DE2049542C3 - Verfahren zum Abbeizen von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bevor die Teile hartgelötet werden - Google Patents
Verfahren zum Abbeizen von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bevor die Teile hartgelötet werdenInfo
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Description
Zum Hartlöten von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen ist eine Reihe von aufwendigen
Arbeitsgängen erforderlich. Zunächst müssen die Teils 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 Einwirkungeines 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 Flußmittels einwirken läßt. Bei
den zwei letzten Verfahren werden die einmal mit Flußmittsl 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 hart'
zulötenden 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 Flußmittelbehancllung im
wäßrigen Bad erhitzen muß,
Aufgabe der Erfindung ist es, die Arbeitsgänge beim Hartlöten zu vereinfachen und vor allem einzusparen,
Die Erfindung geht von der 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,
i" 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-ί
Bend in einer nicht kontrollierten Atmosphäre zusammengefügt werden müssen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abbeizen von Teilen aus Aluminium oder Akiminiumlegierungen
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, Ziηk-
•J» fluoroborat, Nickelchlorid, Zinnchlorid und/oder
Eisen(III)chlorid versetzt ist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wiederholung einer Aluminiumoxidschicht auf den Aluminiumteilen
nach dem Abbeizen verhindert, und es
ίο 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
t> zu enthalten brauchen.
Die Badtemperatur liegt beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise bei Raumtemperatur, d. h.
etwa 25° C, und die Behandlungszeit im Abbeizbad beträgt V2 bis 5 Min.
4(1 Zur Erläuterung der Erfindung werden nachstehend
Beispiele für die Zusammensetzung von bei dem erfindungsgemäßen Behandlungsverfahren verwendeten
Abbeizbädern gegeben.
4"· Beispiel 1
Saures Bad:
Wäßrige Lösung von Flußsäure (1,5% HF) mit einem Gehalt von 750 g Zinksulfat pro Liter; Tempera-,,,
tür bei der Anwendung 25° C.
Saures Bad:
Wäßrige Lösung, die pro Liter Wasser enthält
Zinkfluoroborat 150 g
Nickelfluoroborat 0,5 g
Ammoniumchlorid 20 g
mi Alkalisches Bad:
Wäßrige Lösung, die pro Liter Wasser enthält
Soda 300 g
Zinkoxid 75 g
Natriumcyanid 80 g
h-i 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 werden die Teile gespült und getrocknet, vorzugsweise unterhalb 150" C, und sind fertig,
um anschließend für die genannten Hartlötarbeitsgänge 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 vorerhitzten Teile in ein Bad eines Hartlötflußmittels getaucht, das
auf die Hartlöttemperatur gebracht ist und beispielsweise folgende Zusammensetzung haben kann:
KC! 49 Gew.Teile
KC! 49 Gew.Teile
NaCl 27 Gew.Tefle
CaCI, 21 Gew.Teüe
1,5 Gew.Teile < 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 Heizfach
eines Hartlötofe^s, in welchem der wäßrige Trägerstoff
des Flußmittels zuerst verdampft wird und in dem anschließend die Teile fortschreitend bis zur
Hartlöttemperatur erhitzt werde·!, d. h. auf etwa 600° C. Eine bei diesem zweiten Weg verwendbaie
Flußmittelzubereitung kann beispielsweise folgende Zusammensetzung aufweisen:
KCl 36 Gew.Teile
NaCl 29 Gew.Teile
AlF3
LiQ
LiQ
UCJ
ZnCI2
AlF3
KHF1
ZnCI2
AlF3
KHF1
< 10 Gew.Teüe 8 Gew.Teile 5 Gew.Teile 10 Gew.Teile
ί Wasser 100 Gew.Teile
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 Vorteüe bietet, spritzt man mit der Pistole vor oder nach dem Zusammenfügen
der Teile auf diese mittels einer Flamme eine Flußmittelzubereitung in wasserfreier Form;
während die Flußmittelzubereitung auf die Tefle gespritzt wird, schmilzt sie wenigstens teilweise; die TeUe
werden anschließend in einem Luftofen auf die Hartlötteraperatur
gebracht.
Eine bei dem dritten Weg verwendbare Flußmittelzubereitung kann beispielsweise folgende Zusammensetzung
aufweisen:
KCl 44 Gew.Teüe
NaCI 36 Gew.Teüe
LiCl 0,5 Gew.Teüe
AlF, 4 Gew.Teüe
ZnCl2
KHF,
KHF,
Gew.Teüe Gew.Teüe
Das Gewicht des aufgetragenen Flußmittels beträgt dabei 20 g/m2.
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 billige Flußmittel - im Vergleich zu jenen, die man gemäß dem Stand der Technik des Hartlötens
einsetzen muß.
Claims (3)
1. 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, dadurch
gekennzeichnet, daß man ein Abbeizbad verwendet, das mit Zinkoxid, Zinksulfat, Zinkfluoroborat,
Nickelchlorid, Zinnchlorid und/oder Eisen(in)chlorid versetzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß die Badtemperatur etwa 25° C beträgt und die zu behandelnden Teile V2 Min.
bis 5 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 Zinkchlorid, 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.
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