DE7014392U

DE7014392U - Lötschablone

Info

Publication number: DE7014392U
Application number: DE19707014392
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-20
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1970-10-08

Description

Dr-Ing. Herbert Moser

Anmelder: G. Rau, Pforzheim

τ%...>.Λ... intantont», Gebroy*»niuM.ril.ll.

G i3M («.«9)

Lötschablone

Die Erfindung betrifft eine Lötschablone aus einer temperaturbeständigen nichtmetallischen Formmasse mit Ausformungen zur Fixierung des Lötgutes. Es werden ferner vorteilhafte Ausbildungen einer solchen Lötschablone angegeben.

Zur Fixierung von Einzelteilen beim Lötvorgang, insbesondere zur Anbringung von Kontaktstücken an Kontakthebeln und Schaltelementen werden Lötschablonen verwendet, die eine lagegerechte Fixierung des Lötgutes zusammen mit dem erforderlichen Lot gewährleisten. Hierzu sind in der Lötschablone Ausformungen vorgesehen, die den Abmessungen der zu verbindenden Teile entsprechen, und diese werden zunächst lose unter Beifügung des Lotes in die Lötschablone eingelegt, Danach erfolgt das Einsetzen der Lötschablone in einen Lötofen, dessen Temperatur zum Schmelzen des Lotes hinreicht, wobei die Lagefixierung in den Ausformungen der Lötschablone eine einwandfreie Positionierung der zu verlötenden Teile ermöglicht. In der industriellen Massenherstellung läßt sich eine kontinuierliche Beschickung der

Lötschablonen durchführen, die dann mit einem entsprechenden Transportelement verbunden werden und durch den Lötufen hindurchwandern.

* ~ Λ ·* ~ ~■ λλ }λ^.-ϊ T K f λ λ V-. η K 1 η r. r. τ ρ /-, -VS ri .-r·, y-s ν. r\ K .-, vi »- "i w% ,—. >=s ^l - - - - - - - 1 J

Temperaturbeständigkeit verschiedene zusätzliche Anforderungen gestellt, die von den vorbekannten Ausführungen nicht erfüllt werden konnten. Bekannt sind bisher aus Metall bzw. aus Graphit hergestellte Lötschablonen. Diese erfordern jedoch kostspielige spanabhebende Bearbeitungsverfahren zur Herstellung der Ausformungen, insbesondere bei komplizierterer geometrischer Formgebung der Teile. Metallische Lötschablonen zeigen außerdem eine ungünstige hohe Wärmeleitfähigkeit und hohe spezifische Wärme, wodurch der Energie bedarf beim Lötvorgang unerwünscht erhöht wird. Außerdem besteht die Gefahr der Benetzung der Schablonenoberfläche durch das Lot, so daß eine Lotverbindung zwischen der Lötschablone und dem Lötgut eintreten kann. Dies tritt vor allem bei Lötvorgängen unter vermindertem Druck bzw. unter Schutzgas auf. Lotschablonen aus Graphit ergeben zwar keine unerwünschte Lotverbindung, sie sind jedoch nur gering abriebfest, und bei genau zu fixierenden Teilen ist ihre Verwendbarkeit auf wenige Lötvorgänge beschränkt.

Für Lötschablonen wird ferner bereits eine formbare Masse benutzt, die durch Einweichen in Wasser einen plastischen Zustand annimmt und danach - beispielsweise durch Eindrücken von Teilen - geformt werden kann. Zur Verfestigung wird die

-3-

geformte Masse vorgetrocknet und anschließend auf etwa 600⁰C erhitzt. Der Nachteil dieser Lötschablone liegt ebenfalls in der zu geringen mechanischen Abriebfestigkeit, die einen raschen Verschleiß herbeiführt, und außerdem zeigt der Werkstoff hygroskopische Eigenschaften.

Die technische Neuerung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Lötschablone zu schaffen, bei der die erforderlichen Ausformungen in einfacher Weise ohne kostspielige spanabhebende Bearbeitungsvorgänge gebildet werden können und die außerdem eine genaue Fixierung der Teile bei geringem Verschleiß ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der technischen Neuerung dadurch gelöst, daß die Lötschablone aus einer Formmasse besteht, die Metallkarbide und Bindemittelzusätze enthält. Es handelt sich dabei im wesentlichen um eine für die Ausbildung von Schleifscheiben bereits bekannte Formmasse, in der Siliciumkarbid durch keramische und/oder organische Zusatzstoffe gebunden ist. Eine derartige Lötschablone zeigt für den praktischen Gebrauch ausgezeichnete Eigenschaften. Sie ist hoch temperaturbeständig, relativ hart und so abriebfest, daß eine nachteilige Veränderung der Abmessungen auch nach einer Vielzahl von Lötvorgängen nicht eintritt. Die Formmasse läßt sich außerdem zunächst in plastischem Zustand formen, und durch eine anschließende Vortrocknung wird eine Zwischenstufe geschaffen, in der etwa erforderliche Nachbearbeitungen der Lötschablone ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden können. An diese Vortrocknung schließt sich dann die Nachtrocknung an, bei der die Lctschablone ihre

-4-

-A-

endgültigen Härteeigenschaften erlangt. Dabei hat es sich gezeigt, daß die Formänderungen beim Trocknungsprozeß außerordentlich gering sind und im allgemeinen unter 1,5 $> der Abmessungen liegen.

Für die Herstellung derartiger Lötschablonen sind die verschiedensten Formmassen verwendbar, insbesondere solche, die Siliciumkarbid (SiC) oder andere Metallkarbide enthalten. Als Bindemittel dienen keramische Zusätze, wie Feldspat, Ton und Quarz, oder organische Zusatzstoffe, beispielsweise Schellack, Leinöl sowie Natur- und Kunstharz. Keramische und organische Stoffe jnnen gegebenenfalls gemeinsam verwendet werden.

In weiterer Ausgestaltung der technischen Neuerung kann es zweckmäßig sein, wenigstens an der Überfläche der Ausformungen der Lötschablone eine glatte Überzugsschicht aus schwer schmelz barem Material aufzubringen. Dadurch werden Beschädigungen an den Oberflächen von polierten Teilen, beispielsweise beim Einlegen von Doubleartikeln, vermieden und das Herauslösen erleichtert. Eine solche glatte Überzugsschicht kann zweckmäßig aus Emaille bestehen.

Da eine derartige Lötsch^blone aus einer für Schleifscheiben bekannten Formmasse eine erhebliche spzifische Wärme aufweist, erscheint es in weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft, im Formkörper der Lötschablone zusätzliche gewichtsmindernde Ausnehmungen oder dgl. vorzusehen. Diese

Ausnehmungen können zweckmäßig so geformt sein, daß sie zur

Aufnahme von ixStgut anderer, z/c .,"".einerer geometrischer

■n. 3· »_ _ · i?iil_^..i _ ,_Λ-».4- nl 1 Ι,ο-f+on Boi oni öl

ΓϋΓΤΠ ΰΙβΓίβΐΙ· HtI ClUCUI auSgClUUi ■ -U /\J± i/CiiiiQi i>\^t_i uvj.uj<j.v^ sind Ober- und Unterseite der Lötschablone so ausgebildet, daß sie für unterschiedliches Lötgut Verwendung finden könne.* Zweck dieser Ausbildung ist es, die wärmeträge Masse der Lötschablone zu vermindern und dadurch zu vermeiden, daß die durch den Lötofen wandernden Lötschablonen diesem Ofen jeweils eine ungünstig hohe Wärmemenge entziehen, die durch zusätzliche Beheizung ausgeglichen werden muß. Hierzu erscheinen alle Formgestaltungen brauchbar, welche ohne unzulässige Beeinträchtigung der mechanischen Festigkeit die Masse der Lötschablone vermindern. Besonders vorteilhaft kann am Boden der Lötschablone eine waben- oder waffelartige Ausbildung vorgesehen sein. Es lassen sich ferner gewichtsmindernde Ausnehmungen zwischen unbenutzten Teilen der Lötschablone anbringen.

Die Herstellung einer solchen Lötschablone erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß die aus Metallkarbiden und Bindemittelzusätzen unter Verwendung eines Lösungsmittels gebildete Formmasse mit einem Formstempel im Gesenk geformt wird, und daß die Lötschablone nach der Vortrocknung gegebenenfalls nachbearbeitet und anschließend nachgetrocknet wird. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde die Formmasse aus

-6-

7014391'!-8.io.7n

200	S	Siliciumkarbid
10	g	Feldspat
10	g	Ton
5	g	Ferrite
10	ml	Leinöl ffemiscbj




; Nach dem Ein-

zusammen mit

bringen in das Gesenk und nach dem Formvorgang durch Aufpressen des Formstempels erfolgte die Vortrocknung bei etwa 200 C für die Dauer von 2 bis 3 Stunden. Nach dieser Vortrocknung liegt die Lötschablone als festes Formstück, jedoch mit geringer Abriebfestigkeit vor, so daß eine etwa erforderliche Nachbearbeitung durchgeführt werden kann. Danach wird die Haupttrocknung oder Sinterung bei etwa 1 400⁰C innerhalb von 12 bis 76 Stunden durchgeführt-.- Es entsteht nunmehr die Lötschablone in ihren endgültigen Eigenschaften, insbesondere mit hoher Abriebfestigkeit.

■-ο·¹

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens kann cegebenenfalls dadurch erreicht werden, daß die Vortrocknung der Formmasse durch Beheizung im Gesenk durchgeführt wird. Hierdurch tritt bereits eine Verfestigung der Formmasse ein, während gleichzeitig die gewünschten Abmessungen durch den aufliegenden Formstempel und die Abmessungen der metallischen Form eingehalten werden.

Die etwa vorgesehene Überzugsschicht aus Emaille kann anschließend auf die Oberfläche der getrockneten Lötschablone als Emaillelack oder in Pulverform aufgebracht und eingebrannt werden.

-7-

Eine dt -iriige Lötschablone eignet sich für die verschiedensten Air«- ndungen und Formgestaltungen. Sie ermöglicht insbesondei -jch extreme Hartlötungen mit Kupferlot, beispielsweise zur Befestigung von Hartmetallwerkstoffen an Trägerteilen, für die bisher noch kein zufriedenstellendes Schablonenmaterial bekannt war.

In der Zeichnung sollen die Ausbildung der Lötschablone und ihr Herstellungsverfahren zusätzlich erläiiert werden; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Lötschablone gemäß der technischen Neuerung mit eingelegtem Lötgut,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine metallische Form

zur Herstellung der Lötschablone nach Fig.1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III—III in Fig. 2.

In Fig. i ist eine Lötschablone 1 dargestellt, die zwei zylinderförmige Ausformungen 2,3 unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Diese dienen zur Positionierung des Lötgutes, das aus einer Welle 4 und einer übergeschobenen Hülse 5 besteht. Zwischen der Welle 4 und der Hülse 5 befindet sich beim Einlegen in die Lötschablone 1 ein Lotring 6, der ίτη Lötvorgang die Lötstelle bildet.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine aus metallischen Seitenwandteilen 7,8,9,10 bestehende Form, deren bodenteil von einer

-8-

701439/-8.10. 7Π

bewegbaren Druckplatte 11 gebildet wird. Die Formgebung der Ausformung 2,3 erfolgt durch einen von oben eingreifenden Formstempel 12. In der Druckplatte 11 ist ein elektrisches

TT-^ "i X 12 Λ T\J « .._.-,.I T „ X X ~ Λ Λ . .^-;~+· „ Xie^C±CIUCU ο \J »Uigcscucu a/jc ul uunpjau te ι ι wcxo υ a

\j »urgcsciicu, x/xc L>iu^iL^iati>c ι ι wcxo υ aui

ihrer Oberfläche zapfenartige Ansätze 14 auf, welche die ~9wichtsmindernden Ausnehmungen der Lötschablone 1 im Be-

der Bodenfiäche formen. I

-9-

Claims

- 9 Schutzansprüche

1. Lö tschau ..one aus einer temperaturbeständigen nichtmetallischen Formmasse mit Ausformungen zur Fixierung des Lötgutes, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötschablone aus einer Formmasse besteht, die Metallkarbide und Bindemittelzusätze enthält.

2. Lötschablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötschablone aus einer für Schleifscheiben bekannten Formmasse besteht, in der SiliciumkarDid durch keramische und/oder organische Zusatzstoffe gebunden ist.

3. Lötschablone nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d adurch gekennzeichnet, daß wenigstens an der Oberi^äche der Ausformungen zur Fixierung des Lötgutes eine glatte Uberzugsschicht aus schwer schmelzbarem Material aufgebracht ist.

4. Lötschablone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Überzugsschicht aus Emaille besteht.

5. Lötschablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Formkörper der Lötschablone zusätzliche gewichtsmindernde Ausnehmungen vorgesehen sind.

-10-

Dr. - Ing. Herbert Moser

Pcicn:-..walt ,_{q9 q}

nKarlsruhetWingerstraMü 24. April 1970

A 517 - 10 -

6, Lötschablone nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet , daß die gewichtsmindernden Ausnehmungen als in ei iem anderen Lotvorgang benutzte Ausformungen gestaltet sind.

7. Lötschablone nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötschablone beidseitig Ausformungen zur Fixierung von Lötgut aufweist.