DE3123826A1

DE3123826A1 - Verfahren zum aufbringen einer gut haftenden, loetfaehigen metallschicht auf schnell oxidierende metalle

Info

Publication number: DE3123826A1
Application number: DE19813123826
Authority: DE
Inventors: Ludwig Ing.(grad.) 7121 Waldheim Finkbeiner; Rudolf 7141 Schwieberdingen Jurinke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-06-16
Filing date: 1981-06-16
Publication date: 1983-01-05

Description

Verfahren zum Aufbringen einer gut haftenden, lötfähigen
Metallschicht auf schnell oxidierende Metalle Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei schnell oxidierenden Metallen wie Titan, Chrom oder Zirkon ist es nicht ohne weiteres möglich, diese miteinander oder mit anderen Metallen zu verlöten, da die sich immer neu bildende Oxidschicht eine Haftung des Lotes verhindert. Es ist daher bekannt, zur Herstellung von Lötverbindungen an derartigen Metallen auf die Lötstellen der zu verbindenden Teile zur Mischkristallbildung mit dem Unterlagemetall befähigte Metalle derart aufzubringen, daß sie mit dem Unterlagemetall im festen Zustand unmittelbar einen duktilen, gut lötbaren Mischkristall bilden.
Derartige Metalle werden bei Temperaturen oberhalb 200 OC beispielsweise durch Sputtern oder Flammspritzen oder aber durch elektrolytische Abscheidung aus einer Salzschmelze aufgebracht, wobei insbesondere Metalle der Platingruppe für diesen Zweck verwendet werden (DE-OS 23 29 613). Nachteilig ist hier zum einen, daß die Abscheidung bei verhältnismäßig hoher Temperatur erfolgen muß, so daß eine derartige Schicht ausschließlich zum Löten verwendet werden kann, da hier ohnehin mit einem Verziehen des Metalls zu rechnen ist, nicht aber empfindliche Teile auf diese Weise behandelt werden können, z. B. zum Schutz der Oberfläche gegen Wasserstoff, wenn ein Verziehen der Teile nicht zulässig ist. Darüber hinaus ist das bevorzugt verwendete Metall eines aus der Gruppe der Platinmetalle, die sehr teuer sind. Aus der DE-AS 28 13 166 ist es bekannt, die Oxidschicht von einem schnell oxidierenden Metall zunächst abzubeizen und anschließend im Hochvakuum oder in einem Inertgas die verbleibende Oxidschicht durch Ionenätzung abzutragen und dann das lötfähige Metall im Vakuum aufzudampfen oder aufzustäuben. Durch das Erfordernis der lonenätzung und des Hochvakuums ist dieses Verfahren naturgemäß sehr aufwendig und umständlich, erfordert mehrere Arbeitsgänge und dazu teure Einrichtungen.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es bei Raumtemperatur mit einfachsten Mitteln durchgeführt werden kann und daß sich auf dem schnell oxidierenden Metall eine dünne, zu 80 bis 90 % schließende Schicht eines lötfähigen Metalls bildet, die nicht nur für nachfolgende Lötzwecke, sondern auch, gegebenenfalls nach anschließender elektrolytischer Verstärkung der Metallschicht, zum Schutz des schnell oxidierenden Metalls verwendet werden kann, wobei durch die Vermeidung höherer Temperaturen auch nicht die Gefahr des Verziehens des Werkstoffs besteht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, als lötfähiges Metall Nickel zu verwenden und die Werkstücke aus dem schnell oxidierenden Metall abwechselnd in eine Wickelionen enthaltende Beize und in eine Beize aus konzentrierter Salpetersäure oder aus Natriumfluorid enthaltender Schwefelsäure einzutauchen, wobei der letzte Tauchvorgang in der Nickelionen enthaltenden Beize vorgenommen wird.
Das angegebene Verfahren ist vorteilhaft, wenn auch nicht ausschließlich, zum Verlöten von schnell oxidierenden Metallen untereinander oder mit anderen Metallen verwendbar, wobei dieser Lötvorgang vorteilhaft unter Schutzgas, z. B. Wasserstoff, vorgenommen wird.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine erste Beize hergestellt, die in einer wässrigen Lösung 45 bis 50 g/l NiCl2 .6 H2 0, 90 bis 100 g/l NH1F.HF sowie 90 bis 100 g/l NH4Cl enthält. Eine zweite Beize besteht entweder aus konzentrierter Salpetersäure oder aus einer Lösung von 60 g bis 70 g NaF in H2S04 (20 ig). Die Werkstücke aus dem schnell oxidierenden Metall werden nun abwechselnd ca. 2 mal in jede der Beizen getaucht, wobei die Werkstücke ca. 60 Sekunden in jeder der Beizen verbleiben sollen.
Bei diesen Vorgängen werden beispielsweise bei Titan die Titanoxide abgebaut und gleichzeitig eine dünne Nickelschicht auf dem Titan aufgebaut, die dicht genug ist, um eine nachfolgende, gut haftende Lötung zu ermöglichen. Soll diese aufgebrachte Nickelschicht nicht für Lötzwecke, sondern zu Schutzzwecken verwendet werden, so kann diese in bekannter Weise in einem elektrolytischen Nickelbad noch beliebig verstärkt werden. Es kann diese Nickel-Zwischenschicht aber auch dazu verwendet werden, beliebige andere, in der Galvanik übliche Überzüge haft fest elektrolytisch aufzubringen, z. B. Chrom, Kupfer, Zinn oder andere.

Claims

Ansprüche t; Verfahren zum Aufbringen einer gut haftenden, lötfähigen Metallschicht auf schnell oxidierende Metalle wie Titan, Chrom oder Zirkon oder deren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus dem schnell oxidierenden Metall in einer Beize von ihrer Oxidschicht befreit werden, die Ionen des lötfähigen Metalls enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß das lötfähige Metall Nickel ist und die Beize Nickelionen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus dem schnell oxidierenden Metall abwechselnd in die Nickelionen enthaltende Beize und in eine Beize aus konzentrierter Salpetersäure oder aus Natriumfluorid enthaltender Schwefelsäure eingetaucht werden, wobei der letzte Tauchvorgang in der Nickelionen enthaltenden Beize vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelionen enthaltende Beize Nickelchlorid, NiCl2.6 H20 sowie NH4F.HF und NH4Cl oder NaF enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beize 45 bis 50 g/l NiCl2. 6 H2 0, 90 bis 100 g/l NH4F.HF sowie 90 bis 100 g/l NHhCl enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke aus dem schnell oxidierenden Metall 1 bis 2 mal in jede der Beizen getaucht werden, wobei die Werkstücke 45 bis 80 sec in jeder der Beizen verbleiben.
7. Verfahren zum Verlöten von schnell oxidierenden Metallen wie Titan, Chrom oder Zirkon untereinander oder mit anderen Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Lötvorgang auf dem schnell oxidierenden Metall eine gut haftende, lötfähige Metallschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufgebracht wird.