EP1001053A1 - Method for manufacturing hot dip tinned wires - Google Patents

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EP1001053A1
EP1001053A1 EP99122362A EP99122362A EP1001053A1 EP 1001053 A1 EP1001053 A1 EP 1001053A1 EP 99122362 A EP99122362 A EP 99122362A EP 99122362 A EP99122362 A EP 99122362A EP 1001053 A1 EP1001053 A1 EP 1001053A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire
tin
layer
hot
copper
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.)
Withdrawn
Application number
EP99122362A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Sonnefeld
Jörg Liedermann
Georg Sallmon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Feindrahtwerk Adolf Edelhoff GmbH and Co
Original Assignee
Feindrahtwerk Adolf Edelhoff GmbH and Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Feindrahtwerk Adolf Edelhoff GmbH and Co filed Critical Feindrahtwerk Adolf Edelhoff GmbH and Co
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0607—Wires

Definitions

  • the invention relates to a method for producing tinned wires Non-ferrous metals, especially copper or copper alloys for electrical engineering Purposes through two-stage finishing, the wires having a diameter of 0.1 to 2 mm and where the non-ferrous metal at least as a jacket on the Wire core is applied.
  • the invention is based on a two-stage finishing process for non-ferrous metal wires, as described in DE-PS 3420514 by the applicant. There the wires are first hot-dip tinned and then galvanized (electrolytically) tinned. This method has proven very successful, the ones treated in this way Wires, however, cannot meet those customer needs that are special high wear resistance of the wire surface and at the same time less Include layer thickness.
  • Hot-dip tinning is the good solderability, hardness and wear resistance of the Layer, which also results in better storage stability and good adhesion the tin layer on the wire material.
  • the advantage of this good liability is by an automatic process on the barrier layer of base material copper and tin layer that also forms the basis for an important one Disadvantages of hot-dip tinning represent. There is a diffusion of tin in the copper layer of the wire and a diffusion of copper into the tin.
  • the galvanic tinning has the advantage that the tin layer grows takes place concentrically on the wire, that is, a very uniform layer thickness can be produced is.
  • this layer is relatively soft and has less wear resistance with high loads. Neither is formed immediately Diffusion layer between wire and tin layer, so the latter is not so has good adhesion to the wire and is therefore more likely to flake off the tin layer when bending the wire.
  • whiskers are needle-shaped crystals that come out of the layer can grow out.
  • lead to the tin bath in the formation of a whisker is avoided in the tin-lead layer that forms.
  • tin-lead alloys with 5% or 40% or 70% Proportion of lead.
  • the invention proposes that characterized in claim 1 Characteristics before.
  • the invention is based on the idea that the outer layer of the wire is a Hot-dip tinning should have because of the surface properties described and good solderability.
  • a nickel layer as an order on the wire, which is preferably a copper or copper alloy wire, there is no diffusion layer as in the case of using tin.
  • Ni3Sn4 nickel and tin diffusion layer Ni3Sn4.
  • Theoretically possible formation of this diffusion layer takes place so slowly that it during the usual use of such wires for a few decades does not matter. Nevertheless, this nickel layer has very good adhesion to the wire.
  • the galvanic application can keep this layer thin, at very uniform thickness of this layer.
  • the minimum permissible layer thickness for the tin is however 0.5 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m. So you can get the total tin reduce significantly compared to the usual hot tinning.
  • the wire is nickel-plated in a galvanic manner Bath with a throughput speed of 15-360 m / min., Preferably 17 m / min.
  • the hot-dip tinning takes place in a melt at temperatures between 400 ° C and 260 ° C with a residence time between 2 and 30 sec.
  • aluminum or a can be used as the non-ferrous metal for the wire Aluminum alloy can be used.
  • the wire does not have to be made of solid material exist, but copper sheathed wires with a steel core can be used be on which the layer of copper or copper alloys in a known manner is applied mechanically or electrolytically.
  • the type of training these copper sheathed wires - these are known - are not the subject of Invention and are not described here in detail.
  • the melt can either be pure tin or preferably a tin-lead alloy with a lead content of 5% or 40% or 70% included.
  • the hot-dip tinning it is necessary to carry out the hot-dip tinning provided that the excess tin or tin-lead on the wire after it Pass through the hot-dip tinning bath on a scraper to achieve the desired layer thickness is stripped.
  • the invention is not on use limited by scraper stones. Other methods of achievement the desired layer thickness of the tin when the wire runs out of the hot-dip tinning bath are applicable.
  • non-ferrous wires for electrical engineering Purposes with a diameter of 0.1 to 2 mm.
  • Copper wires or copper sheathed wires can also be made of copper alloys such as B. German silver, bronze and brass can be used.
  • a wire is shown in section, the core material 1 made of copper or a copper alloy.
  • An intermediate layer 2 consists of nickel with a layer thickness of about 2 ⁇ m.
  • Tin layer 3 which is made of tin-lead with a layer thickness of at least 1 ⁇ m.
  • this tin layer 3 is uniform in its layer thickness shown, for the aforementioned reasons, however, this layer can be uneven Have thickness.
  • the bare wire 5 runs from a winder 4 through a degreasing bath 6 from which the wire then passes into a sink 7 and then into a pickle 8. On the latter is followed by the galvanic nickel plating bath 9, in which several Deflection rollers 10 and 11 are arranged. To achieve a corresponding Dwell time of the wire in the nickel plating bath, with a small spatial expansion the latter, the wire is in several turns over the pulleys guided. To overcome the resulting mechanical resistance the rollers 10 are driven by a motor 12. After leaving of the nickel plating bath, the wire passes through a sink 13.
  • the wire 5 passes through a deflecting roller 16 and 17 which is filled with soldering water Flux basin 18
  • the bare wire runs from this over a deflection roller 19 obliquely into a tin bath 20, which has a temperature of about 260 ° C to 400 ° C. having.
  • a further deflection roller 21 via which the The wire is deflected vertically upwards and in the area of a scraper stone 22 leaves the tin bath.
  • the wire then runs in the vertical direction up a cooling section 23, which has a length of about 2.5 - 3.0 m.
  • the cooling section is formed by a tube in which the wire runs and is blown with air in counterflow.
  • the Wire 5 which is now fully tinned, deflected downwards and by one Spool 25 wound up.

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Abstract

Production of tin-coated wires made of non-ferrous metals comprises nickel plating a pre-treated wire with a layer of 0.5-5 microns thickness and then tin-coating to form a 0.5-10, preferably 1-5 microns thick layer.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung verzinnter Drähte aus NE-Metallen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen für elektrotechnische Zwecke durch zweistufige Veredelung, wobei die Drähte einen Durchmesser von 0,1 bis 2 mm besitzen und wobei das NE-Metall zumindest als Mantel auf der Drahtseele aufgebracht ist.The invention relates to a method for producing tinned wires Non-ferrous metals, especially copper or copper alloys for electrical engineering Purposes through two-stage finishing, the wires having a diameter of 0.1 to 2 mm and where the non-ferrous metal at least as a jacket on the Wire core is applied.

Die Erfindung geht aus von einem zweistufigen Veredelungsverfahren für NE-Metalldrähte, wie es in der DE-PS 3420514 der Anmelderin beschrieben ist. Dort werden die Drähte zunächst feuerverzinnt und anschließend galvanisch (elektrolytisch) verzinnt. Dieses Verfahren hat sich sehr bewährt, die so behandelten Drähte können jedoch nicht jene Kundenwünsche erfüllen, welche eine besonders hohe Verschleißfestigkeit der Drahtoberfläche bei gleichzeitiger geringer Schichtdicke beinhalten.The invention is based on a two-stage finishing process for non-ferrous metal wires, as described in DE-PS 3420514 by the applicant. There the wires are first hot-dip tinned and then galvanized (electrolytically) tinned. This method has proven very successful, the ones treated in this way Wires, however, cannot meet those customer needs that are special high wear resistance of the wire surface and at the same time less Include layer thickness.

Bei der Verzinnung von Drähten für elektrotechnische Zwecke sind zwei Verfahren üblich, nämlich das Feuerverzinnen oder das galvanische bzw elektrolytische Verzinnen; beide Verfahren haben spezifische Vor- und Nachteile. Vorteile des Feuerverzinnens sind die gute Lötbarkeit, die Härte und Verschleißfestigkeit der Schicht, welche auch eine bessere Lagerungsfähigkeit ergibt sowie die gute Haftung der Zinnschicht auf dem Drahtwerkstoff. Der Vorteil dieser guten Haftung wird durch einen selbsttätigen Prozeß an der Sperrschicht von Basismaterial Kupfer und Zinnschicht erzeugt, der gleichzeitig aber auch die Basis für einen wichtigen Nachteil der Feuerverzinnung darstellt. Es erfolgt eine Diffusion von Zinn in die Kupferschicht des Drahtes und eine Diffusion von Kupfer in das Zinn. Die sich bildende Diffusionsschicht wächst in etwa gleichmäßig nach innen und außen und kann im Lauf von Jahren eine Dicke von bis zu insgesamt 4 µm erreichen. Dies bedeutet, daß die Diffusionsschicht bei nicht ausreichender Dicke der Zinnschicht durch diese hindurchwachsen kann und an den betreffenden Stellen eine Lötbarkeit des Drahtes verhindert bzw. zum "Aufgehen" einer bereits vorhanden Lötstelle führt. Hinzu kommt, daß bei der Feuerverzinnung bei den bekannten Verfahren die Schichtdicke variiert, was sich prinzipbedingt durch die Verwendung von Abstreifsteinen ergibt. Aus diesem Grunde können wegen der Gefahr des Anwachsens der Diffusionsschicht und der ungleichmäßigen Beschichtung selbst beim Feuerverzinnen Schichtdicken von einigen µm nicht unterschritten werden.There are two methods for tinning wires for electrical purposes usual, namely hot-tinning or galvanic or electrolytic Tin; both methods have specific advantages and disadvantages. Advantages of the Hot-dip tinning is the good solderability, hardness and wear resistance of the Layer, which also results in better storage stability and good adhesion the tin layer on the wire material. The advantage of this good liability is by an automatic process on the barrier layer of base material copper and tin layer that also forms the basis for an important one Disadvantages of hot-dip tinning represent. There is a diffusion of tin in the copper layer of the wire and a diffusion of copper into the tin. Which forming diffusion layer grows approximately uniformly inwards and outwards can reach a thickness of up to 4 µm in total over the years. This means that the diffusion layer with insufficient thickness of the tin layer can grow through them and solderability at the relevant points of the wire prevented or to "open" an existing solder joint leads. In addition, the hot-dip tinning in the known processes Layer thickness varies, which in principle depends on the use of scraper stones results. For this reason, because of the risk of growth the diffusion layer and the uneven coating even when hot-tinning Layer thicknesses of a few microns must not be undercut.

Die galvanische Verzinnung hat den Vorteil, daß das Anwachsen der Zinnschicht auf dem Draht konzentrisch erfolgt, also eine sehr gleichmäßige Schichtdicke erzeugbar ist. Diese Schicht ist jedoch relativ weich und besitzt geringere Verschleißfestigkeit bei hoher Beanspruchung. Es bildet sich auch unmittelbar keine Diffusionsschicht zwischen Draht und Zinnschicht, so daß die letztere keine so gute Haftung auf dem Draht besitzt und daher leichter eine Abplatzen der Zinnschicht beim Biegen des Drahtes erfolgt.The galvanic tinning has the advantage that the tin layer grows takes place concentrically on the wire, that is, a very uniform layer thickness can be produced is. However, this layer is relatively soft and has less wear resistance with high loads. Neither is formed immediately Diffusion layer between wire and tin layer, so the latter is not so has good adhesion to the wire and is therefore more likely to flake off the tin layer when bending the wire.

Bei der Verwendung von reinem Zinn als galvanisch aufgebrachte Zinnschicht besteht die Gefahr der Bildung von Whiskern wenn die Zinnschicht nicht wenigstens 10 µm Dicke aufweist. Whisker sind nadelförmige Kristalle, welche aus der Schicht herauswachsen können. Durch die Hinzugabe von Blei in das Zinnbad wird in der sich bildenden Zinn-Blei-Schicht eine Whiskerbildung vermieden. Es sind drei Güteklassen genormt, nämlich Zinn-Blei-Legierungen mit 5% oder 40% oder 70% Bleianteil.When using pure tin as an electroplated tin layer the risk of whiskers forming if the tin layer does not at least 10 µm thick. Whiskers are needle-shaped crystals that come out of the layer can grow out. By adding lead to the tin bath in the formation of a whisker is avoided in the tin-lead layer that forms. There are three grades standardized, namely tin-lead alloys with 5% or 40% or 70% Proportion of lead.

In der vorerwähnten DE-PS 3420514 ist ein Verfahren beschrieben, welches die Vorteile beider Verzinnungsverfahren verbindet. Die Erfindung schlägt ein Alternativverfahren hierzu vor. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweischichtiges Veredelungsverfahren zu schaffen, welches eine sehr harte Oberfläche bei gleichzeitig geringer Schichtdicke des aufgebrachten Materials besitzt. In the aforementioned DE-PS 3420514 a method is described which the Combines advantages of both tinning processes. The invention proposes an alternative method about this. It is based on the task of a two-layer finishing process to create which has a very hard surface at the same time has a small layer thickness of the applied material.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale vor.To achieve this object, the invention proposes that characterized in claim 1 Characteristics before.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die Außenschicht des Drahtes eine Feuerverzinnung aufweisen soll wegen der geschilderten Oberflächeneigenschaften und der guten Lötbarkeit. Durch die Verwendung einer Nickelschicht als Auftrag auf dem Draht, welcher vorzugsweise ein Kupfer- oder Kupferlegierungsdraht ist, ergibt sich keine Diffusionsschicht wie im Fall der Verwendung von Zinn. Bei dem anschließenden Aufbringen einer Zinnschicht beim Feuerverzinnen tritt auch zwischen dem Nickel und dem Zinn eine Diffusionsschicht Ni3Sn4 auf. Die theoretisch mögliche Bildung dieser Diffusionsschicht erfolgt so langsam, daß sie während des üblichen Gebrauchs solcher Drähte während einiger Jahrzehnte keine Rolle spielt. Trotzdem besitzt diese Nickelschicht eine sehr gute Haftung auf dem Draht. Durch das galvanische Aufbringen kann diese Schicht dünn gehalten werden, bei sehr gleichmäßiger Dicke dieser Schicht. Es erfolgt somit kein Anwachsen einer Diffusionsschicht durch die Zinnschicht, so daß die letztere dünn aufgetragen werden kann. Die Ungleichförmigkeit der Feuerverzinnungsschicht ist zwar nach wie vor prinzipbedingt vorhanden, die minimal zulässige Schichtdicke für das Zinn beträgt jedoch 0,5 µm, vorzugsweise 1 µm. Damit kann man den Gesamtauftrag an Zinn vor allem gegenüber dem üblichen Feuerverzinnen deutlich reduzieren.The invention is based on the idea that the outer layer of the wire is a Hot-dip tinning should have because of the surface properties described and good solderability. By using a nickel layer as an order on the wire, which is preferably a copper or copper alloy wire, there is no diffusion layer as in the case of using tin. In which Subsequent application of a layer of tin during hot-dip tinning also occurs between a nickel and tin diffusion layer Ni3Sn4. Theoretically possible formation of this diffusion layer takes place so slowly that it during the usual use of such wires for a few decades does not matter. Nevertheless, this nickel layer has very good adhesion to the wire. By the galvanic application can keep this layer thin, at very uniform thickness of this layer. There is therefore no growth of a diffusion layer through the tin layer so that the latter are applied thinly can. The non-uniformity of the hot-dip tinning layer is still in principle, the minimum permissible layer thickness for the tin is however 0.5 µm, preferably 1 µm. So you can get the total tin reduce significantly compared to the usual hot tinning.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Vernickelung des Drahtes in einem galvanischen Bad mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 15 - 360 m/min., vorzugsweise 17 m/min. Die Feuerverzinnung erfolgt in einer Schmelze bei Temperaturen zwischen 400°C und 260°C bei einer Verweilzeit zwischen 2 und 30 sec.According to the invention, the wire is nickel-plated in a galvanic manner Bath with a throughput speed of 15-360 m / min., Preferably 17 m / min. The hot-dip tinning takes place in a melt at temperatures between 400 ° C and 260 ° C with a residence time between 2 and 30 sec.

Als NE-Metall kann im Sinne der Erfindung für den Draht Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet werden.In the sense of the invention, aluminum or a can be used as the non-ferrous metal for the wire Aluminum alloy can be used.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung muß der Draht nicht aus Vollmaterial bestehen, sondern es können Kupfermanteldrähte mit einer Stahlseele verwendet werden, auf die die Schicht aus Kupfer oder Kupferlegierungen in bekannter Weise auf mechanischem oder elektrolytischem Weg aufgebracht ist. Die Art der Ausbildung dieser Kupfermanteldrähte - diese sind bekannt - sind nicht Gegenstand der Erfindung und werden hier nicht näher beschrieben.According to a further embodiment of the invention, the wire does not have to be made of solid material exist, but copper sheathed wires with a steel core can be used be on which the layer of copper or copper alloys in a known manner is applied mechanically or electrolytically. The type of training these copper sheathed wires - these are known - are not the subject of Invention and are not described here in detail.

Im Sinne der Erfindung ist es auch möglich, daß in der ersten Stufe der Veredelung anstelle einer galvanischen Vernickelung eine galvanische Versilberung erfolgt. Die Verwendung von Silber anstelle Nickel als erste Auftragsschicht bietet ähnliche Vorteile wie eine Nickelschicht, wird aus Kostengründen jedoch nur dort verwendet, wo die bessere Leitfähigkeit von Silber gegenüber Nickel eine Rolle spielt.In the sense of the invention it is also possible that in the first stage of finishing galvanic silver plating takes place instead of galvanic nickel plating. The Using silver instead of nickel as the first coating offers similar results Advantages like a nickel layer, but is only used there for cost reasons, where the better conductivity of silver over nickel plays a role.

Für die Feuerverzinnung kann die Schmelze entweder reines Zinn oder vorzugsweise eine Zinn-Blei-Legierung mit einem Anteil von Blei von 5% oder 40% oder 70% enthalten.For the hot-dip tinning, the melt can either be pure tin or preferably a tin-lead alloy with a lead content of 5% or 40% or 70% included.

Für die Durchführung der Feuerverzinnung ist gemäß Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das überschüssige Zinn bzw. Zinn-Blei am Draht nach dessen Durchlauf durch das Feuerverzinnungsbad an einem Abstreifstein zur Erzielung der gewünschten Schichtdicke abgestreift wird. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Abstreifsteinen beschränkt. Auch andere Verfahren zur Erreichung der gewünschten Schichtdicke des Zinns beim Auslauf des Drahtes aus dem Feuerverzinnungsbad sind anwendbar.According to a further development of the invention, it is necessary to carry out the hot-dip tinning provided that the excess tin or tin-lead on the wire after it Pass through the hot-dip tinning bath on a scraper to achieve the desired layer thickness is stripped. The invention is not on use limited by scraper stones. Other methods of achievement the desired layer thickness of the tin when the wire runs out of the hot-dip tinning bath are applicable.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können NE-Drähte für elektrotechnische Zwecke mit einem Durchmesser von 0,1 bis 2 mm veredelt werden. Anstelle von Kupferdrähten oder Kupfermanteldrähten können auch solche aus Kupferlegierungen wie z. B. Neusilber, Bronze und Messing verwendet werden.Using the method according to the invention, non-ferrous wires for electrical engineering Purposes with a diameter of 0.1 to 2 mm. Instead of Copper wires or copper sheathed wires can also be made of copper alloys such as B. German silver, bronze and brass can be used.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels der Veredelungsanlage noch näher erläutert werden.In the following, the invention is intended to be based on an exemplary embodiment of the finishing plant to be explained in more detail.

Es zeigen:

Figur 1
den Schichtaufbau eines Drahtes
Figur 2
die Anlage zur galvanischen Veredelung
Figur 3
die Anlage zur Feuerverzinnung
Show it:
Figure 1
the layer structure of a wire
Figure 2
the system for galvanic finishing
Figure 3
the plant for the tinning of fire

In Figur 1 ist ein Draht im Schnittbild dargestellt, dessen Kernmaterial 1 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht. Eine Zwischenschicht 2 besteht aus Nickel mit einer Schichtdicke von etwa 2 µm. Darüber befindet sich als Deckschicht eine Zinnschicht 3, welche aus Zinn-Blei mit einer Schichtdicke von minimal 1 µm befindet. Diese Zinnschicht 3 ist in der Zeichnung gleichmäßig in ihrer Schichtdicke dargestellt, aus den vorerwähnten Gründen kann diese Schicht jedoch eine ungleichmäßige Dicke aufweisen.In Figure 1, a wire is shown in section, the core material 1 made of copper or a copper alloy. An intermediate layer 2 consists of nickel with a layer thickness of about 2 µm. There is a top layer above Tin layer 3, which is made of tin-lead with a layer thickness of at least 1 µm. In the drawing, this tin layer 3 is uniform in its layer thickness shown, for the aforementioned reasons, however, this layer can be uneven Have thickness.

In Figur 2 ist die Anlage zur galvanischen Vernickelung in einer Prinzipskizze dargestellt.In Figure 2, the system for galvanic nickel plating is shown in a schematic diagram.

Von einem Spuler 4 läuft der Blankdraht 5 durch ein Entfettungsbad 6, aus dem der Draht anschließend in eine Spüle 7 und daraufhin in eine Beize 8 gelangt. An die letztere schließt sich das galvanische Vernickelungsbad 9 an, in welchem mehrere Umlenkrollen 10 und 11 angeordnet sind. Zur Erzielung einer entsprechenden Verweilzeit des Drahtes in dem Vernickelungsbad, bei geringer räumlicher Ausdehnung des letzteren, ist der Draht in mehreren Windungen über die Umlenkrollen geführt. Zur Überwindung des sich hierdurch ergebenden mechanischen Widerstandes sind die Rollen 10 durch einen Motor 12 angetrieben. Nach dem Verlassen des Vernickelungsbades durchläuft der Draht eine Spüle 13.The bare wire 5 runs from a winder 4 through a degreasing bath 6 from which the wire then passes into a sink 7 and then into a pickle 8. On the latter is followed by the galvanic nickel plating bath 9, in which several Deflection rollers 10 and 11 are arranged. To achieve a corresponding Dwell time of the wire in the nickel plating bath, with a small spatial expansion the latter, the wire is in several turns over the pulleys guided. To overcome the resulting mechanical resistance the rollers 10 are driven by a motor 12. After leaving of the nickel plating bath, the wire passes through a sink 13.

Vor dem Einlauf in die Feuerverzinnungsanlage kann es notwendig sein, daß der Draht ein Aktivierungsbad 14 durchläuft, um eine eventuell bereits vorhandene Passivierung der Nickeloberfläche durch Luftsauerstoff zu beseitigen.Before entering the tinning plant, it may be necessary for the Wire passes through an activation bath 14 in order to find a possibly already existing one Eliminate passivation of the nickel surface by atmospheric oxygen.

Nach Durchlaufen einer Spüle 15 gelangt der Draht in den Bereich der Feuerverzirtnurtgsanlage, die in Figur 3 dargestellt ist.After passing through a sink 15, the wire reaches the area of the hot-dip galvanizing system, which is shown in Figure 3.

Über Umlenkrollen 16 und 17 durchläuft der Draht 5 ein mit Lötwasser gefülltes Flußmittelbecken 18 Aus diesem läuft der Blankdraht über eine Umlenkrolle 19 schräg in ein Zinnbad 20 ein, welches eine Temperatur von etwa 260°C bis 400°C aufweist. In dem Bad befindet sich eine weitere Umlenkrolle 21, über welche der Draht senkrecht nach oben umgelenkt wird und im Bereich eines Abstreifsteines 22 das Zinnbad verläßt. Anschließend durchläuft der Draht in senkrechter Richtung nach oben eine Kühlstrecke 23, welche eine Länge von etwa 2,5 - 3,0 m aufweist. Die Kühlstrecke wird dabei durch ein Rohr gebildet, in welchem der Draht verläuft und mit Luft im Gegenstrom angeblasen wird. An einer Umlenkrolle 24 wird der Draht 5, der nun fertig feuerverzinnt ist, nach unten umgelenkt und von einem Spuler 25 aufgewickelt.The wire 5 passes through a deflecting roller 16 and 17 which is filled with soldering water Flux basin 18 The bare wire runs from this over a deflection roller 19 obliquely into a tin bath 20, which has a temperature of about 260 ° C to 400 ° C. having. In the bathroom there is a further deflection roller 21, via which the The wire is deflected vertically upwards and in the area of a scraper stone 22 leaves the tin bath. The wire then runs in the vertical direction up a cooling section 23, which has a length of about 2.5 - 3.0 m. The cooling section is formed by a tube in which the wire runs and is blown with air in counterflow. On a pulley 24, the Wire 5, which is now fully tinned, deflected downwards and by one Spool 25 wound up.

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung verzinnter Drähte aus NE-Metallen, insbesondere Kupfer oder Kupferlegierungen für elektrotechnische Zwecke durch zweistufige Veredelung, wobei die Drähte einen Durchmesser von 0,1 - 2 mm besitzen und wobei das NE-Metall zumindest als Mantel auf der Drahtseele aufgebracht ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in üblicher Weise vorbehandelte Draht in einer ersten Stufe galvanisch mit einer Schichtdicke von 0,5 - 5 µm vernickelt und in einer zweiten Stufe mit einer Schichtdicke von 0,5 - 10 µm, vorzugsweise 1 - 5 µm, feuerverzinnt wird.Process for the production of tinned wires from non-ferrous metals, in particular copper or copper alloys for electrical engineering purposes by two-stage refinement, the wires having a diameter of 0.1-2 mm and the non-ferrous metal being applied to the wire core at least as a sheath,
characterized,
that the wire pretreated in the usual way is electroplated in a first stage with a layer thickness of 0.5-5 µm and in a second stage with a layer thickness of 0.5-10 µm, preferably 1-5 µm, hot-tin-plated. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vernickelung in einem galvanischen Bad mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 15 - 360 m/min., vorzugsweise 17 m/min., erfolgt.Method according to claim 1,
characterized,
that the nickel plating takes place in a galvanic bath at a throughput speed of 15-360 m / min., preferably 17 m / min. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feuerverzinnung in einer Schmelze mit Temperaturen zwischen 400°C und 260°C und einer Verweildauer zwischen 2 und 30 sec. erfolgt.Method according to claim 1,
characterized,
that the hot tinning takes place in a melt with temperatures between 400 ° C and 260 ° C and a residence time between 2 and 30 sec. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als NE-Metall für den Draht Aluminium oder Aluminiumlegierungen verwendet werden. Method according to claim 1,
characterized,
that aluminum or aluminum alloys are used as the non-ferrous metal for the wire. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Drahtmaterial Kupfermanteldrähte mit einer Stahlseele verwendet werden, auf die die Schicht aus Kupfer oder Kupferlegierungen in bekannter Weise auf mechanischem oder elektrolytischem Weg aufgebracht ist.Method according to claim 1,
characterized,
that copper sheathed wires with a steel core are used as wire material, to which the layer of copper or copper alloys is applied in a known manner by mechanical or electrolytic means. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der ersten Stufe der Veredelung anstelle einer galvanischen Vernickelung eine galvanische Versilberung erfolgt.Method according to claim 1,
characterized,
that in the first stage of finishing, galvanic silvering takes place instead of galvanic nickel plating. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmelze reines Zinn enthält.Method according to claim 3,
characterized,
that the melt contains pure tin. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmelze Zinn-Blei mit einem Anteil von 5% oder 40% oder 70% enthält.Method according to claim 3,
characterized,
that the melt contains tin-lead in a proportion of 5% or 40% or 70%. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das überschüssige Zinn bzw. Zinn-Blei am Draht nach dessen Durchlauf durch das Feuerverzinnungsbad an einem Abstreifstein zur Erzielung der gewünschten Schichtdicke abgestreift wird.Method according to claim 1,
characterized,
that the excess tin or tin-lead is stripped off the wire after it has passed through the hot-dip tinning bath on a scraper to achieve the desired layer thickness. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Draht nach der Vernickelung und vor dem Feuerverzinnungsprozeß ein Aktivierungsbad für die Nickeloberfläche durchläuft.Method according to claim 1,
characterized,
that the wire passes through an activation bath for the nickel surface after the nickel plating and before the hot-dip tinning process.
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