DE29614464U1 - Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einer Aluminiumlegierung - Google Patents
Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einer AluminiumlegierungInfo
- Publication number
- DE29614464U1 DE29614464U1 DE29614464U DE29614464U DE29614464U1 DE 29614464 U1 DE29614464 U1 DE 29614464U1 DE 29614464 U DE29614464 U DE 29614464U DE 29614464 U DE29614464 U DE 29614464U DE 29614464 U1 DE29614464 U1 DE 29614464U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wire
- weight
- copper
- outer coating
- wire according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 31
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 19
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 5
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims description 3
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 101100493706 Caenorhabditis elegans bath-38 gene Proteins 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N lead tin Chemical compound [Sn].[Pb] LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001174 tin-lead alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 101100165186 Caenorhabditis elegans bath-34 gene Proteins 0.000 description 2
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 101100493710 Caenorhabditis elegans bath-40 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
- B21F19/00—Metallic coating of wire
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/024—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/38—Wires; Tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
Anmelderin: 19. August 1996
1818G100 SG-km Adolf Edelhoff GmbH & Co.
Am Großen Teich 33
Am Großen Teich 33
58640 Iserlohn
Vertreter:
Witte, Weller, Gahlert, Otten & Steil Patentanwälte
Rotebühlstraße 121
70178 Stuttgart
Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einer Aluminiumlegierung
Die Erfindung betrifft einen Draht mit einer lötbaren metallischen
Außenbeschichtung auf einer Aluminiumlegierung.
In modernen Kraftfahrzeugen werden heute eine Vielzahl von Drähten und aus dünnen Einzeldrähten hergestellte Litzen
verwendet. Infolge der immer stärker zunehmenden Elektronisierung
von Kraftfahrzeugen enthält ein modernes Mittelklassefahrzeug Drähte und Litzen von ingesamt mehreren Kilometern Länge.
• · ■
Im Zuge der zunehmenden Anstrengungen, den Kraftstoffverbrauch
zu senken, wird angestrebt, das Gesamtgewicht der verwendeten Drähte zu senken. Soweit es sich ledigich um Drähte für Signalübertragungen
handelt, wurden hierbei Fortschritte durch den Einsatz der Glasfasertechnologie erzielt. Dennoch kann eine
Vielzahl von Drähten nicht durch Lichtleiter ersetzt werden, soweit elektrische Verbraucher versorgt werden müssen oder der
Einsatz von Glasfaserkabeln für den betreffenden Einsatzzweck
unpraktikabel oder zu teuer ist.
Bisher werden praktisch ausschließlich verzinnte Kupferdrähte
und daraus hergestellte Litzen verwendet, da diese einerseits eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen und andererseits
eine ausreichende Zugfestigkeit und Bruchdehnung besitzen, um auch im rauhen Alltagsbetrieb noch nach erheblicher Betriebsdauer
zuverlässige elektrische Verbindungen zu gewährleisten, ohne daß eine Bruchbildung oder Kontaktprobleme an den Anschlüssen
zu befürchten sind.
Zum Zwecke der Gewichtsersparnis wurden zahlreiche Versuche unternommen, verzinnte Kupferdrähte durch beschichtete Aluminiumdrähte
zu ersetzen, was bisher an der komplizierten Herstellung gescheitert ist. Dies liegt daran, daß Aluminium und Aluminiumlegierungen
grundsätzlich in der Anwesenheit von Luftsauerstoff mit einer Oxidschicht überzogen sind, wodurch ein Aufbringen
von Deckschichten mit ausreichender Haftung behindert wird. Zwar ist es grundsätzlich möglich, durch aufwendige Herstellungsverfahren
auch Aluminiumdrähte mit Außenbeschichtungen zu versehen, jedoch sind derartige Verfahren für den Einsatz in
der Automobilindustrie erheblich zu teuer und konnten sich bisher lediglich zum Teil für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt-Industrie
durchsetzen.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Draht
aus einer Aluminiumlegierung mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung zu schaffen, der eine hohe Zuverlässigkeit
aufweist, auf relativ kostengünstige Weise herstellbar ist und mit dem sich möglichst auch die von der Automobilindustrie
gesetzten Standards an Zugfestigkeit und Bruchdehnung erfüllen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Draht
eine Seele aus einer Aluminiumlegierung aufweist, auf der eine plattierte Beschichtung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung
vorgesehen ist, auf die die Außenbeschichtung aufgebracht ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die Herstellung kupferplattierter Aluminiumdrähte ist seit Jahrzehnten bekannt {vgl. z.B. DE 20 52 462 B2, DE 21 53 316
Al oder DE 23 06 602 C2).
Andererseits ist es seit langem bekannt, Kupferdrähte zu verzinnen oder mit anderen metallischen Beschichtungen auf
galvanischem Wege zu versehen (vgl. z.B. EP 0 477 029 Bl) .
Dennoch ist die Erfindung durch diese beiden bekannten Verfahren
nicht nahegelegt, was einerseits durch die Tatsache belegt wird, daß beide Verfahren seit Jahrzehnten bekannt sind, jedoch bis
heute noch keine Drähte bekannt sind, die eine Seele aus einer Aluminiumlegierung mit einer darauf plattierten Kupferbeschichtung
aufweisen, auf die wiederum die Außenbeschichtung durch Heißtauchen oder galvanisch aufgebracht ist. Trotz eines lange
bestehenden technologischen Bedürfnisses und trotzdem die Einzelverfahren seit Jahrzehnten im Stand der Technik bekannt
sind, wurde die Lösung für das seit langem bestehende technische
Problem bisher nicht gefunden.
Die Gründe hierfür sind vielfältig.
Zum einen wurde zum Zwecke der höchstmöglichen Gewichtsersparnis bisher immer versucht, eine lötbare metallische Außenbeschichtung
unmittelbar auf die Aluminiumlegierung aufzubringen.
Erfindungsgemaß wird jedoch von diesem Weg abgewichen und unter
Inkaufnahme einer Gewichtserhöhung ein einfaches und zuverlässiges, sowie kostengünstiges Herstellverfahren ermöglicht.
Somit werden erfindungsgemäß durch eine Inkaufnahme eines leicht erhöhten spezifischen Gewichtes des Drahtes, also durch eine
Abkehr von dem normalerweise naheliegenden Vorgehen, erhebliche Vorteile bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Drahtes
gewonnen.
Ein weiterer Grund, der der Kombination der beiden bekannten Lehren bisher entgegenstand, liegt darin, daß Aluminium bekanntlich
eine hohe Festigkeit aufweist, jedoch erheblich weniger duktil als Kupfer ist und also nur eine geringe Bruchdehnung
aufweist, weshalb bisher immer befürchtet wurde, daß es mit Aluminiumdrähten nicht möglich sein wird, die Anforderungen
der Automobilindustrie an die Bruchdehnung, die bei einer Bruchdehnung A200 von mindestens etwa 14 % liegen, zu erfüllen.
Erfindungsgemaß wurde jedoch erkannt, daß es Aluminiumlegierungen
gibt, die diese Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften erfüllen, sofern sie nach einem Ziehen des Drahtes auf dem
gewünschten Durchmesser einer geeigneten Wärmebehandlung unterzogen werden.
Erfindungsgemäß wird somit ein Draht angegeben, der gegenüber einem herkömmlichen bekannten beschichteten Kupferdraht ein
um nahezu 63 % reduziertes Gewicht bei nur 37 % reduzierter elektrischer Leitfähigkeit besitzt, ferner eine ausreichende
Zugfestigkeit und Bruchdehnung aufweist, um in der Automobilindustrie einsetzbar zu sein und auf einfache und kostengünstige
Weise herstellbar ist.
Die Außenbeschichtung kann aus Zinn, Nickel, Blei, Kupfer, Silber, Gold oder deren Legierungen (was auch andere Legierungsbestandteile
umfaßt) bestehen. Insbesondere sind hierbei Zinn-Blei -Legierungen bevorzugt, da diese die beste Voraussetzung
für eine nachfolgende Verlötung bilden.
Eine bekannte Aluminiumlegierung, die die notwendigen Anforderungen
an Zugfestigkeit und Bruchdehnung erfüllt, weist etwa 0,1 Gew.-% Silizium, etwa 0,5 bis 0,8 Gew.-% Eisen, etwa 0,035
Gew.-% Kupfer, etwa 0,01 Gew.-% Mangan, etwa 0,08 bis 0,25 Gew.-% Magnesium, etwa 0,007 Gew.-% Chrom, etwa 0,05 Gew.-% Zink, etwa
0,007 Gew.-% Vanadium, etwa 0,003 Gew.-% Titan, etwa 0,015 Gew.-%
Bor, maximal etwa 0,1 Gew.-% Spurenelemente und als Rest Aluminium auf.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung hat die Kupferschicht eine Querschnittsfläche, deren Flächenanteil bezogen auf die
aus der Seele und der Kupferschicht gebildeten Summenfläche etwa 5 bis 15 %, vorzugsweise etwa 10 % beträgt.
Ein derartiger Flächenanteil ist ausreichend, um auch bei einem dünn ausgezogenen Draht eine ausreichende Haftungsgrundlage
für die Aufbringung der Außenbeschichtung zu bieten, wobei gegenüber einem reinen Aluminiumdraht das spezifische Gewicht
bezogen auf die gleiche elektrische Leitfähigkeit wie bei Kupfer
bezogen auf die Verwendung eines reinen Aluminiumdrahtes nur
um ca. 8 % erhöht wird.
Im bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist der Draht auf eine Dicke von weniger als 0,4 mm, vorzugsweise auf eine Dicke
zwischen 0,3 mm und 0,05 mm ausgezogen. Dieser Durchmesser ist vorteilhaft zur Litzenherstellung verwendbar, während zur
Verwendung als Anschlußdrähte in der Elektronikindustrie ein Durchmesser von etwa 0,4 bis 1,0 mm bevorzugt ist.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht die
Außenbeschichtung aus Zinn, Blei oder einer Zinn-Blei-Legierung, die durch Feuerverzinnen auf den Draht aufgetragen ist.
Derartige Drähte können vorteilhaft zur Herstellung von leicht lötbaren Litzen verwendet werden, wie sie in der Automobilindustrie
bevorzugt sind.
Daneben kann die Außenbeschichtung auch aus einem anderen Metall bestehen, das durch Heißtauchen oder galvanisch aufgebracht
ist.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Draht
ein nach der Aufbringung der Außenbeschichtung auf den Enddurchmesser gezogener und anschließend weichgeglühter Draht.
Ein derartiger Draht weist eine gleichmäßige Schichtdicke der Außenbeschichtung auch bei kleineren Durchmessern auf und besitzt
eine ausreichende Bruchdehnung A200 von mindestens etwa 14 %,
wobei gleichzeitig eine Zugfestigkeit von mindestens 125 MPa eingehalten wird, wenn die zuvor erwähnte Aluminiumlegierung
verwendet wird.
Alternativ kann der Draht erst auf den gewünschten Enddurchmesser von 0,1 bis 0,2 mm gezogen, anschließend weichgeglüht und erst
danach beschichtet werden. Jedoch ist es hierbei notwendig, den Draht während der Beschichtung etwa durch Feuerverzinnen
mit einer Vielzahl von Rollen anzutreiben, um eine Längung bzw. ein Reißen zu vermeiden.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Drahtes
und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Feuerverzinnungsprozesses
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drahtes.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Draht im Querschnitt dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Der
Draht 10 umfaßt eine Seele 12 aus einer Aluminiumlegierung, die etwa 0,1 Gew.-% Silizium, etwa 0,5 bis 0,8 Gew.-% Eisen,
etwa 0,035 Gew.-% Kupfer, etwa 0,01 Gew.-% Mangan, etwa 0,08 bis 0,25 Gew.-% Magnesium, etwa 0,007 Gew.-% Chrom, etwa 0,05
Gew.-% Zink, etwa 0,007 Gew.-% Vanadium, etwa 0,003 Gew.-% Titan, etwa 0,015 Gew.-% Bor, maximal etwa 0,1 Gew.-% Spurenelemente
und als Rest Aluminium enthält.
Auf diese Seele 12 ist ein Kupfermantel 14 durch Plattieren mechanisch aufgebracht. Der Anteil der Fläche A2 des Kupfermantels
14 beträgt 10 % der Summenfläche, die aus der Fläche Al der Seele 12 und des Kupfermantels 14 gebildet ist.
Auf diesen Kupfermantel 14 ist eine Außenbeschichtung aus Zinn, Nickel, Blei, Kupfer, Silber, Gold oder deren Legierungen (wobei
auch andere Legierungsbestandteile enthalten sein können), aufgebracht. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um eine
Zinnschicht, die durch einen Feuerverzinnungsprozeß erzeugt ist, der nachfolgend anhand von Fig. 2 näher erläutert wird.
Die Stärke der Außenbeschichtung 16 kann je nach dem gewünschten Anwendungsfall variieren, liegt jedoch meist in der Größenordnung
von einigen &mgr; oder auch darunter, je nach der Dicke des Drahtes 10, die bei den meisten Anwendungsfällen insbesondere für Zwecke
der Automobilindustrie oder der Luft- und Raumfahrtindustrie in der Größenordnung zwischen etwa 0,1 und 0,3 mm liegt. Zur
Herstellung von besonders feinen Litzen kann der Gesamtdurchmesser des Drahtes 10 jedoch auch bis auf etwa 0,05 mm reduziert
sein. Für die Elektrik-/Elektronikbranche liegt der verwendete Durchmesser meist im Bereich von 0,4 - 1,0 mm (für Anschlußdrähte
für Bauteile).
Die Herstellung des Drahtes 10 geschieht nun auf die folgende Weise:
Zunächst wird ein Draht mit einer Seele aus einer Aluminiumlegierung,
vorzugsweise der zuvor erwähnten Aluminiumlegierung hergestellt, auf die ein Kupfermantel in der gewünschten
Schichtdicke durch Plattieren mechanisch aufgebracht wird.
Dies kann nach einem der bekannten Verfahren erfolgen, wie bspw. in der DE 20 52 462 B2, in der DE 21 53 316 Al oder in der DE
23 06 602 C2 beschrieben.
In der Regel wird dabei der Aluminiunidraht nach einem Schälprozeß
unter Luftabschluß mit einem längsverlaufenden rohrförmig gebogenen Kupferband umhüllt und anschließend unter Querschnittsreduktion
eine innige Verbindung zwischen der Aluminiumsele und dem Kupfermantel hergestellt.
Es versteht sich, daß statt eines Mantels aus reinem Kupfer auch ein Mantel aus einer Kupferlegierung verwendet werden kann,
sofern dies im Einzelfall erwünscht ist. Ferner ist die Bezeichnung "Aluminiumlegierung" so zu verstehen, daß damit auch
Reinaluminium umfaßt ist.
Nach der Herstellung des kupferplattierten Drahtes mit der Seele aus einer Aluminiumlegierung wird dieser zunächst auf den
gewünschten Enddurchmesser bezogen, sofern dieser mindestens etwa 0,4 mm beträgt. Nach einer anschließenden Weichglühung,
die vorzugsweise bei Temperaturen um etwa 3500C erfolgt, wird
der Draht dann galvanisch mit der gewünschten Außenbeschichtung versehen oder aber in einem Feuerverzinnungsprozeß mit einer
Bleilegierung, einer Zinnlegierung, vorzugsweise mit einer Blei-Zinn-Legierung beschichtet.
Sofern der Gesamtdurchmesser des Drahtes 10 kleiner als 0,4 mm
sein soll, so ist sowohl bei einer galvanischen Beschichtung als auch bei einem Feuerverzinnungsprozeß wegen der erhöhten
Reißneigung des Drahtes bei kleineren Durchmessern bevorzugt, den Draht zunächst bei einem Durchmesser von a 0,4 mm zu
beschichten und erst nach dem Beschichtungsprozeß auf den gewünschten Enddurchmesser zu ziehen. Soweit es sich hierbei
um eine Zinn-Blei-Beschichtung handelt, muß bei dem sich dann
an den Ziehvorgang anschließenden Weichglühvorgang ein Temperaturbereich von knapp unterhalb von 1830C, vorzugsweise im Bereich
zwischen etwa 170 und 18O0C jedoch äußerst genau eingehalten
werden, um einerseits ein Teigigwerden der Beschichtung zu vermeiden und um andererseits eine ausreichende Rekristallisation
zu erreichen, so daß die nötige Bruchdehnung von mindestens etwa 14 % gewährleistet ist, die normalerweise als Standard
in der Automobilindustrie gefordert wird.
Es hat sich gezeigt, daß bei einem ausreichenden Verformungsgrad auch noch in einem Temperaturbereich zwischen etwa 170 und 18O0C
eine ausreichende Rekristallisation möglich ist, sofern eine Glühdauer von mindestens etwa 10 Stunden eingehalten wird.
Im folgenden sei nun der erfindungsgemäße Feuerverzinnungsprozeß anhand von Fig. 2 näher beschrieben, durch den sich eine
besonders gleichmäßige Schichtdicke der Außenbeschichtung 16 erreichen läßt.
In Fig. 2 ist eine Feuerverzinnungsanlage insgesamt mit der Ziffer 20 bezeichnet.
Der Draht 10 wird von einer Wickelspule 22 abgewickelt und über Rollen 24, 26, 28 zunächst in ein Entfettungsbad 30 geführt,
das eine Lauge enthält.
Obwohl in Fig. 2 nicht dargestellt, wird der Draht 10 in jedem Bad über eine Reihe von Rollen mehrfach umgelenkt, um eine
ausreichende Verweildauer innerhalb des Bades zu gewährleisten.
Nach dem Entfettungsbad 30 wird der Draht 10 mittels einer Spüleinrichtung 32 zwischengespült und gelangt anschließend
in Säurebad 34 zur weiteren Vorbehandlung für die nachfolgende Verzinnung. Nach Verlassen des Säurebades 34 wird der Draht
10 nochmals mittels einer Spüleinrichtung 36 gespült, durch ein Flußmittelbad 40 geführt und gelangt nunmehr in ein Bad
38, in dem sich eine Blei-Zinn-Schmelze mit einer Temperatur
von etwa 250 bis 3000C befindet, je nach Zusammensetzung der
Zinn-Blei-Legierung.
Innerhalb des Bades 38 wird der Draht 10 durch eine Rolle 42 nach oben umgelenkt und durch einen Ziehstein 44 oberhalb der
Badoberfläche geführt. Außerhalb des Bades 38 befindet sich
in einer ausreichenden Entfernung von etwa 4 m eine weitere Rolle 46 als Führungseinrichtung.
Von der Führungseinrichtung 46 wird der Draht 10 über eine weitere Rolle 48 in ein Reinigungsbad 50 geführt, von dem aus
er über weitere Rollen 52, 54 wieder auf einer Wickelspule 56 aufgewickelt wird.
Sofern der Enddurchmesser des Drahtes 10 kleiner als etwa 0,4 mm
ist,' wird der beschichtete Draht bis auf den Enddurchmesser heruntergezogen und anschließend geglüht, wie zuvor beschrieben
wurde.
Das Glühen kann bei ausreichender Konstanz der verwendeten Glühofen auf den Wickelspulen erfolgen, sofern entsprechende
Metallspulen verwendet werden.
JJ &idigr; ···
Alternativ kann der Draht ziinächst bis auf einen Enddurchmesser
von etwa 0,1 bis 0,2 mm gezogen und bei etwa 3500C bis 3800C
etwa 2,5 h weichgeglüht werden. Erst danach erfolgt die Beschichtung etwa durch Verzinnen. Dabei wird durch eine Vielzahl
angetriebener Rollen dafür gesorgt, daß der Draht nicht gelängt wird oder reißt.
Claims (1)
- Schutzansprüche1. Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung(16) auf einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht eine Seele (12) aus einer Aluminiumlegierung mit einem plattierten Mantel (14) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweist, auf den die Außenbeschichtung(16) aufgebracht ist.2. Draht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lötbare metallische Außenbeschichtung (16) aus Zinn, Nickel, Blei, Kupfer, Silber, Gold oder deren Legierungen besteht.3. Draht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Drahtes (10) kleiner als 0,4 mm ist, insbesondere im Bereich zwischen 0,3 und 0,05 mm liegt.4. Draht nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Zugfestigkeit von mindestens 125 MPa und eine Bruchdehnung A200 von mindestens 10 %, vorzugsweise von mindestens 145. Draht nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung etwa 0,1 Gew.-% Silizium, etwa 0,5 bis 0,8 Gew.-% Eisen, etwa 0,035 Gew.-% Kupfer, etwa 0,01 Gew.-% Mangan, etwa 0,08 bis 0,25 Gew.-% Magnesium, etwa 0,007 Gew.-% Chrom, etwa 0,05 Gew.-% Zink, etwa 0,007 Gew.-% Vanadium, etwa 0,003 Gew.-% Titan, etwa 0,015 Gew.-% Bor, maximal etwa 0,1 Gew.-% Spurenelemente und als Rest Aluminium enthält.6. Draht nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenbeschichtung (16) eine durch Heißtauchen aufgebrachte Beschichtung ist.7. Draht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenbeschichtung (16) eine galvanisch aufgebrachte Beschichtung ist.. Draht nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) als nach der Aufbringung der Außenbeschichtung (16) auf den Enddurchmesser gezogener und weichgeglühter Draht ausgebildet ist.10. Draht nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der plattierte Kupfermantel(14) eine Querschnittsfläche aufweist, deren Flächenanteil bezogen auf die aus der Seele (12) und dem Kupfermantel(14) gebildete Summenfläche etwa 5 bis 15 %, vorzugsweise etwa 10 % beträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29614464U DE29614464U1 (de) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einer Aluminiumlegierung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29614464U DE29614464U1 (de) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einer Aluminiumlegierung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29614464U1 true DE29614464U1 (de) | 1996-11-28 |
Family
ID=8028111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29614464U Expired - Lifetime DE29614464U1 (de) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einer Aluminiumlegierung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29614464U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1001053A1 (de) * | 1998-11-13 | 2000-05-17 | Feindrahtwerk Adolf Edelhoff GmbH & Co. | Verfahren zur Herstellung feuerverzinnter Drähte |
DE10018276A1 (de) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Saint Gobain Sekurit D Gmbh | Verbundscheibe |
-
1996
- 1996-08-21 DE DE29614464U patent/DE29614464U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1001053A1 (de) * | 1998-11-13 | 2000-05-17 | Feindrahtwerk Adolf Edelhoff GmbH & Co. | Verfahren zur Herstellung feuerverzinnter Drähte |
DE10018276A1 (de) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Saint Gobain Sekurit D Gmbh | Verbundscheibe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2623465C2 (de) | Verfahren zur Herstellung elektrischer Leiter aus Aluminiumlegierungen | |
WO2007124781A1 (de) | Verfahren zum schmelztauchbeschichten eines stahlflachproduktes aus höherfestem stahl | |
DE2356351B2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines feuerverzinnten Drahtes für elektrotechnische Zwecke | |
DE3416825A1 (de) | Elektrisch leitendes verbundmaterial | |
EP0919644A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundbands | |
EP0925138B1 (de) | Hochfeste erodierelektrode | |
WO2014060254A1 (de) | Elektrisches kontaktelement | |
DE602006000576T2 (de) | Kabel mit Innenleiter aus Aluminium | |
DE3420514C2 (de) | Verfahren zur Herstellung verzinnter Drähte | |
DE19633615C2 (de) | Verfahren zum Aufbringen einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einen Draht aus einer Aluminiumlegierung | |
DE29614464U1 (de) | Draht mit einer lötbaren metallischen Außenbeschichtung auf einer Aluminiumlegierung | |
DE1521539B2 (de) | Korrosionswiderstandsfähiges draht- oder stangenförmiges Material und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE19652987C2 (de) | Bandförmiges Verbundmaterial sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung | |
WO2022013038A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines schmelztauchbeschichteten stahlblechs und schmelztauchbeschichtetes stahlblech | |
DE102013107011A1 (de) | Verfahren zum Beschichten von Cu-Langprodukten mit einer metallischen Schutzschicht und mit einer metallischen Schutzschicht versehenes Cu-Langprodukt | |
DE2730625C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von stark verzinnten Kupferdrähten | |
EP0723037B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Installationsrohrs aus Kupfer | |
DE3016179A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines gewelleten, kupferstabilisierten nb (pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts) sn-supraleiters | |
DE1577106C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundkörpers mit einem Grundmetall und einem davon unterschiedlichen Plattiermetall | |
DE10003680C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines mit einer Zinkbeschichtung versehenen Stahlbandes und zinkbeschichtetes Stahlband | |
EP1001053A1 (de) | Verfahren zur Herstellung feuerverzinnter Drähte | |
DE2707806B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Tauchmetallisieren von metallischem Draht-, Stangenoder Rohrmaterial | |
DE19543804B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von feuerverzinktem Stahlband und damit hergestelltes feuerverzinktes Blech oder Band aus Stahl | |
DE3339954A1 (de) | Verbundmaterial fuer brillengestelle sowie verfahren zur herstellung desselben | |
DE102022112590A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktbauteils, insbesondere einer Stromschiene, sowie ein Kontaktbauteil |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970116 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000126 |
|
R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20030301 |