze joints.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 916909 B1 [0002]
WO 2007/140236 A1 [0003]

Claims

Molded part for producing a brazed joint from a material With a first powder component, namely a solder powder based on metal powders or alloy powders with at least the three elements aluminum and zinc and silicon, With a second powder constituent, namely a flux powder, Wherein the abovementioned powder constituents are incorporated in a binder, Wherein the binder has a melting or softening point or a melting or softening interval which is on the one hand lower than the melting point of the solder powder and lower than the melting point of the flux powder, but on the other hand ensures that the binder at room temperatures in the solid state so that the binder holds the solder powder particles and the flux powder particles together at room temperatures in the molding.

Molding according to claim 1, characterized in that the molded part contains a solder powder based on an AlZnSi alloy or a ZnAlSi alloy, preferably a solder powder based on an AlZnSi alloy with 10 to 30 wt.% Zinc and 5 to 15 wt % Silicon.

Molding according to claim 2, characterized in that the molded part contains a solder powder based on an AlZnSi alloy or a ZnAlSi alloy with up to 4 wt.% Copper (Cu).

Molding according to one of claims 1 to 3, characterized in that solder powder contains only powder particles having a particle size of 45 μm at most.

Molding according to one of claims 1 to 4, characterized in that the molding contains a flux powder based on alkali metal fluoride powders having a temperature below 550 ° C, preferably with a proportion of more than 10 wt.% CsAlF ₄ powder and at most 90% by weight KAlF ₄ powder.

Molding according to one of claims 1 to 5, characterized in that the molding contains a binder of a thermoplastic material such as polyethylenes (PE), polypropylenes (PP) or polymethylmethacrylates (PMM) or of a material based on polycarbonates.

Molding according to one of claims 1 to 6, characterized in that the shaped part is in the form of an open, slotted ring which is easily pushed onto a tube to be soldered and can be held by means of its clamping force on this tube.

Molding according to one of claims 1 to 7, characterized in that the solder powder particles and the flux powder particles are uniformly distributed over the cross section of the ring.

Molding according to one of claims 1 to 7, characterized in that the solder powder is evenly distributed over the cross section of the ring and that the flux powder is concentrated in the region of the inside of the ring.

Process for producing a molded part for solder joints, characterized by the following process steps: - Making a binary powder mixture of 65 to 80% by volume of solder powder and from 20 to 35% by volume of flux powder and Adding 5 to 10% by volume of binder powder to the binary powder mixture, the binder powder having a melting or softening point which is lower than the melting point of the solder powder and the flux powder, on the one hand, and the binder powder on the other hand at room temperature in the solid state, Producing a powder blank from the powder mixture, the binder powder melting or softening under the use of heat to form the powder blank, followed by cooling to solidify the binder after shaping, Finishing the powder blank into an open, slotted ring, wherein the solidified binder holds the solder powder particles and the flux powder particles together in the ring.

A method according to claim 10, characterized in that the generating of the powder blank from the powder mixture is carried out by injection molding, thereby melted first under heat application, the binder powder in the powder mixture to a flowable mass and this flowable mass is injected into an injection mold, wherein preferably simultaneously form a plurality of annular powder blanks and then, after a cooling process to solidify the binder in the powder blank, withdraw the ring-like powder blanks of the mold, and finally, in a finishing step, remove the gate marks from the ring-like powder blanks to form the open, slotted ring.

A method according to claim 10, characterized in that the production of the powder blank from the powder mixture is carried out by extrusion, wherein upon application of heat, the binder powder melts in the extrusion device or softened and from the extrusion die a desired powder blank in the form of a longitudinal wire, a spiral wire or a slot tube is pressed out.

A method according to claim 12, characterized in that the still warm endless longitudinal wire is bent into annular structures, wherein prior to or after bending, a separation of a portion of the longitudinal wire takes place.

A method according to claim 12, characterized in that the extrusion die has a helical guide channel, which causes a transformation into a helical wire, this helical wire is cooled and a subsequent longitudinal section of the spiral creates a plurality of open rings.

A method according to claim 12, characterized in that the slit pipe obtained by extrusion is cooled and an open ring is obtained from the slit pipe by a respective separating operation in the cross-sectional direction of the slit pipe.