DE2049542B2

DE2049542B2 - Verfahren zum Abbeizen von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bevor die Teile hartgelötet werden

Info

Publication number: DE2049542B2
Application number: DE2049542A
Authority: DE
Inventors: Andre Meudon Hauts-De- Seine Chartet (Frankreich)
Original assignee: Sa Des Usines Chausson Asnieres Hauts-De-Seine (frankreich)
Current assignee: Sa Des Usines Chausson Asnieres Hauts-De-Seine (frankreich)
Priority date: 1969-10-22
Filing date: 1970-10-08
Publication date: 1979-08-09
Also published as: US3694899A; FR2063568A5; CA928591A; ES384301A1; DE2049542A1; JPS5422415B1; GB1331483A; BE756380A; DE2049542C3

Description

Zum Hartlöten von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen ist eine Reihe von aufwendigen Arbeitsgängen erforderlich. Zunächst müssen die Teile entfettet und in einem oder mehreren sauren und/oder alkalischen Bädern abgebeizt und anschließend gespült und getrocknet werden, worauf die Teile zusammengefügt und in einer Montagevorrichtung gehalten werden. In einem folgenden Arbeitsgang unterwirft man zumindest die zusammenzufügenden Stellen der Teile der Einwirkung eines Schmelzflusses, um die Aluminiumoxidschicht, die die Teile immer bedeckt, vollständig abzubeizen. Um auf die Teile den Schmelzfluß einwirken zu lassen, kann man nach drei Verfahren vorgehen, nämlich indem man entweder die Teile in ein Flußmittelbad taucht, das auf einer das Hartlöten erlaubenden Temperatur gehalten wird, d. h. auf etwa 600° C, wobei man die Teile vor dem Eintauchen vorheizt, um zu vermeiden, daß sie einen thermischen Schock erleiden, oder das Flußmittel durch Eintauchen der Teile in ein Bad einer wäßrigen Lösung des Flußmittels aufträgt oder auf die Teile einen Strahl trockenen Rußmittels einwirken läßt. Bei den zwei letzten Verfahren werden die einmal mit Flußmittel behandelten und getrockneten Teile in einen Ofen gebracht, wo sie fortschreitend bis auf die Hartlöttemperatur erhitzt und dann abgekühlt werden.

Die Flußmittelbehandlung ist ein kostspieliger Arbeitsgang, da man, um sicher zu sein, daß die die hartzulötenden Teile bedeckende Aluminiumoxidschicht in dem Augenblick vollständig entfernt ist, in dem die Teile auf die Hartlöttemperatur gebracht werden, große Mengen Flußmittel verwenden muß, die teure Stoffe, wie insbesondere Lithiumchlorid,· enthalten. Dabei hängen die Flußmittelmengen von der Dicke der Oxidschicht ab; die Dicke ist im allgemeinen groß, weil man die Teile zum Trocknen sowohl nach dem Abbeizen als auch nach der Flußmittelbehandlung im wäßrigen Bad erhitzen muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Arbeitsgänge beim Hartlöten zu vereinfachen und vor allem einzusparen.

Die Erfindung geht von dsr Feststellung aus, daß die Aluminiumteile fast vollständig von der sie bedekkenden Aluminiumoxidschicht befreit werden, wenn man auf sie ein saures oder alkalisches Abbeizbad einwirken läßt, und wenn sie sich in dem Bad befinden, daß sich aber diese Schicht augenblicklich wieder bildet, sobald die Teile aus dem Bad gezogen werden, wobei diese Aluminiumoxidschicht anschließend dikker und anhaftender wird, wenn die Teile nach dem Abbeizen gewaschen und getrocknet und anschlie-Bend in einer nicht kontrollierten Atmosphäre zusammengefügt werden müssen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abbeizen von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bevor die Teile hartgelötet werden, bei dem man die Teile bei Raumtemperatur mit einem sauren oder alkalischen Abbeizbad behandelt, spült trocknet, mit Flußmittel behandelt und erhitzt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Abbeizbad verwendet, das mit Zinkoxid, Zinksulfat, Zinkfluoroborat, Nickelchlorid, Zinnchlorid und/oder Eisen(IH)chlorid versetzt ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wiederholung einer Aluminiumoxidschicht auf den Aluminiumteilen nach dem Abbeizen verhindert, und es bleiben auf den Teilen nur mehr zufällige Spuren von Aluminiumoxid, so daß man im Augenblick des Hartlötens nur mehr sehr kleine Mengen Flußmittel braucht, und die verwendeten Flußmittel wenig aktiv

■ sein können und kostspielige Metallsalze nicht mehr zu enthalten brauchen.

Die Badtemperatur liegt beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise bei Raumtemperatur, d. h. etwa 25° C, und die Behandlungszeit im Abbeizbad beträgt V, bis 5 Min.

Zur Erläuterung der Erfindung werden nachstehend Beispiele für die Zusammensetzung von bei dem erfindungsgemäßen Behandlungsverfahren verwendeten Abbeizbädern gegeben.

Beispiel 1

Saures Bad:

Wäßrige Lösung von Flußsäure (1,5% HF) mit einem Gehalt von 750 g Zinksulfat pro Liter; Temperatür bei der Anwendung 25 ° C.

Beispiel 2

Saures Bad:

Wäßrige Lösung, die pro Liter Wasser enthält
Zinkfluoroborat 150 g

Nickelfluoroborat 0,5 g Ammoniumchlorid 20 g

Beispiel 3
Alkalisches Bad:

Wäßrige Lösung, die pro Liter Wasser enthält

Soda 300 g

Zinkoxid 75 g

Natriumcyanid 80 g

b5 Kupfercyanid 3 g

Die mit den voranstehenden Bädern behandelten Teile zeigen eine regelmäßige und dichte Schicht des

oder der entsprechenden Metalle. Nach dem Verlas-

sen des Bades weiden die Teile gespült und getrocknet, vorzugsweise unterhalb 150° C, und sind fertig, um anschließend für die genannten Hartlöterbeitsgänge zusammengefügt zu werden.

Die Erfindung wird vorteilhaft bei der Herstellung von Wärmeaustauschern angewendet; dabei fügt man Röhren, Verteiler, Sammler und andere Konstruktionsteile zusammen und hält sie in einer geeigneten Montagevorrichtung. Anschließend können zur Durchführung des Hartlötens mehrere Wege eingeschlagen werden.

Beim ersten Weg erhitzt man die zusammengefügten Teile bis auf eine Temperatur in der Größenordnung von 300 bis 400° C vor, wobei jedoch diese Temperatur niedriger als die Schmelztemperatur des Metalls der Deckschicht sein muß, d. h. im Falle des Zinks niedriger als die Schmelztemperatur dieses Metalls, nämlich 419° C; dann werden die vorerhitzen Teile in ein Bad eines Hartlötflußmittels getaucht, das auf die Hartlöttemperatur gebracht ist und beispielsweise folgende Zusammensetzung haben kann:
KCl 49 Gew.Teile

NaCl 27 Gew.Teile CaQ₂ 21 Gew.Teile AlF₃ 1,5 Gew.Teile LiCl S 2 Gew.Teile

Beim zweiten Weg taucht man die zusammengefügten und in ihrer Montagevorrichtung gehaltenen Teile zuerst in eine wäßrige Lösung eines Flußmittels und bringt sie anschließend sofort nach dem Herausnehmen aus dem wäßrigen Flußmittelbad in ein Heiziach eines Hartlötofens, in welchem der wäßrige Trägerstoff des Flußmittels zuerst verdampft wird und in dem anschließend die Teile fortschreitend bis zur Hartlöttemperatur erhitzt werden, d. h. auf etwa 600° C. Eine bei diesem zweiten Weg verwendbare Flußmittelzubereitung kann beispielsweise folgende Zusammensetzung aufweisen:
KCl 36 Gew.TeUe

NaCl 29 Gew.Teile LiQ < 10 Gew.Teile ZnCl₂ 8 Gew.TeUe AlF₃ 5 Gew.TeUe KHF₂ 10 Gew.TeUe Wasser 100 Gew.TeUe

In diesem Fall beträgt die für die Hartlötung verwendete Flußmittelmenge weniger als oder ungefähr 50 g/m² Oberfläche der hartzulötenden TeUe.

Beim dritten Weg, der die meisten Vorteile bietet, ίο spritzt nun mit der Pistole vor oder nach dem Zusammenfügen der TeUe auf diese mittels einer Flamme eine Flußmittelzubereitung in wasserfreier Form; während die Flußmittelzubereitung auf die TeUe gespritzt wird, schmilzt sie wenigstens teilweise; die TeUe werden anschließend in einem Luftofen auf die Hartlöttemperatur gebracht.

Eine bei dem dritten Weg verwendbare Flußmittelzubereitung, kann beispielsweise folgende Zusammensetzung aufweisen:

KCl 44 Gew.TeUe NaCl , 36 Gew.Teile LiCl 0,5 Gew.TeUe AlF₃ 4 Gew.Teüe ZnCl₂ 6 Gew.TeUe KHF, ' 9 Gew.TeUe Das Gewicht des aufgetragenen Flußmittels beträgt

dabei 20 g/cm².

Welchen der drei Wege man auch immer wählt, um die beschriebene Hartlötung nach der Abbeizbehandlung durchzuführen, so wird es möglich, wie sich aus dem voranstehenden ergibt, daß man bei dem ersten Weg Flußmittel mit geringer Aggressivität verwendet oder daß man bei dem zweiten und dritten Weg Flußmittel mit geringfügig kleinerer Aktivität als die der allgemein verwendeten Flußmittel, jedoch in deutlich verringerter Menge verwendet. Diese Flußmittel enthalten im übrigen nur geringe Mengen Lithiumsalze - sind also bUlige Flußmittel - im Vergleich zu jenen, die man gemäß dem Stand der Technik des Hartlötens einsetzen muß.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abbeizen von Teilen aus Aluminium oder Airminiumlegierungen, bevor die Teile hartgelötet werden, bei dem man die Teile bei Raumtemperatur mit einem sauren oder alkalischen Abbeizbad behandelt, spült, trocknet, mit Flußmittel behandelt und erhitzt, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Abbeizbad verwendet, das mit Zinkoxid, Zinksulfat, Zinkfluoroborat, Nickelchlorid, Zinnchlorid und/oder Eisen(ffl)chlorid versetzt ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Badtemperatur etwa 25° C beträgt und die zu behandelnden Teile V₂ Min. bis S Min. in das Abbeizbad eingetaucht werden, das 1,5% Flußsäure und 750 g Zinksulfat oder 150 g Zinkfluoroborat, 0,5 g Nickelfluoroborat und 20 g Ammoniumchlorid oder 300 g Soda, 75 g Zinkchlond, 80 g Natriumcyanid und 3 g Kupfercyanid, jeweils pro 1 Wasser, enthält.

3. Anwendung des Verfahrens gemäß Ansprüchen 1 und 2 bei der Herstellung von Wärmeaustauschern.