DE1289728B

DE1289728B - Soldering flux

Info

Publication number: DE1289728B
Application number: DE1964E0028379
Authority: DE
Inventors: Quaas Joseph F; Zielik Daniel D
Original assignee: Eutectic Welding Alloys Corp
Current assignee: Eutectic Corp
Priority date: 1964-12-17
Filing date: 1964-12-17
Publication date: 1969-02-20

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Lötflußmittel vom Reaktionstyp, das sich insbesondere zum Löten von Gußeisen eignet.The invention relates to a soldering flux of the reactive type, the is particularly suitable for soldering cast iron.

Lot wird bei Gußeisen vorwiegend zum Ausbessern von Beschädigungen, wie Löcher und Rissen, in den Wänden von Kesseln und zur Verbindung von Messing-oder Kupferrohren mit Gußeisenkörpern, wie Getriebegehäuse, Druckkessel und Zylinderblöcke, verwendet. Die Herstellung einer festen Bindung zwischen dem Lot und dem Gußeisen ist jedoch sehr schwierig, da sich die das Gußeisen durchdringenden Graphitteilchen nur schwer benetzen lassen. Bisher wär es daher, um irgendeine Bindung zu erreichen,' notwendig, Latlegierungen, die in einem - weiten Temperaturbereich breiartig sind, in das Gußeisen einzureiben. Dieses Einreien von Lot erfordert 'hohe Geschicklichkeit und; -große Erfahrung- und ergibt selbst unter den besten Bedingungen keine so zuverlässige Bindung, wie sie erwünscht ist. Das Löten von Gußeisen war daher bisher schwierig und teuer, zumal für eine Lötverbindung zwischen Kupfer und Gußeisen Nickel oder Nickellegierungen benötigt wurden.In cast iron, solder is mainly used to repair damage, such as holes and cracks, in the walls of kettles and for connecting brass or Copper pipes with cast iron bodies, such as gear boxes, pressure vessels and cylinder blocks, used. The creation of a firm bond between the solder and the cast iron however, it is very difficult because of the graphite particles permeating the cast iron difficult to wet. So far it would be, therefore, to achieve any bond, ' necessary, lat alloys, which are pulpy in a wide temperature range, rub into the cast iron. Breaking the solder in this way requires great skill and; -great experience- and doesn’t make so reliable even under the best of conditions Bonding as it is desired. The soldering of cast iron has therefore been difficult up to now and expensive, especially for a soldered connection between copper and cast iron or nickel Nickel alloys were needed.

Ziel der Erfindung ist dementsprechend ein Flußmittel, das das Löten von Gußeisen erleichtert, die Verwendung jeder Art von Lot für Gußeisen ermöglicht und eine sehr starke Lötverbindung mit dem Gußeisen bewerkstelligt.The aim of the invention is accordingly a flux that the soldering facilitated by cast iron, allows the use of any type of solder for cast iron and made a very strong solder joint to the cast iron.

Ein solches Lötflußmittel besteht erfindungsgemäß aus 1,5 bis 7,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5,0 Gewichtsprozent Metalloxyde, 10,0 bis 20,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 15,0 Gewichtsprozent Metallchloride und -bromide, 10,0 bis 35,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 22,0 Gewichtsprozent Cuprichlorid, Rest 26,5 bis 73,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 58,0 Gewichtsprozent Ammonium- chlorid und Ammoniumhydrogen- fluorid. Die Metalloxyde müssen bei Temperaturen von etwa 150 bis 540°C Sauerstoff freisetzen und die zurückbleibenden Metalle -bei Erzielung. einer starken Bindung zwischen dem Lot und dem zu lötenden Metall mit diesen verträglich sein: Als Metalloxyde zählen einzig und allein die in der nachfolgenden Zusammenstellung angegebenen Oxyde zur Erfindung. Diese Oxyde` geben ihren Sauerstoff -bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen ab, d.. hbei etwa 150 -bis 540°C, so daß das diese Oxyde enthaltende erfindungsgemäße Flußmittel praktisch für jedes Lot verwendbar ist.According to the invention, such a soldering flux consists of 1.5 to 7.5 percent by weight, preferably 5.0 percent by weight metal oxides, 10.0 to 20.0 percent by weight, preferably 15.0 weight percent metal chlorides and bromides, 10.0 to 35.0 percent by weight, preferably 22.0 percent by weight cuprichloride, The remainder from 26.5 to 73.0 percent by weight, preferably 58.0 percent by weight ammonium chloride and ammonium hydrogen fluoride. The metal oxides have to release oxygen at temperatures of around 150 to 540 ° C and the remaining metals - when they are achieved. a strong bond between the solder and the metal to be soldered must be compatible with these: The only metal oxides included in the invention are the oxides given in the following list. These oxides give off their oxygen at relatively low temperatures, i.e. at about 150 to 540 ° C., so that the flux according to the invention containing these oxides can be used for practically any solder.

Die erfindungsgemäßen Metalloxyde -sind: Ga20 In0 Ti20 ZnO CdO Cu20 PbO Ti0 MnO Ga203 In203 Ti203 Cu0 Pb203 Mn203 Pb304 Mn304 Pb02 Mn02 Fe0 Ni0 C00 Ge0 Sn0 VO Mo2O3 W02 U02 Cr0 Fe203 C0203 V2O3M002 Cr203 Fe304 C0304 V02 Diese Oxyde reagieren offensichtlich mit dem im Gußeisen enthaltenen schwer benetzbaren Graphit unter Bildung von CO, und CO, wodurch der Graphit an der Oberfläche des Gußeisens entfernt und so die..-Benetzbarkeit der behandelten' Obeaäche erhöht wird.The metal oxides according to the invention are: Ga20 In0 Ti20 ZnO CdO Cu20 PbO Ti0 MnO Ga203 In203 Ti203 Cu0 Pb203 Mn203 Pb304 Mn304 Pb02 Mn02 Fe0 Ni0 C00 Ge0 Sn0 VO Mo2O3 W02 U02 Cr0 Fe203 C0203 V2O3M002 Cr203 Fe304 C0304 V02 These oxides apparently react with the graphite that is difficult to wet in the cast iron to form CO and CO, which removes the graphite on the surface of the cast iron and thus increases the wettability of the treated surface.

Die Metallchloride und -bromide und das'Ammo niumchlorid bewirken einen niedrigen Schmelzpunkt des Flußmittels, so daß sich der Schmelzpunkt desselben dem Schmelzpunkt des verwendeten Lotes angleicht. Sie schmelzen innerhalb der Temperaturen, die normalerweise beim Erhitzen des Lots auftreten. Als erfindungsgemäße Metallchloride und -bromide kommen einzig und allein die Chloride und=-bromide der Metalle der-. oben aufgeführten Metalloxyde in Frage. Besonders geeignet sind die Chloride und Bromide des Galliums, Bleis, Wolframs und Eisens.The metal chlorides and bromides and the ammonium chloride cause a low melting point of the flux, so that the melting point of the same matches the melting point of the solder used. They melt within the temperatures which normally occur when heating the solder. As metal chlorides according to the invention and bromides come only the chlorides and bromides of the metals. metal oxides listed above in question. The chlorides and are particularly suitable Bromides of gallium, lead, tungsten and iron.

Das Kupferchlorid in seiner zweiwertigen Form dient auf Grund der durch es bewirkten --elektromotorischen Verschiebungsreaktion, wodurch das metallische Eisen gegen Kupfer ausgetauscht wird, als Überzugsmittel. Dieser Austausch der Eisenmoleküle gegen Kupfermoleküle auf der Oberfläche des Gußeisens ergibt eine Oberfläche, die für das Anhaften des Lötmittels günstiger ist.The copper chloride in its divalent form is used due to the caused by it - electromotive displacement reaction, whereby the metallic Iron is exchanged for copper as a coating agent. This exchange of iron molecules against copper molecules on the surface of the cast iron results in a surface that is more favorable for the solder to adhere.

Das Ammöninnilzydogenflaörid ist sauer und zersetzt sich bei Anwendung von Wärme unter Bildung von löslichen Metallfluoriden, die mit den Metalloxyden auf der Oberfläche des zu lötenden Metalls und auch mit der''-wahrerid- des Erhitzens gebildeten Oxyden reagieren. Es löst, somit die Oxyde.Jünd verhindert, daß sie die Benetzung des zu lötenden Metalls mit dem Lot stören.The Ammöninnilzydogenflaörid is acidic and decomposes when used of heat with the formation of soluble metal fluorides, which interact with the metal oxides on the surface of the metal to be soldered and also with the '' - true- of heating formed oxides react. It dissolves, thus, the oxides.Jünd prevents them Interfere with wetting of the metal to be soldered with the solder.

Die Erfindung stellt somit- ein, Lötflußmittel bereit, das die. Benetzung. von Gußeisen-mit praktisch jedem Lot, sogar Bleilot, ermöglicht. Damit wird das mühsame und unwirksäne Reibeverfahren überflüssig, das bisher erforderlich war, um Lot auf eine Gußeisenfläche aufzutragen, ebenso das Erfordernis eines besonderen Lotes mit einem weiten Schmelzbereich und einem beträchtlichen- Zinngehalt.The invention thus provides a soldering flux that contains the. Wetting. of cast iron - with practically any solder, even lead solder. So that becomes laborious and ineffective rubbing processes that were previously required are superfluous, to apply solder to a cast iron surface, as well as the requirement of a special one Solders with a wide melting range and a considerable tin content.

Das zusammen mit dem erfindungsgemäßen Flußmittel angewandte -Lot :kann- in jeder festee Form, z. B. in Form von Draht oder flachen Blechen oder sogar in Maschenform -verwendet werden, die sich gut mit dem Flußmittel vereinigen lassen, so daß man ein Lot-Flußmittel-Gemisch erhält, das sich bemerkenswert einfach und wirksam, auftragen läßt. Die pulverförmige Flußmittelzusammensetzung kann man mit flüssigen Trägern, wie Wasser, oder mit organischen flüssigen Trägern, wie Alkohol, Glycerin und verschiedenen Ölen, mischen, um so eine geeignete FlußmitteIpaste zu erkälten. - .The applied together with the flux according to the invention - solder: can - in any solid form, z. B. in the form of wire or flat sheets or even in mesh form -be used, which can be combined well with the flux, so that a solder-flux mixture is obtained, which can be applied remarkably easily and effectively. The powdery flux composition can be mixed with liquid carriers, such as water, or with organic liquid carriers, such as alcohol, glycerin and various oils, so as to cool a suitable flux paste. -.

Claims

Claims: 1, soldering flux of the reaction type, especially for soldering cast iron, consisting of 1.5 to 7.5 ° / a, preferably 5.0010 metal oxides, 10.0 to 20.0%, preferably 15.0010 metal chlorides and -bromides 10.0 to 35.0%, preferably 22.00 /, cuprichloride, Balance 26.5 to 73.0%, preferably 58.0 ° / o ammonium chloride and Ammonium hydrogen fluoride,

wherein the metal oxides release their oxygen at temperatures of about 150 to 540 ° C and the remaining metals are compatible with the solder and the metal to be soldered.

2. FluBmittel according to claim 1, characterized in that that, as metal chlorides and bromides, the chlorides and bromides of gallium, lead, Tungsten or iron are present.

3. F1uBmittel according to claim 1 or 2, characterized in that that the oxides of lead, iron, manganese, tungsten or uranium are present as metal oxides.