DE2401365C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regenerieren von Lötmetallen nach dem Filtrierverfahren, mit einem in einem Gehäuse dicht angeordneten und in die zu reinigende Lötschmelze eingetauchte Filter aus einer porösen keramischen Masse und mit einer die Lötnietallschmelze enthaltenden Wanne, sowie ein Verfahren unter Anwendung der Vorrichtung.

Zum Regenerieren von Lötmetallen ist es schon bekannt, das verunreinigte Lötmetall mehrere Stunden lang bei einer bestimmten Temperatur in Ruhe zu belassen, so daß sich die dabei ausscheidenden festen Phasen aus der flüssigen metallischen Grundsubstanz absondern. Neben dem beträchtlichen Zeitaufwand ist mit dieser Vorgehensweise insbesondere der Nachteil verbunden, daß sich fein dispergierte Fremdstoffe in der Regel nicht abscheiden, sondern in dem Lötmetall verbleiben. Da zum Regenerieren des Lötmetalls dieses in Ruhe verbleiben muß, kann die bekannte Vorgehensweise nicht bei Lötapparaturen mit ständigem zwangsmäßigen Lötmetalldurchfluß angewandt werden. Weiter sind chemische Regenerierverfahren bekannt, bei denen die metallischen Verunreinigungen an Sauerstoff, Schwefel, Chlor od. dgl. gebunden werden. Die chemischen Reaktionsstoffe werden hierbei direkt mit dem flüssigen, verunreinigten Lötmetall vermischt, wobei die erhaltenen chemischen Verbindungen sich an der Oberfläche der Lötmetallmasse absetzen und dort mechanisch entfernt werden können. Wesentlicher Nachteil der chemischen Regenerierverfahren ist die Entstehung von giftigen Dämpfen infolge der verwendeten Reaktionsstoffe, so daß zum Schutz des Bedienungspersonals zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen. Außerdem führen die gebildeten Dämpfe aufgrund ihrer Agressivität zu einem relativ raschen Verschleiß der mit ihnen in Berührung kommenden Bauelemente. Weiter ist es bekannt, das flüssige Lötmetall durch eine hoch poröse Scheidewand nach dem Gravitationsfiltrierverfahren zu regenerieren. Hierzu wird eine Einrichtung mit einem Gefäß in Form einer mit körniger keramischer Masse gefüllten Büchse vorgesehen, an der unten ein Netz oder eine perforierte Platte befestigt ist. Das von oben eingegossene flüssige Lötmetall sickert durch die Kapillaren in der keramischen Masse, wobei die im Lötmetall enthaltenen festen

ίο Verunreinigungen zurückgehalten werden. Das Gravitationsfiltrieren von Lötmetall durch eine hoch poröse Scheidewand vermag nicht einwandfrei fein dispergierte Verunreinigungen von dem flüssigen Lötmetall zu entfernen, so daß eine zusätzliche Regeneriereinrichtung zum Beseitigen dieser Teilchen erforderlich ist und damit eine direkte Kombination der besagten Vorrichtung mit einer Lötapparatur nicht möglich ist

Bekannt ist es weiter, das verunreinigte Lötmetall in eine geschlossene Pfanne einzusaugen, welche an ihrem Oberteil mit einem Gießtümpel und im Unterteil mit einem Filter versehen ist, und wobei in der Nähe des Filters in der Pfanne eine Vakuumpumpe angeordnet ist. Bekannt ist es auch, das verunreinigte Lötmetall durch eine poröse Scheidewand mit Hilfe von Druckluft zu pressen, indem ein Filter in ein Metallgehäuse eingesetzt wird, an dessen Oberteil ein durch eine der Druckluftzuführung dienende Glocke hermetisch abgeschlossener Lötmetallbehälter angebracht ist. Bei beiden erwähnten Vorgehensweisen erfolgt das Regenerieren außerhalb der Wanne der Lötapparatur, so daß besondere Vorrichtungen notwendig sind, um das verunreinigte Lötmetall abzugießen. Dies bedeutet aber, daß die Lötapparatur jedesmal stillgesetzt werden muß, um das verunreinigte Lötmetall aus der Wanne zu entfernen und die Wanne mit frischem Lötmetall aufzufüllen.

Aus der US-PS 33 37 054 ist weiter eine Vorrichtung zum Filtern von Metallschmelzen und Gießlegierungen bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einer Wanne oder einem Gefäß, das mit einem Deckel verschlossen ist und in dem ein Filter angebracht ist. Die Einlaßöffnung des Filters steht mit einer Pumpe und die Auslaßöffnung mit der Gießvorrichtung in Verbindung. Pumpe and Filter sind ganz in der zu reinigenden Metallschmelze eingetaucht, die über eine Nebenpumpe in die Wanne eingeführt wird. Diese bekannte Filtriervorrichtung stellt somit eine Zusatzausrüstung für eine Gießvorrichtung dar. Der Durchlauf der verunreinigten Metallschmelze durch den Filter bedingt ein tiefes Eindringen der festen Metalleinschlüsse in die Kapillaren, so daß diese innerhalb kurzer Zeit verstopfen und ein weiteres einwandfreies Regenerieren unmöglich gemacht wird. Da bei der bekannten Vorrichtung die Pumpe in Berührung mit der verunreinigten Metallschmelze kommt, sind deren Bauteile wegen der Verunreinigungen einem erhöhten Verschleiß unterworfen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung sowie ein Verfahren zu schaffen, die ein kontinuierliches Regenerieren des in der Lötwanne einer Lötapparatur befindlichen Lötmetalls auch hinsichtlich darin befindlicher, fein dispergierter Verunreinigungen unter Vermeidung der Gefahr eines vorzeitigen Verstopfens des Filters und Verschleißes der Pumpe ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Filters über einen Stutzen auf einer

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in der Wanne angeordneten Trennwand abgestützt ist, die die Wanne in zwei über die Trennwand miteinander verbundene Abteile aufteilt, wobei die Höhe der Trennwand gleich 80 bis 90% der Füllstandshöhe der Lötmetallschmelze in der Wanne ist, und daß das Gehäuse des Filters abstromseitig mit einer Pumpe verbunden ist, die über einen außerhalb der Wanne angeordneten Motor antreibbar ist. Erfindungsgemäß ist somit das Gehäuse des Filters über einen Stutzen an eine Pumpe angeschlossen und in dem flüssigen Lötmetall \;i der Lötwanne eingetaucht Das Gehäuse stützt sich dabei auf einer in der Wanne vorgesehenen Trennwand ab. Der Antrieb der Pumpe erfolgt über eine Antriebswelle von eitlem außerhalb des Lötapparates angeordneten Elektromotor. Die in der Wanne vorgesehene Trennwand teilt diese in zwei Abteile auf, die miteinander in Verbindung stehen, da die Höhe der Trennwand 80 bis 90% der Füllstandshöhe an Lötmetall in der Wanne entspricht Hierdurch wird der durch die Pumpe erzwungene Überlauf des Lötmetalls von einem Abteil in das andere ausschließlich auf die in Nähe der Lötmetalloberfläche befindliche Region begrenzt. Vorteil dieser Vorgehensweise ist, daß das Regenerieren des Lötmetalls unmittelbar in der Wanne des Lötapparates vorgenommen werden kann und damit ein Austausch von verunreinigtem Lötmetall durch frisches in der Lötapparatur nicht erforderlich ist. Da die Pumpe hinter dem Filter angeordnet ist und somit das Lötmetall in den Filter eingesaugt wird, setzen sich Kristalle der abgeschiedenen festen Phasen im Lötmetall auf der Außenseite des Filters ab und verringern somit dessen Durchlässigkeit nicht, so daß der Filter über längere Betriebszeiten in Einsatz verbleiben kann. Ferner fließt verunreinigtes Lötmetall nicht durch die Pumpe, sondern nur reines Lötmetall, so daß die Pumpe nicht in Berührung mit den erhöhten Verschleiß bedingenden festen Verunreinigungen im Lötmetall kommt. Wegen der höheren Fließfähigkeit von regeneriertem bzw. reinem Lötmetall erfordert die Pumpe eine geringere Antriebsleistung, so daß im Vergleich zu verunreinigtes Lötmetall fördernden Pumpen mit geringerem Energieaufwand ausgekommen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der erwähnten Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das verunreinigte, in der Wanne befindliche Lötmetall in einen filtrierenden Umlauf bei einem Druckunterschied vor und hinter dem Filter von 0,1 bis 0,9 at gebracht wird.

Eine Weiterbildung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der Druckunterschied vor und hinter dem Filter auf 0,3 bis 0,4 at gehalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung eine in der Wanne eines Lötapparates angeordnete Regeneriervorrichtung schematisch wiedergibt.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist ein Metallgehäuse 1 mit einem darin angeordneten Filter 2 mit einer Dicke von 50 mm auf, der aus einer aus Quarzsand mit einer Körnung von weniger als 2 mm und einem 5%igen Bindemittelzuschlag in Form von aus feuerfester Erde zusammengesetzter poröser Keramikmasse besteht Das Gehäuse ist über einen MetaJlstutzen 4 an einer Kreiselpumpe 3 angeschlossen. Der Antrieb der Kreiselpumpe erfolgt durch einen mittels einer Konsole 7 an der Außenwand der mit Lötmetall ι ο gefüllten Wanne 8 befestigten Elektromotor 6.

Die Wanne 8 ist durch eine Trennwand 9 in zwei

Abteile aufgeteilt Auf der Trennwand 9 stützt sich das den Filter 2 umgebende Gehäuse 1 ab. Die Höhe der Trennwand 9 entspricht 80 bis 90% der Füllstandshöhe an Lötmaterial in der Wanne 8.

Das Gehäuse 1, in dem der direkt an die Gehäusewand angepaßte Filter 2 eingebaut ist wird in das in der Wanne 8 befindliche, verunreinigte Lötmetall von eutektischer Zusammensetzung und einer Temperatur von 238°C eingetaucht und auf der Trennwand 9 aufgesetzt. Danach wird der Elektromotor 6 eingeschaltet, so daß dieser über die Antriebswelle 5 die Kreiselpumpe 3 antreibt. Die Kreiselpumpe schafft den zur Überwindung der Strömungswiderstände des flüssigen Lötmetalls erforderlichen Druckunterschied vor und hinter dem Filter in einer Höhe von 0,1 bis 0,9 at, vorzugsweise 0,3 bis 0,4 at. Das verunreinigte flüssige Lötmetall strömt durch den Filter 2 und die Kreiselpumpe 3 aus dem einen Abteil in der Wanne 8 in das andere Abteil, wobei die oberen Schichten des flüssigen Lötmetalls in Form eines überlaufenden Stromes über die Trennwand in entgegengesetzter Richtung fließen. Den Regler für den die Wanne 8 durchströmenden Lötmetallstrahl bildet die aus Metall bestehende Trennwand, welche die durch die Kreiselpumpe 3 erzwungenen Strömungen ausschließlich auf die in der Nähe der Lötmetalloberfläche befindlichen und die festen Einlagerungen aufweisenden Zonen begrenzt. Nach der Beseitigung der Verunreinigungen aus dem Lötmetall wird die Konsole 7 gelöst und die Vorrichtung aus der Wanne 8 herausgenommen. Das Gehäuse I wird vom Stutzen 4 getrennt und der Filter 2 mitsamt den Verunreinigungen entfernt. Ein erneuter Einsatz der Vorrichtung erfordert den Einbau eines neuen Filters in das Gehäuse 1, den Anschluß des Gehäuses I an den Stutzen 4, das Eintauchen des Filters 2 in die Wanne 8 sowie das Inbetriebsetzen des Motors 6. Beim Regenerieren von mit nichtmetallischen Verunreinigungen versehenem Lötzinn ist die Temperatur des Lötmetalls ohne wesentlichen Einfluß. Der Regeneriervorgang kann in solchen Fällen bei einer für den Lötprozeß optimalen Temperatur durchgeführt werden. Bei der Beseitigung von Kristallsuspensionen intermetallischer Art ist eine Temperaturerniedrigung auf etwa 200⁰C zweckmäßig. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, den Filter auch bei in dem Lötapparat auftretender Anstauung von flüssigem Lötmetall über das Füllstandsniveau in der Wanne einzuschalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

24 Ol 365 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regenerieren von Lötmetallen nach dem Filtrierverfahren, mit einem in einem Gehäuse dicht angeordneten und in die zu reinigende Lötmetallschmelze eingetauchten Filter aus einer porösen keramischen Masse und mit einer die Lötmetallschmelze enthaltenden Wanne, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) des Filters (2) über einen Stutzen (4) auf einer in der Wanne (8) angeordneten Trennwand (9) abgestützt ist, die die Wanne in zwei über die Trennwand miteinander verbundene Abteile abteilt, wobei die Höhe der Trennwand gleich 80 bis 90% der Füllstandshöhe der Lötmetallschmelze in der Wanne ist, und daß das Gehäuse des Filters (2) abstromseitig mit einer Pumpe verbunden ist, die über einen außerhalb der Wanne angeordneten Motor antreibbar ist.

2. Verfahren zum Regenerieren von Lötmetallen unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das verunreinigte in der Wanne befindliche Lötmetall in einen filtrierenden Umlauf bei einem Druckunterschied vor und hinter dem Filter von 0,1 bis 0,9 at gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied vor und hinter dem Filter auf 0,3 bis 0,4 at gehalten wird.