DE1521286C - Verfahren zum Überziehen von metallischen Massenteilen mit Weichlotmetallen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Über- der im wesentlichen nur durch die aufgebrachte Lotziehen von metallischen Massenteilen mit Weichlot- metallmenge bestimmt wird.

metallen, bei dem auf die über den Schmelzpunkt des Während des Eintauchens der heißen Teile in die

Weichlotmetalles erhitzten Teile Flußmittel und wäßrige Suspension wird kurzzeitig ein die Teile um-

pulverförmiges Weichlotmetall aufgebracht werden. 5 gebender Dampfraum gebildet, in dem die Lotmetall-

Bisher bekannte Verfahren, bei denen die Metall- teilchen mit dem zu überziehenden Metallteil in Konteile in ein schmelzflüssiges Lotmetallbad eingetaucht takt kommen und, soweit die Temperatur des Teiles werden, haben den Nachteil, daß die Bäder vom noch über dem Lotmetallschmelzpunkt liegt, auch Grundmaterial verunreinigt werden und daher eine noch angeschmolzen. Der Dampfraum entsteht ähngleichbleibende Verzinnungsqualität nicht gewähr- io lieh dem Leidenfrostschen Phänomen, wenn der leistet ist. Zusätzliche vorherige Aufbringung einer Siedepunkt der Suspension ausgeprägt ist und unter Sperrschicht, beispielsweise aus Nickel, erhöht die der Erwärmungstemperatur des zu überziehenden Kosten und ist auch vielfach bei kleinen, insbesondere Teiles liegt. Die das Teil umgebende Dampfschicht hohlen Teilen nicht anwendbar. wirkt stark hemmend auf die weitere Abkühlung des

Insbesondere ist ein Feuerverzinnungsverfahren 15 Teiles. Dadurch ist es möglich, daß die mit der Metallbekannt, bei dem die Metallteile in ein Flußmittelbad oberfläche in Kontakt kommenden Lotmetallteilchen getaucht, dann anschließend bis über den Weichlot- auch noch angeschmolzen werden,
metallschmelzpunkt erhitzt und dann anschließend Das Verfahren nach der Erfindung vereinfacht die mit pulverförmigem Zinn überstreut werden. Bekannt sonst übliche Vorbehandlung der Ware. Fett- und ist es außerdem, die über den Weichlotmetallschmelz- 20 Ölfilme, die von der Verarbeitung herrühren können, punkt erhitzten Teile gleichzeitig mit Flußmitteln und brauchen nicht zuvor entfernt zu werden, da beim Zinnpulver zu bestreuen. Ebenfalls ist als bekannt Anwärmen diese Verunreinigungen entweder abbrenvorauszusetzen, Zinnpulver mit Salmiaklösung auf nen oder beim Eintauchen des Teiles in die Suspenvorerhitzte Metallflächen aufzustreichen oder auf-' sion abgesprengt werden. Da beim Anwärmen der zureiben. Das Aufstreuen von Zinn oder Zinn- und 25 Metallteile bis oberhalb des Lotmetallschmelzpunktes Flußmitteln auf vorerwärmte Metallteile erfordert die Oberflächen oxidieren, ist die Beseitigung der naturgemäß eine Dosierung sowohl der Flußmittel als Oxidfilme während des Eintauchens in die Suspension auch des Pulvers, wenn man ein gleichmäßig mit Lot- eine Voraussetzung der Erfindung. Die Suspension metall bedecktes Produkt erhalten möchte. Ein Zuviel muß daher stark wirkende Reduktionsmittel entan Lötmetall kann nicht von der Oberfläche fest- 30 halten.

gehalten· werden, es besteht die Gefahr der Tränen- Die niederzuschlagenden Lotmetallmengen auf der

bildung, ein Zuwenig gibt keine oder eine zu geringe' Oberfläche der Metallteile können nach dem Verfah-

Abdeckung der Oberfläche. ren durch einfache Maßnahmen gesteuert werden.

Das Aufstreuen ist mit dem bekannten Nachteil Erhitzt man Teile noch weiter über den Lotmetall-

verbunden, daß die zu bedeckenden Gegenstände 35 schmelzpunkt hinaus, so wird durch die höhere Tem-

mehr oder weniger an'den Stellen bedeckt werden, peratur die Zeit der Dampfbildung länger. Während

die etwa senkrecht zur Streurichtung liegen. Alle dieser Zeit können mehr Lotmetallteilchen an die

anderen Flächen werden relativ schlecht bedeckt. heiße Oberfläche angesprüht und dort angeschmolzen

Hohlräume können überhaupt nicht erreicht werden. · werden. Bei NE-Metallen können unbedenklich Tem-

Beim Aufstreichen von Lösungen aus Zinnpulvem 40 peraturen von 250 bis 500° C und auch darüber anoder Salmiaklösungen auf vorerhitzte Metallteile wird gewandt werden. Durch die Wahl der Temperatur nur ein geringer Teil der Warenwärme von dem auf- der Metallteile kann also die Auflagemenge an Lotgestrichenen dünnen Film benötigt, um diesen Film metall variiert werden.

bis oberhalb des Lotmetallschmelzpunktes zu er- Erhöht man die Temperatur der Suspension bis

wärmen. 45 kurz unterhalb der Temperatur des Lotmetallschmelz-

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver- punktes, so wird hierdurch ebenfalls die Zeit der fahren zum Überziehen von metallischen Massen- Dampfbildung länger und die Abkühlungsgeschwinteilen mit Weichlotmetall vorzuschlagen, bei dem die digkeit geringer, wodurch wiederum mehr Lotmetall-Nachteile der bekannten Feuerverzinnungen vermie- teilchen an das zu überziehende Metallteil gelangen den werden und welches eine bessere und gleich- 50 können. Die Suspension kann bis unter ihren Siedemäßigere Qualität der zu überziehenden Metallober.- punkt erwärmt werden, höchstens jedoch bis etwa 20 flächen erbringt. bis 50° C unterhalb des Lotmetallschmelzpunktes.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Zu Beginn beispielsweise einer Verzinnung nach gelöst, daß die Metallteile in eine wäßrige Suspension diesem Verfahren ist es daher zweckmäßig, die Susaus Weichlotmetallpulvern und Flußmitteln ein- 55 pension erst vorzuwärmen. Nach längerem Gebrauch getaucht werden. In weiterer Ausbildung des erfin- der Suspension muß wegen der ständig durch die dungsgemäßen Verfahrens kann es vorteilhaft sein, heißen Teile zugeführten Wärme gekühlt werden. Gedie Teile zur Glättung des Überzuges kurz über den eignete Suspensionstemperaturen von wäßrigem Zink-Schmelzpunkt des Weichlotmetalles nachzuerhitzen. chlorid, Natriumchlorid, Ammonchlorid und Stanno-

Zur Erfindung gehört auch der Vorschlag, als Fluß- 60 chloridlösungen mit etwa 30 bis 50% Wasser liegen

mittel wasserlösliche, Metalloxid reduzierende Ver- zwischen 20 bis 180° C.

bindungen allein oder im Gemisch zu verwenden. , Es ist aber auch möglich, den Siedepunkt der Sus-

Gegenüber den bekannten Verfahren bringt das pension zu höheren Temperaturen zu verschieben, in erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil der gleich- dem man mit salzreichen und wasserarmen Flußmäßigeren Verzinnung und insbesondere an solchen 65 mittellösungen arbeitet.

Teilen, die nicht nur glatte Flächen besitzen. Es ist im Durch die Konzentration der Lotmetallteilchen in

übrigen in rationeller Weise durchführbar und arbeitet der Suspension läßt sich die Auflagedicke an Lot-

mit äußerst geringem Verbrauch an Weichlotmetallen, metall auf der Warenoberfläche ebenfalls bestimmen.

Eine größere Konzentration erhöht die Dicke, eine geringere mindert sie.

Brauchbare Lotmetallkonzentrationen bewegen sich zwischen 50 bis lOO Gramm Pulver pro Liter Lösung.

Um das Absetzen des Lotmetallpulvers in der Suspension zu verhindern, ist zweckmäßig, dickflüssige Suspensionen zu verwenden und die Suspension während der Benutzung in Bewegung zu halten. Verhältnismäßig wasserarme Suspensionen zu verwenden ist im Hinblick auf die Dispersion des Metallpulvers günstig. Das Sedimentieren wird durch die viskoseren Flußmittel stark herabgesetzt.

Es ist zweckmäßig, sehr feinkörnige Weichlotmetallpulver zu verwenden. Es hat sich gezeigt, daß die Metalloberflächen mit feinen Pulverteilchen glatter überzogen sind als bei Verwendung gröberen Pulvers. Eine zweckmäßige Teilchengröße liegt bei 1 bis 30 Mikron.

Man kann sowohl legierte als auch unlegierte Weichlotmetallpulver einsetzen, beispielsweise ergibt ein Gemisch aus 63% Zinnpulver und 37% Bleipulver eutektische Niederschläge von gleicher Zusammensetzung. Weichlotmetalle aus Zinnpulvern und Bleipulvern in verschiedenen Mischungsverhältnisse können ebenfalls niedergeschlagen werden.

Es ist auch möglich, weitere Metallkomponenten wie Silber, Cadmium, Wismut, Nickel, Zink oder andere in Verbindung mit Zinn oder Zinn-Blei niederzuschlagen. Die höher schmelzenden Metallteilchen werden erwartungsgemäß selbst nicht schmelzen aber doch von dem niedrig schmelzenden Metall mitgerissen und gewissermaßen als Einlagerung im geschmolzenen Lotmetall verbleiben. Die Auftragung solcher Metallgemische kann technische Bedeutung erlangen.

In vielen Fällen wird eine nach diesem Verfahren aufgebrachte Lotmetallschicht aus Zinn bzw. Zinn-Blei für die weitere Verwendung ausreichen. In Fällen, wo eine besonders glatte geschlossene Lotmetallfläche gewünscht wird, empfiehlt sich ein Nachschmelzen des Lotmetalles. Hierzu werden die Teile nach Benetzung mit einer sehr verdünnten wäßrigen Flußmittellösung bis kurz oberhalb des Lotmetallschmelzpunktes erhitzt und anschließend sofort in einem Wasserbad abgeschreckt. Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere große Bedeutung in der Verzinnungstechnik. Verzinnungsschichten, die nach diesem Verfahren aufgebracht sind, entsprechen der Reinheit des Ausgangspulvers. Die sehr kurzzeitige Ansprühdauer verhindert eine durch die auf- getragene Lotmetallschicht hindurchgehende Beeinflussung durch das Grundmetall, beispielsweise durch Messing. Die Ansprühdauer beträgt z. B. bei 1,0 bis 1,2 mm Blechmaterial nur etwa 0,2 Sek. Während dieser sehr kurzen Ansprühzeit lassen sich Schichtstärken von beispielsweise 1 bis 7 Mikron ohne Schwierigkeiten aufbringen. Solche Schichten weisen deshalb auch nach langer Lagerung noch hervorragende Lötfähigkeit auf.

Es ist auch ohne weiteres möglich, Teile oder Bänder nur partiell zu verzinnen, in dem man die Teile bzw. die Blechbänder nur in dem zu verzinnenden Bereich in die Suspension eintauchen läßt. Ebenso ist eine kontinuierliche Verzinnung im Durchlauf durch Bäder möglich.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in dem geringen Kostenaufwand. Der Einsatz beispielsweise an Zinn und Blei beträgt nur Vsotel bis Viootel gegenüber den bekannten Verfaren mit vergleichbaren Zinn-Bleibädern.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überziehen von metallischen Massenteilen mit Weichlotmetallen, bei dem auf die über den Schmelzpunkt des Weichlotmetalles erhitzten Teile Flußmittel und pulverförmiges Weichlotmetall aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile in eine wäßrige Suspension aus Weichlotmetallpulvern und Flußmitteln eingetaucht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile zur Glättung des Überzuges kurz über den Schmelzpunkt des Weichlotmetalles nacherhitzt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flußmittel wasserlösliche, Metalloxid reduzierende Verbindungen, insbesondere Zinkchlorid, Natriumchlorid, Ammoniumchlorid und. Zinnchlorid, allein oder im Gemisch verwendet werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß feinste Weichlotmetallpulver in gleichmäßiger Verteilung, vorzugsweise in einer Körnung von 1 bis 30 Mikron, verwendet werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Weichlotmetallpulver reine Metallpulver oder Mischungen reiner Metallpulver oder Mischungen von niedrig schmelzenden Lotmetallen mit anderen höher schmelzenden, legierten oder unlegierten Metallen verwendet werden.