DE1134922B - Verfahren zum UEberziehen einer Keramik-oberflaeche mit einer festhaftenden hart- und weichloetfaehigen Metallschicht - Google Patents

Description

• Verfahren zum Überziehen einer Keramikoberfläche mit einer festhaftenden hart-und weichlötfähigen Metallschicht Zusatz zum Patent 1098 431 Durch das Hauptpatent 1098 431 ist ein Verfahren zum Überziehen einer Keramikoberfläche mit einer festhaftenden Metallschicht geschützt worden, laut welchem die Oberfläche der Keramik mit zwei Suspensionen in zeitlicherAufeinanderfolge bestrichen wird= Die erste besteht aus Pulvern von Ferrosilicium, Eisen, Nickel und glasflußbildenden Stoffen, suspendiert in der Lösung eines aushärtbaren Harzes; nach Trocknen und Aushärten dieser Grundschicht wird die zweite Suspension aufgebracht, bestehend aus Pulvern, vorzugsweise von Eisen und Nickel, suspendiert in einem geeigneten üblichen Suspendierungsmittel.
• Im zugehörigen Beschreibungstext wurde im Anschluß an das dort beschriebene Beispiel angegeben, daß die in diesem Beispiel genannten Zusammensetzungen innerhalb gewisser Grenzen abwandelbar seien, und es wurden anschließend die Grenzen genannt, welche die in etwa anwendbaren Bereiche für die Wahl der Komponenten in den Suspensionen umreißen sollten.
• Neuere Versuche haben nun ergeben, daß Einsparungen an teuerem und bisweilen knappem Nickelmetall vorgenommen werden können, ohne daß die Korrosionsbeständigkeit und das gute Haften der fertigen Metallschicht auf der Keramikoberfläche hierunter leiden. Vor allem aber konnte eine Verbesserung des Verfahrens insofern erzielt werden, als die Brenntemperatur, die laut Beispiel des Hauptpatents 1330° C beträgt, nunmehr bei 1250° C liegen kann; und während das Verfahren laut Hauptpatent einen sehr schnellen Brand erfordert, bei welchem das Brenngut unvermittelt in einen Ofen mit einer Temperatur von 1330° C eingebracht werden muß, gestattet das neuere erfindungsgemäße Verfahren ein schonenderes Brennen mit etwas verlängerten Brennzeiten, was namentlich für größere keramische Teile im Hinblick auf die Temperaturwechselbeständigkeit günstiger ist.
• Die Erfindung ist somit durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) Bestreichen der Keramikoberfläche mit einer Pulversuspension, bestehend aus 10 bis 20 Gewichtsprozent Feldspatpulver (bzw. Pulver sonstiger, einen Glasfluß bildender Stoffe), 0,5 Gewichtsprozent Nickelpulver sowie einem Gemisch aus Eisen- und/oder Ferrosiliciumpulver einer derartigen Zusammensetzung, daß der Siliciumgehalt 15 bis 18 Gewichtsprozent der Summe des Eisen- und Siliciumgehaltes ausmacht, suspendiert in der Lösung eines aushärtbaren Harzes; b) Erwärmen dieser Schicht bis zum Trocknen und Aushärten des Harzes; c) Bestreichen dieser Schicht mit einer zweiten Suspension, bestehend aus 50 Gewichtsprozent Eisen- und 50 Gewichtsprozent Nickelpulver, in einem geeigneten üblichen Suspendierungsmittel; d) gemeinsames Einbrennen beider Schichten bei einer Temperatur von etwa 1250° C während etwa 30 Minuten. Um eine verbesserte Lötfähigkeit dieser Metallisierungsschicht zu erzielen, können die folgenden beiden Verfahrensschritte noch angeschlossen werden e) Wiederholung des Verfahrensschrittes c); f) erneutes Einbrennen bei einer Temperatur von etwa 1100°C während etwa 30 Minuten.
• Mit der gleichen Zielsetzung können die Verfahrensschritte e) und 0 ersetzt werden durch ein galvanisches Verstärken der auf Grund der Verfahrensschritte a) bis d) gewonnenen Metallisierungsschicht durch mindestens eine weitere Metallschicht, die aus den genannten Metallen oder auch aus Kupfer od. dgl. bestehen kann.
• Beispiel Für die Suspension gemäß Punkt a) werden Pulver in den folgenden Gewichtsprozenten vermengt: 14,50% Feldspat,: 27,2% Ferrosilicium (mit 50 Gewichtsprozent Si-Gehalt), 57,8% Eisen, 0,5010 Nickel. Die Kornfeinheit der Pulver liegt zwischen 0,001 und 0,005 mm. Als Suspendierungsmittel dient eine Lösung von 14 Gewichtsteilen (bezogen auf 100 Gewichtsteile der vorstehend genannten Pulvermischung) eines Phenolharzes in Amylacetat- Aceton. Dieses Präparat a wird mit einem Pinsel auf die zu metallisierende Keramikfläche aufgebracht. Anschließend wird im Ofen etwa 30 Minuten lang bei 150° C getrocknet und das Harz zum Aushärten gebracht. Nun wird auf diese Schicht das Präparat c ebenfalls mit einem Pinsel aufgetragen. Die festen Bestandteile bestehen je zu 50°J0 aus Eisen und Nickel, auf die gleiche Pulverfeinheit, wie vorstehend angegeben, gebracht. Das Suspendierungsmittel ist eine Lösung von Nitrocellulose und Harnstoff Formaldehydharz in Amylacetat-Aceton. Es folgt ein keramischer Brand bei 1250'C von etwa 30 Minuten Dauer in einem feuchten Schutzgas, welches frei von Kohlen-und Kohlenwasserstoffen ist. Die auf diese Weise entstandene Metalloberfläche ist gut weich- und hartlötfähig. Bei Versuchen, einen hart angelöteten Metallstreifen von der Keramik wieder abzureißen; wurden viele Bestandteile der keramischen Oberfläche mit herausgerissen, ein deutlicher Beweis für, das gute Haften der Schicht a auf der Keramik sowie der Schicht c auf a. Dieses dürfte vor allem der Ferrosiliciumkomponente zuzuschreiben sein. Das Ferrosilicium verbindet sich während des Brennvorganges in festem Zustand mit dem reinen Eisenpulver, wodurch dieses eine gute Benetzbarkeit gegenüber dem Feldspatfluß annimmt. Der hohe metallische Anteil von a sichert zugleich ein Ineinanderlegieren von a und c.
• Der relativ hohe Gehalt an Nickelpulver in der q Mischung a) nach dem Hauptpatent war seinerzeit gewählt worden, um die Korrosionsbeständigkeit der unmittelbar an die keramische Oberfläche angrenzenden Metallisierungsschicht sicherzustellen. Neuere praktische Versuche haben jedoch ergeben, daß die Nickelkomponente wesentlich kleiner gewählt werden kann und daß selbst bei ihrem Fehlen die Korrosionsbeständigkeit dadurch gesichert ist, daß in der Mischung a) laut vorliegender Erfindung ein solches Verhältnis des Si-Anteils zum Fe-Anteil gewählt wird, wie es dem bekannten Siliciumeisenguß entspricht. Diese im Rahmen der Erfindung festgestellte Beständigkeit steht in Übereinstimmung mit analogen Feststellungen in der einschlägigen Literatur (z. B. H. R e m y, »Lehrbuch der anorganischen Chemie«, II. Band, B. Auflage, 1955, S. 261, Zeile 3 von unten, bis S. 262, Mitte). Die in dieser Literaturstelle genannte Erhitzungstemperatur entspricht in etwa der vorstehend genannten Brenntemperatur von ungefähr l250° C; sie entspricht ferner dem Minimumpunkt im Zustandsdiagramm des Systems Eisen-Silicium laut Abb.38 auf S.257 des genannten Werkes, und zwar bei etwa 32 Atomprozent Si.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Überziehen einer Keramikoberfläche mit einer festhaftenden hart und weichlötfähigen Metallschicht nach Patent 1098 431, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Bestreichen der Keramikoberfläche mit einer Pulversuspension, bestehend aus 10 bis 20 Gewichtsprozent Feldspatpulver (bzw. Pulver sonstiger, einen Glasfluß bildender Stoffe), 0,5 Gewichtsprozent Nickelpulver sowie einem Gemisch aus Eisen- undloder Ferrosiliciumpulver einer derartigen Zusammensetzung, daß der Siliciumgehalt 15 bis 18 Gewichtsprozent der Summe des Eisen- und Siliciumgehaltes ausmacht, suspendiert in der Lösung eines aushärtbaren Harzes; b) Erwärmen dieser Schicht bis zum Trocknen und Aushärten des Harzes; c) Bestreichen .dieser Schicht mit einer zweiten Suspension, bestehend aus 50 Gewichtsprozent Eisen- und 50 Gewichtsprozent Nickelpulver, in einem geeigneten üblichen Suspendierungsmittel; d) gemeinsames Einbrennen beider Schichten bei einer Temperatur von etwa 1250° C während etwa 30 Minuten.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte a) bis d) durch mindestens einen weiteren Verfahrensschritt ergänzt werden, der entweder in einer galvanischen Verstärkung der gebildeten Metallisierungsschicht durch mindestens eine weitere metallische Deckschicht oder in einer Wiederholung der Verfahrensschritte c) und d) besteht, wobei das letzte Einbrennen bei einer Temperatur von etwa 1100°C erfolgt.