DE3201430C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren von Isolier-Überzügen auf Stahlgegenständen.

Die Stahlerzeugnisse werden gegen äußere Einflüsse und gegen Oxydation durch Aufbringen von verschiedenen Lacken, Einbrennlacken oder geeigneter Emaille geschützt. In manchen Fällen weisen solche Überzüge die erwünschten Eigenschaften bis zu den je nach Art des Überzugs er­ reichbaren Temperaturen auf. Von den oben genannten Überzugsarten ertragen die höchsten Temperaturen beson­ ders die Emaille. Deswegen sind sie auch für die Her­ stellung von Unterlagen bzw. Trägern und Substraten in der Hybrid-Elektronik für gedruckte Resistoren geeignet. Solche Resistoren können aber nur bei einer Temperatur von maximal 675°C gebrannt werden. Die Mehrheit von Wi­ derstandspasten für die Herstellung von Widerstands­ schichten erfordert aber diese Schichten bei höherer Temperatur, nämlich bis zu 850°C, zu brennen, was mit den emaillierten Trägern nicht möglich ist.

Der oben erwähnte Nachteil wird durch das erfindungs­ gemäße Verfahren zur Herstellung von Isolier-Überzügen auf Stahlerzeugnissen oder auf Stahlblechen beseitigt.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß auf ein Stahl­ erzeugnis gemahlenes Barium-Borglas mit der Zusammen­ setzung von 10 bis 80 Massen-% Bariumoxid, 10 bis 70 Masse-% Bortrioxid, 0,1 bis 10 Masse-% Siliciumdioxid und 0,1 bis 40 Masse-% Aluminiumfluorid in einer gleich­ mäßigen Schicht aufgetragen wird, daß das Stahlerzeug­ nis mit dieser Schicht bei einer unter 300°C liegenden Temperatur zuerst getrocknet und dann bei einer zwischen 700 und 1000°C liegenden Temperatur gebrannt wird, daß auf dieses so überzogene Stahlerzeugnis eine zweite gleichmäßige Schicht aufgetragen wird, die aus einer Mischung von 4 bis 99,9 Masse-% des oben erwähnten Barium-Borglases mit 0,1 bis 96 Masse-% Aluminiumtri­ oxid und einer verdampfbaren Flüssigkeit besteht, und daß das Erzeugnis bei einer Temperatur von 700 bis 1000°C nochmals gebrannt ist. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Schicht eine dielektrische Paste. Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird dem gemahlenen, die erste Schicht bildenden Barium- Borglas eine Menge von Spuren bis 60 Masse-% von pulver­ förmigem Zinkoxid und/oder Aluminiumtrioxid zugesetzt.

Der grundsätzliche Vorteil des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens liegt darin, daß es solche Isolier-Keramiküber­ züge auf den Stahlerzeugnissen zu schaffen ermöglicht, die man Temperaturen bis zu mindestens 1000°C aussetzen kann. Solche Stahlbleche mit den erfindungsgemäßen Über­ zügen kann man z.B. als eine Unterlage bzw. als Träger für hybride Schaltungen einsetzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird weiter anhand eini­ ger Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Beispiel 1

Eine Glasfritte mit der Zusammensetzung von 40 M.-% Ba­ riumoxid, 50 M.-% Bortrioxid, 5 M.-% Siliciumdioxid und 5 M.-% Aluminiumfluorid wird zerdrückt und vermahlen auf Teilchengröße von unter 10 µm. Ein Stahlblech wird dann mit einer sehr dünnen Ölschicht, z.B. von Silicon­ oder Motoröl, bedeckt. Diese dünne Schicht wird so her­ gestellt, daß das Blech in einer Lösung des oben ange­ führten Öls in Benzin z.B. in einem Verhältnis von 20:1 eingetaucht und nach dem Herausnehmen das Benzin abge­ dampft wird. Das auf dem Blech verbleibende Öl bildet eine genügend große Schicht für ein weiteres Auftragen von Glaspulver, das auf das senkrecht oder schräg lie­ gende Blech aufgestaubt oder unmittelbar aufgeschüttet wird. Die größeren auf der Oberfläche gebildeten Anhäu­ fungen von Glaspulver werden durch mechanisches Anklop­ fen des Stahlblechs beseitigt. Die aufgetragene Schicht wird nach dem Trocknen bei 200°C 5 bis 10 Minuten, dann bei 860°C während 8 Minuten, gebrannt. Auf diesen so hergestellten Überzug wird eine weitere Schicht mittels Siebdruck aufgebracht und zwar durch Auftragen einer Paste mit nachstehender Zusammensetzung: 12 M.-% des oben erwähnten Barium-Borglases, 47 M.-% Aluminiumtri­ oxid und 41 M.-% einer verdampfbaren Flüssigkeit, die 10 M.-% von Äthylcellulose und 90 M.-% von Terpineol enthält. Die so aufgetragene Schicht wird nach dem Trocknen bei 200°C während 5 bis 10 Minuten, bei 860°C während 15 Minuten, gebrannt. Der so hergestellte Über­ zug ist grau-weiß, hat eine gute Haftfähigkeit zu Stahlblech, selbst bei hohen Temperaturen, z.B. bei 850°C.

Beispiel 2

Der Grundüberzug wird auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und darauf mittels Siebdruck eine Paste mit der Zusammensetzung von 37 M.-% Glaspulver von glei­ cher Zusammensetzung wie in Beispiel 1, 25 M.-% von Alu­ miniumtrioxid und 38 M.-% einer verdampfbaren Flüssig­ keit, deren Zusammensetzung 10 M.-% von Athylcellulose und 90 M.-% von Terpineol ist, aufgetragen. Die so her­ gestellte Schicht wird zuerst bei 200°C während 5 bis 10 Minuten getrocknet und dann bei 840°C während 8 Min. gebrannt. Der so erhaltene Überzug, der seine sehr hohe Haftfähigkeit zu Stahlblech aufweist, weist ein glän­ zend-glasiges Aussehen auf. Man kann die Schichtdicke mittels der Siebwahl ändern.

Beispiel 3

Der Grundüberzug wird auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Auf ihn wird mittels Siebdruck eine di­ elektrische Paste aufgetragen. Die so hergestellte Schicht wird nach dem Trocknen bei 150°C während mindestens 15 Mi­ nuten bei 860°C während 8 Minuten gebrannt. Der so herge­ stellte Überzug hat eine grau-weiße Farbe und haftet gut auf dem Stahlblech, sofern die zweite Schicht bis zum Rande nicht aufgetragen ist, wo es widrigenfalls zu ihrem Abschälen kommt.

Beispiel 4

Die mit gleicher Zusammensetzung und auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Glasfritte wird gründlich mit pulverförmigem Zinkoxid von Teilchengröße von 10 µm vermischt. Das Massenverhältnis der beiden Bestandteile beträgt 75 M.-% des gemahlenen Glases und 25 M.-% Zink­ oxid. Diese Mischung wird auf die Oberfläche des Stahl­ blechs auf die in Beispiel 1 erwähnte Weise aufgetragen und nach dem Trocknen bei 860°C während 8 Minuten ge­ brannt. Auf den auf diese Weise hergestellten Überzug wird mittels Siebdruck eine Paste der in Beispiel 1 an­ geführten Zusammensetzung aufgetragen und nach dem Trocknen bei 200°C während 10 Minuten wird sie bei 860°C während 15 Minuten gebrannt. Der so hergestellte Überzug weist die gleichen Eigenschaften wie der nach Beispiel 1 auf.

Beispiel 5

Die mit gleicher Zusammensetzung und auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellte Glasfritte wird gründlich mit pulverförmigem Aluminiumtrioxid mit Teilchen, deren Abmessungen unter 10 um liegen, vermischt. Das Massenver­ hältnis der beiden Bestandteile beträgt 85 M.-% gemahle­ nes Glas und 15 M.-% Aluminiumtrioxid. Diese Mischung wird auf die Oberfläche des Stahlblechs in der in Bei­ spiel 1 angeführten Weise aufgetragen und nach dem Trocknen bei 200°C wird sie bei 860°C während 8 Minuten gebrannt. Auf diesen so hergestellten Überzug wird eine weitere nach Beispiel 3 hergestellte Schicht aufgetra­ gen, die gleiche Eigenschaften wie der nach diesem Bei­ spiel hergestellte Überzug aufweist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Isolier-Überzügen auf Stahlgegenständen, dadurch gekennzeich­ net, daß auf ein Stahlerzeugnis gemahlenes Barium- Borglas mit einer Zusammensetzung von 10 bis 80 Masse-% Bariumoxid, 10 bis 70 M.-% Bortrioxid, 0,1 bis 10 M.-% Siliciumdioxid und 0,1 bis 40 M.-% Aluminiumfluorid in einer gleichmäßigen Schicht aufgetragen wird, daß das so überzogene Stahlerzeugnis bei einer unter 300°C liegen­ den Temperatur zuerst getrocknet und dann bei einer zwi­ schen 700 und 1000°C liegenden Temperatur gebrannt wird, daß auf dieses Stahlerzeugnis eine zweite gleichmäßige Schicht aufgetragen wird, die aus einer Mischung von 4 bis 99,9 M.-% des oben erwähnten Barium-Borglases mit 0,1 bis 96 M.-% Aluminiumtrioxid und einer verdampfbaren Flüssigkeit besteht, und daß das Erzeugnis bei 700 bis 1000°C wieder gebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man als zweite Schicht eine di­ elektrische Paste verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet daß man dem gemahlenen, die erste Schicht bildenden Barium-Borglas eine Menge von Spuren bis 60 M.-% von pulverförmigem Zinkoxid und/oder Aluminiumtrioxid zusetzt.