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Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Zinnlegierung zum Beschichten
von metallischen Werkstücken durch Feuerverzinnen.
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Die erfindungsgemäße Verwendung der Legierung ermöglicht es, einen
Gegenstand mit einem Uberzug von dauerhafter Farbbeständigkeit, ausgezeichneter
Haftfähigkeit und schöner Farbe zu erzeugen, ohne daß eine merkliche Anderung seiner
Eigenschaften und ein merkliches Absinken seiner Qualität auftreten, selbst wenn
er solchen Bedingungen ausgesetzt wird, die geeignet erscheineh, seine Eigenschaften
zu verschlechtern, wie z. B., wenn er der Luftatmosphäre ausgesetzt wird oder für
längere Zeit mit heißem Wasser, Wasserdampf oder stark korrodierendem Schwefel in
Berührung gebracht wird.
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Bisher sind Erzeugnisse wie Drähte, Bänder, Platten usw., die aus
Metallen wie Eisen und Kupfer bestehen, mit Metallen bzw. Legierungen, gewöhnlich
mit Zinn oder Zinnlegierung, überzogen worden, um diese Erzeugnisse vor Korrosion
zu schützen.
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Diese Verzinnung wird gewöhnlich im Schmelzzustand durchgeführt,
wozu Zinn, dessen Schmelzpunkt verhältnismäßig tief liegt, ohne oder mit bis zu
300/0 Blei erschmolzen wird, um ein schmelzflüssiges Bad zu erzeugen, in welches
die mit einem Uberzug zu versehenden Gegenstände getaucht werden. Wird Zinn über
einen längeren Zeitraum der Luft ausgesetzt, so oxydiert es und bildet einen dünnen
Oxidfilm auf der Oberfläche. Die Farbe dieses Oxidfilms stellt, solange seine Schichtdicke
gering ist, kein Problem dar. Mit steigender Schichtdicke werden jedoch Interferenzfarben
auf dem Oxidfilm deutlich sichtbar, mit dem Ergebnis, daß der Oxidfilm sich von
Gelb nach Braun, Purpur, Blau und Schließlich Schwarz, der Eigenfarbe des Zinns,
verfärbt.
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Das Wachstum des Films wird durch höhere Temperatur und Feuchtigkeit
beschleunigt, so daß der Oxidfilm innerhalb kurzer Zeit von Gelb nach Schwarz verfärbt
wird. Eine solche Verfärbung wird »Lagerverfärbung« oder »Gelbfleckigkeit« genannt,
was sich nicht nur in spürbarer Verminderung der Löteigenschaften des mit dem Zinnüberzug
versehenen Werkstückes auswirkt und mithin das Verbinden des mit Uberzug versehenen
Werkstückes erschwert, sondern auch in spürbarer Verminderung des Handelswertes
des mit Uberzug versehenen Werkstückes ausdrückt.
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Bisher sind elektrochemische korrosionshemmende Behandlungen, wie
mit Chromat, zur Verhütung der Verfärbung von verzinnten Gegenständen vorgeschlagen
worden, die eine elektrolytische Behandlung in schwefelsaurer wäßriger Lösung von
Chromsäurebildnern vorsehen, in welche ein verzinnter Gegenstand als Anode und eine
aus korrosionsbeständigem Metall bestehende Platte als Kathode getaucht werden,
wodurch ein korrosionsbeständiger Film auf dem verzinnten Werkstück erzeugt wird.
Alle diese Entwicklungen haben jedoch folgende Nachteile: 1. Jede Behandlung muß
über längere Zeit durchgeführt werden; 2. es sind große Vorrichtungen zur wirksamen
Behandlung langer, mit einem Uberzug zu versehender Werkstücke erforderlich, und
3. es wird eine beträchtliche Menge an teurer Chromsäure verbraucht.
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Mithin sind die bisher vorgeschlagenen elektrochemischen korrosionshemmenden
Behandlungen teuer und bei langen Gegenständen kaum geeignet.
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Die Erfinder haben besondere Aufmerksamkeit dem Problem gewidmet,
daß verzinnte Gegenstände, die nach dem oben beschriebenen Feuerverzinnungsverfahren
erzeugt wurden, zu Verfärbung und Verschlechterung der Eigenschaften neigten.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, das obenerwähnte Problem durch
die Verwendung einer geeigneten Legierung zu lösen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer
Legierung, bestehend aus 0,1 bis 4,00/o, vorzugsweise 1,0 bis 2,0% Kadmium, Rest
Zinn, als Werkstoff zum Feuerverzinnen von metallischen Gegenständen.
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Sämtliche Angaben in Prozent stellen Gewichtsprozent dar.
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Die Erfinder fanden heraus, daß Metallgegenstände, die nach dem herkömmlichen
Feuerverzinnungsverfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Legierung überzogen
worden waren, keine Verfärbung zeigten und ihre Eigenschaften auch dann sehr gut
erhalten bleiben, wenn sie der Luft ausgesetzt oder für längere Zeit mit heißem
Wasser oder Wasserdampf in Berührung gebracht werden.
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Darüber hinaus sind Metallgegenstände, die mit der erfindungsgemäß
zu verwendenden kadmiumhaltigen Zinnlegierung durch Feuerverzinnen überzogen sind,
die zusätzlich 0,01 bis 3,00/o Aluminium enthält, über die schon erwähnten ausgezeichneten
Eigenschaften hinaus selbst dann frei von Verfärbung, wenn sie über längere Zeit
mit korrodierendem Schwefel in Berührung stehen.
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Falls die erfindungsgemäß zu verwendende Zinnlegierung weniger als
0,1 0/o Kadmium enthält, kann die obenerwähnte Farbbeständigkeit nicht erhalten
werden, enthält sie jedoch mehr als 4,0% Kadmium, so sinkt die obenerwähnte erwünschte
Farbbeständigkeit überhaupt nicht ab; aber ihre Haftfähigkeit wird proportional
zur Zuwachsrate des Kadmiumgehaltes bei der üblichen Feuerverzinnungstemperatur
von 300"C verringert. Die Haftfähigkeit kann durch Erhöhung der Feuerverzinnungstemperatur
verbessert werden, jedoch verursacht ein solcher Temperaturanstieg, wie weiter unten
beschrieben, mannigfache Probleme bei Verzinnen.
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Ein solcher Nachteil kann durch Zugabe von 1 bis 17% an Antimon ausgeglichen
werden. Außerdem wird dadurch die mit einem Uberzug versehene Oberfläche gleichförmig
hinsichtlich der Textur, perlglänzend und hart.
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Auf der anderen Seite erhöht sich, falls die erfindungsgemäß zu verwendende
Zinnlegierung mehr als 17,0% Antimon enthält, der Schmelzpunkt der Legierung derart,
daß es notwendig wird, das Schmelzbad stärker als der der üblichen Zinnlegierung
zu erhitzen.
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Die höhere Schmelzbadtemperatur hat den Nachteil, daß ein großer
Anteil des mit einem Uberzug zu versehenden Werkstückes in der Schmelze der Zinnlegierung
in Lösung geht, während die Zinnlegierung übermäßig oxvdiert wird, wodurch sich
die Zusammensetzung der Legierungsschmelze ändert und die Werkstücke nicht ordnungsgemäß
mit einem Uberzug versehen werden können.
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Demzufolge muß die erfindungsgemäß zu verwendende Zinnlegierung 1,0
bis 17,0% Antimon enthalten. Die obere Grenze des Kadmiumgehaltes wird
gleichzeitig
bis auf 20% erhöht, da Kadmium in beträchtlicher Menge benötigt wird, falls es mit
Antimon zusammen verwandt wird.
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Ein solcher Nachteil tritt ebenfalls auf, falls die erfindungsgemäß
zu verwendende Legierung mehr als 3,00/0 Aluminium enthält. Der Aluminiumgehalt
ist demnach auf 0,01 bis 3,00/0 zu halten.
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In den erfindungsgemäß zu verwendenden Zinnlegierungen kann, solange
die Mengen an Kadmium und dem gegebenenfalls erfolgenden Zusatz an Aluminium und/oder
Antimon innerhalb der erfindungsgemäßen Grenzen liegen, ein Teil des Zinns durch
bis zu 30,0°/0 Blei ersetzt werden, um die Zinnlegierung billiger zu halten.
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Solch ein Ersetzen von Zinn durch Blei bewirkt keine spürbare Verminderung
der obenerwähnten günstigen Farbbeständigkeit oder anderer wichtiger Eigenschaften
eines mit einem aus der erfindungsgemäßen Zinnlegierung bestehenden Uberzug versehenen
Werkstückes. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Zinnlegierungen enthalten deshalb
nicht mehr als 30,0°/0 Blei, da sie sonst an Glanz und Korrosionsfestigkeit verlieren
würden.
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Die in der zur erfindungsgemäßen Verwendung vorgeschlagenen Zinnlegierung
enthaltenen Legierungskomponenten Kadmium, Antimon, Aluminium
und Blei sind in Zinn
leicht löslich. Deshalb kann die erfindungsgemäß zu verwendende Zinnlegierung auf
äußerst einfache Weise hergestellt werden.
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Die wesentlichen Eigenschaften und vorteilhaften Auswirkungen der
erfindungsgemäß beim Feuerverzinnen zu verwendenden Legierung sollen nun ausführlicher
an Hand von Beispielen beschrieben werden.
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Beispiel 1 Verwendet wurden Kupferplatten, die mit einem Uberzug
zu versehende Metallkörper darstellten.
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Zinn und Zinn-Kadmium-Legierungen mit unterschiedlichem Kadmiumgehalt
wurden jeweils geschmolzen. In die erhaltenen Schmelzbäder wurden die Kupferplatten
bei 300"C eingetaucht und so der herkömmliche Feuerverzinnungsvorgang durchgeführt.
Die dadurch erhaltenen mit einem Zinn- bzw.
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Zinn-Kadmium-Uberzug versehenen Werkstücke wurden der Luft bei Raumtemperatur
und normaler Luftfeuchtigkeit und der Luft bei 100"C und 90% relativer Luftfeuchtigkeit
ausgesetzt. Dann wurde die Zeit gemessen, die verging, bis die Oberfläche der mit
dem Uberzug versehenen Werkstücke gelblich wurde.
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Die Zusammensetzung der angewendeten Zinn-Kadmium-Legierungen und
die Meßergebnisse sind in der folgenden Tafel 1 dargestellt.
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Tafel 1
| Zusammensetzung Eigenschaften der mit einem Überzug verschenen
Kupferwerkstücke |
| der Legierung |
| Härte |
| [Gewichtsprozent] Farbumschlag Haft- nach |
| fähigkeit Vickers |
| Zinn Kadmium in Luft bei Raumtemperatur in Luft bei hoher Temperatur
und Feuchte [%] [kg/mm²] |
| 100,0 verfärbt sich nach 20 Tagen verfärbt sich nach 1 Stunde
<0,01 7 |
| 99,95* 0,05 verfärbt sich nach 1 Monat verfärbt sich nach 5
Stunden <0,01 10 |
| 99,9 0,1 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung nach
16 Stunden <0,01 11 |
| 98,0 2,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung nach
16 Stunden 0,05 12 |
| 96,0 4,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung nach
16 Stunden 0,1 14 |
| 93,0* 7,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung
nach 16 Stunden 0,2 16 |
| 90,0* 10,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung
nach 16 Stunden 0,3 17 |
| 85,0* 15,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung
nach 16 Stunden 0,5 21 |
* Nicht zum Gegenstand der Erfindung zählende Legierung.
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Die Haftfähigkeit des Uberzugs auf dem Werkstück wurde folgendermaßen
gemessen: Die Kupferplatte wurde mit einem aus einer Zinnlegierung bestehenden Uberzug
versehen, und die so erhaltene Kupferplatte mit Uberzug wurde 30 Sekunden lang in
wäßrige Natriumsulfldlösung getaucht. Nach dem Herausnehmen aus der Lösung wurde
die mit Uberzug versehene Kupferplatte mit Wasser abgespült und dann Größe und Anzahl
der schwarzgefärbten Gebiete der Oberfläche der mit Uberzug versehenen Kupferplatte
mikroskopisch ausgemessen und darauf der Prozentsatz der insgesamt verfärbten Fläche
in bezug auf das gesamte mit Uberzug versehene Werkstück bestimmt, was ein Maß für
die Haftfähigkeit des Uberzugs auf dem Werkstück ist.
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Wie aus Tafel 1 ersichtlich, haben die Körper, die mit der erfindungsgemän
zusammengesetzten Zinn-
Kadmium-Legierung mit zumindest 0,1% Kadmium überzogen sind,
ausgezeichnete Farbbeständigkeit.
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Tafel 1 zeigt auch, daß bei Steigerung des Kadmiumgehalts über den
erfindungsgemäßen oberen Grenzgehalt von 4,0°/0 hinaus die Hafteigenschaft der mit
Uberzug versehenen Werkstücke bei 300"C allmählich auf ein praktisch unzulässiges
Maß absinkt.
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Beispiel 2 -Antimon wurde den Zinn-Kadmium-Legierungen in verschiedenen
Mengen zugefügt und dann die herkömmliche Feuerverzinnung durchgeführt. An den so
erhaltenen mit Uberzug versehen Werkstücken wurden Messungen, wie im Beispiel 1
beschrieben, vorgenommen. Die Zusammensetzung der erfindungsgemäß zusammengesetzten
Zinnlegierungen und die Meßergebnisse werden in der folgenden Tafel 2 zusammengestellt.
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Tafel 2
| Zusammensetzung Eigenschaften der mit Uberzug versehenen Kupferwerkstücke |
| der Legierungen Härte |
| [Gewichtsprczent Farbumschlag Haft- nach |
| nach Vickers |
| Zinn Kadmium Antimon in Luft bei Raumtemperatur in Luft bei
hoher Temperatur und Feuchte E%1 [kg/mm²] |
| 96,0 1,0 3,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung
nach 16 Stunden <0,01 18 |
| 89,5 3,0 7,5 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung
nach 16 Stunden <Q01 22 |
| 85,0 5,0 10,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung
nach 16 Stunden <0,01 25 |
| 75,0 10,0 15,0 keine Verfärbung nach 3 Monaten keine Verfärbung
nach 16 Stunden <0,01 27 |
Wie aus Tafel 2 ersichtlich, gestattet das Vorhandensein kleiner Mengen von Antimon
in der Zinn-Kadmium-Legierung die Verschlechterung der Haftfähigkeit des ueberzugs
auf dem Werkstück, die durch die Zunahme des Kadmiumgehalts der Zinnlegierung hervorgerufen
wird, zu kompensieren. Tafel 2 zeigt auch, daß die Anwesenheit von Antimon die Härte
des
Uberzugs merklich erhöht und so das mit Uberzug versehene Werkstück weitgehend davor
schützt, verkratzt zu werden. Des weiteren dient das Vorhandensein von Antimon dazu,
den Glanz des mit Uberzug versehenen Werkstücks in silberweiß zu verändern und dem
mit Uberzug versehenen Werkstück ein sehr schönes Aussehen zu verleihen.
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Beispiel 3 Aluminium wurde in verschiedenen Mengen zu Zinn-Kadmium-
und Zinn-Kadmium-Antimon-Legierungen hinzugefügt.
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Die herkömmliche Feuerverzinnung wurde wie im Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt. Das auf diese Weise erhaltene, mit Zinnüberzug und/oder Zinnlegierungsüberzug
versehene Werkstück wurde bei 130"C unter einem Dampfdruck von 2,8 kg/cm2 mit
einem
Verbundteil in direkten Kontakt gebracht, das aus nichtvulkanisiertem Butylgummi
bestand, welches Schwefel als Vulkanisierungsmittel enthielt. Es wurde die Zeitdauer
bis zum Gelblichwerden der Oberfläche des mit Uberzug versehenen Werkstücks gemessen.
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Die Zusammensetzung der verwendeten Zinnlegierungen und die Meßergebnisse
sind in Tafel 3 dargestellt.
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Tafel 3
| Zusammensetzung der Legierungen Eigenschaften der mit Überzug
versehenen Werkstücke |
| [Gewichtsprozent] Farbumschlag Härte |
| in Luft bei in Luft bei hoher Haft- nach |
| Zinn Kad- Anti- Alu- Raumtemperatur Temperatur und Schwefelresistenz
vermögen Vi c k e r 5 |
| mium mon minium Luftfeuchtigkeit [%] [kg/mm²] |
| 100 - - - verfärbt sich nach verfärbt sich nach verfärbt sich
nach <Q01 7 |
| 20 Tagen 1 Stunde 30 Minuten |
| 9978 0.2 - 0,02 keine Verfärbung keine Verfärbung keine Verfärbung
0,01 11 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 99,0 0,3 - 0,7 keine Verfärbung keine Verfärbung keine Verfärbung
0,02 12 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 97,0 0,3 2,0 0,7 keine Verfärbung keine Verfärbung keine Verfärbung
<0,01 13 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 90,5 1,0 7,5 1,0 keine Verfärbung keine Verfärbung keine Verfärbung
<0,01 25 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 85,0 2,0 10,0 3,0 keine Verfärbung keine Verfärbung keine Verfärbung
<0,01 30 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 85,0 5,0 10,0 - keine Verfärbung keine Verfärbung verfärbt
sich nach <0,01 24 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden 30 Minuten |
| 99,0* - 1.0 - verfärbt sich nach verfärbt sich nach verfärbt
sich nach <0,01 11 |
| 20 Tagen 1 Stunde 30 Minuten |
| 92.5* - 7,5 - verfärbt sich nach verfärbt sich nach verfärbt
sich nach <0,01 19 |
| 1 Monat 1 Stunde 30 Minuten |
| 98,0* - - 2,0 verfärbt sich nach verfärbt sich nach keine Verfärbung
0,2 15 |
| 1 Monat 1 Stunde nach 3 Stunden |
| 76,5* 10.0 10,0 3,5 keine Verfärbung keine Verfärbung keine
Verfärbung 0,03 28 |
| nach 3 Monaten ; nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 99.9 0,1 - - keine Verfärbung keine Verfärbung verfärbt sich
nach <0,01 11 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden 30 Minuten |
| 91,5 1.0 7,5 - keine Verfärbung keine Verfärbung verfärbt sich
nach <0,01 20 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden 30 Minuten |
* Nicht zum Gegenstand der Erfindung zählende Legierung.
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Wie aus Tafel 3 ersichtlich, macht es eine kleine Menge Aluminium
in der Zinnlegierung möglich, das mit Uberzug versehene Werkstück in direkten Kontakt
mit einer Schwefel enthaltenden Substanz zu bringen, ohne dabei eine Verfärbung
des mit Uberzug versehenen Werkstoffes hervorzurufen. Die obige Tafel zeigt auch,
daß sich bei einem Aluminiumgehalt von mehr als 3,00/0 die Haftfähigkeit des Uberzugs
auf dem Werkstück selbst dann verschlechtert, wenn die Zinnlegierung Antimon enthält.
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Beispiel 4 Es wurde Blei in verschiedenen Mengen zu Zinn, Zinn-Kadmium-Legierung,
Zinn-Kadmium-Alumini-
um- Legierung, Zinn- Kadmium-Antimon-Legierung, Zinn-Aluminium-Legierung
und einer Zinn-Kadmium-Antimon-Afuminium-Legierung zugegeben. Der herkömmliche Prozeß
wurde mit einer Zinnlegierung, wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, und
die auf diese Weise erhaltenen mit Zinnüberzug und Zinnlegierungsüberzug versehenen
Werkstücke wurden, wie im Beispiel 3 beschrieben, mit einem Schwefel enthaltenden
Teil in direkten Kontakt gebracht. Auch hier wurde die Zeit gemessen, bis die Oberfläche
des mit Uberzug versehenen Werkstücks geblich wurde.
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Die Zusammensetzung der verwendeten Zinnlegierungen und die Meßergebnisse
sind in der folgenden Tafel 4 zusammengestellt.
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Tafel 4
| Eigenschaften der mit Uberzug versehenen Werkstücke |
| Zusammensetzung der Legierungen Farbumschlag |
| [Gewicbtsprozent Farbumschlag Haft Härte |
| in Luft bei in Luft bei hoher - nach |
| Kad- Anti- Alu- Raumtemperatur Temperatur und Schwefelresistenz
vermögen Vickers |
| Zinn Blei mium mon minium Luftfeuchtigkeit [ ~ [kg/mm2] |
| 100 - - - - verfärbt sich verfärbt sich verfärbt sich <0,01
7 |
| nach 20 Tagen nach 1 Stunde nach 30 Minuten |
| 83,0* 17,0 - - ~ verfärbt sich verfärbt sich verfärbt sich
< 0,01 11 |
| nach 20 Tagen nach 1 Stunde nach 30 Minuten |
| 89,4* 10,0 ~ ~ 0,6 verfärbt sich verfärbt sich keine Verfärbung
0,1 14 |
| nach 20 Tagen nach 1 Stunde nach 3 Stunden |
| 81,7 17,0 1,0 - 0,3 keine Verfärbung keine Verfärbung keine
Verfärbung 0,01 17 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 87,7 10,0 2,0 - 0,3 keine Verfärbung keine Verfärbung keine
Verfärbung 0,01 16 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 88,0 10,0 2,0 - ~ keine Verfärbung keine Verfärbung verfärbt
sich <0,01 14 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 30 Minuten |
| 79,7 20,0 0,2 ~ 0,1 keine Verfärbung keine Verfärbung keine
Verfärbung <0,01 18 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 68,5 20,0 1,0 7,5 3,0 keine Verfärbung keine Verfärbung keine
Verfärbung 0,02 30 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 67,0 20,0 2,0 7,5 3,5 keine Verfärbung keine Verfärbung keine
Verfärbung 0,03 30 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
| 65,0 20,0 5,0 10,0 - keine Verfärbung keine Verfärbung verfärbt
sich < 0,01 24 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 30 Minuten |
| 62,0 22,0 2,0 15,0 1,0 keine Verfärbung keine Verfärbung keine
Verfärbung 0,01 32 |
| nach 3 Monaten nach 16 Stunden nach 3 Stunden |
* Nicht zum Gegenstand der Erfindung zählende Legierung.
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Wie aus Tafel 4 ersichtlich, beeinträchtigt die Verwendung von Blei
in Gehalten bis 30,0°/0 die ausgezeichnete Farbbeständigkeit und die Haftfähigkeit
nicht, sofern Kadmium, Antimon und Aluminium in den erfindungsgemäßen Mengen in
dem Uberzug enthalten sind.
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Beispiel 5 Eine Zinn-Kadmium-Legierung (A) mit 0,1% Kadmium, Rest
Zinn, eine Zinn-Kadmium-Legierung (B)* mit 0,06U/o Kadmium, Rest Zinn, Zinn (C),**
eine Zinn-Blei-Legierung (D)* mit 30°/O Blei, Rest Zinn und eine Zinn-Blei-Kupfer-Legierung
(E)* mit 30% Blei, 8,00/0 Kupfer, Rest Zinn, wurden jeweils geschmolzen, und jedes
so erhaltene Schmelzbad wurde benutzt, um Kupferplatten bei 300° C mit einem Uberzug
nach der herkömmlichen Feuerverzinnungsmethode zu versehen. Die erhaltenen mit Uberzug
versehenen Werkstücke wurden in Wasser von 100"C
getaucht. Dabei wurde die Zeit bis
zum Gelblichwerden der Oberfläche des mit Uberzug versehenen Werkstücks gemessen.
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Die Art der verwendeten Zinn-Legierungen und die Meßergebnisse der
mit Uberzug versehenen Werkstücke sind in der folgenden Tafel 5 zusammengestellt.
Tafel 5
| Zinnlegierung Zeitdauer bis zum Auftreten der |
| Verfärbung |
| A keine Verfärbung nach 16 Stunden |
| verfärbt sich nach 5 Stunden |
| C** verfärbt sich nach 3 Stunden |
| D* verfärbt sich nach 2 Stunden |
| E* verfärbt sich nach 2 Stunden |
Nicht zum Gegenstand der Erfindung zählende Legierung.
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*+ Unlegiertes Zinn.
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Zu beachten ist, daß die obenerwähnte Prüfung eine exakte Wiedergabe
der Verfärbung eines mit Zinnüberzug versehenen Kupferdrahtes für einen elektrischen
Leiter gewährleistet, dessen Verfärbung durch hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit
bei Herstellung eines gummiisolierten Kabels hervorgerufen wird und somit ein gutes
Verfahren darstellt, mit dem die Farbbeständigkeit des mit einem Zinnüberzug versehenen
Kupferdrahtes in kurzer Zeit bestimmt werden kann.
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Beispiel 6 Ein Kupferdraht von 0,32 mm Durchmesser wurde in wäßriger
Lösung von 1 50/0iger Salzsäure gebeizt.
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Der gebeizte Kupferdraht wurde mit einer Geschwindigkeit von 200 m/Min.
durch das Schmelzbad (250" C) einer erfindungsgemäßen Zinnlegierung mit 0,2% Aluminium,
0,5°/0 Kadmium, 7,5°/O Antimon, Rest Zinn hindurchgeführt und durch einen Drahtaufnehmer
aus dem Schmelzbad genommen. um einen Draht mit einem Zinnlegierungsüberzug herzustellen,
der eine Stärke von 1 bis 3 p besitzt.
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Der so erhaltene, mit Uberzug versehene Draht zeigte gleichen Glanz
wie ein nur mit Zinn überzug versehener und ein schönes silberweißes Aussehen.
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Zum Vergleich wurde ein Kupferdraht von 0,32 mm Durchmesser in einem
Schmelzbad (250° C) einer herkömmlichen Zinnlegierung mit 17,0% Blei, Rest Zinn
mit einem Uberzug versehen.
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Die obenerwähnten zwei Arten von mit Uberzug versehenen Drähten,
jeder 100 m lang, wurden in heißes Wasser von 100"C getaucht. Eine Hälfte der Gesamtlänge
jedes mit Uberzug versehenen Drahtes wurde dabei in das heiße Wasser getaucht, während
die andere Hälfte oberhalb des Wasserspiegels der Luft ausgesetzt blieb. Es wurde
die Zeitdauer bis zum Gelblichwerden der Oberfläche des plattierten Drahtes gemessen.
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Die in heißes Wasser getauchten und der Luft ausgesetzten Abschnitte
des mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Zinnlegierung überzogenen Kupferdrahtes
zeigten nach 25 Stunden keine Verfärbung.
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Im Gegensatz dazu verfärbte sich der in heißes Wasser getauchte Abschnitt
des mit der herkömmlichen Zinnlegierung überzogenen Kupferdrahtes nach 2 Stunden
leicht gelb, nach 4 Stunden dunkelgelb, nach 7 Stunden purpurblau und nach 30 Stunden
grauschwarz,
während der der Luft ausgesetzte Abschnitt nach 8 Stunden leicht gelb und nach 24
Stunden dunkelgelb verfärbt war.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Zinnlegierung zum Feuerverzinnen
von metallischen Gegenständen ermöglicht die Herstellung eines mit Uberzug versehenen
Werkstücks von ausgezeichneter Farbbeständigkeit, Beständigkeit der übrigen wichtigen
Eigenschaften des Aussehens und der Haftfähigkeit selbst, wenn das Werkstück für
längere Zeit der Luft oder hoher Temperatur und Feuchtigkeit, wie heißem Wasser,
Wasserdampf, ausgesetzt oder in direkten Kontakt mit stark korrodierendem Schwefel
gebracht wird. Die erfindungsgemäße zu verwendende Zinnlegierung besitzt den wichtigen
Vorteil, daß durch sie durch Feuerzinnung mit Zinnüberzug versehene metallische
Erzeugnisse hergestellt werden können, die für die Verwendung auf verschiedenen
technischen Anwendungsgebieten geeignet sind.