DE102005050221B4 - Method for one-sided coating of metal strips and their use - Google Patents

Abstract

Verfahren zum einseitigen Beschichten von Metallbändern mit einem schmelzflüssigen Metall, dadurch gekennzeichnet,
– dass aus zwei Metallbändern (2) eine aufeinander angeordnete, zweilagige Struktur (3) gebildet wird,
– die aufeinander angeordnete, zweilagige Struktur (3) längs verlaufende Kerben aufweist, wodurch außenseitig Randabschnitte ausgebildet werden, die zum Vereinzeln der zweilagigen Struktur abreißbar sind, und die Randabschnitte der zweilagigen Struktur (3) miteinander verbunden werden,
– dass auf die zweilagige Struktur (3) in einem Beschichtungsbad (11) eine metallische Schicht aufgebracht wird,
– dass durch Vereinzeln der zweilagigen Struktur (3) zwei einseitig beschichtete Metallbänder (5) hergestellt werden, wobei die Randbereiche abgetrennt werden.Process for the one-sided coating of metal strips with a molten metal, characterized
In that a two-layer structure (3) arranged on top of one another is formed from two metal strips (2),
The mutually arranged two-layered structure (3) has longitudinal notches, whereby on the outside edge portions are formed which can be torn off to separate the two-layered structure and the edge portions of the two-layered structure (3) are joined together,
That a metallic layer is applied to the two-ply structure (3) in a coating bath (11),
- That by separating the two-layer structure (3) two unilaterally coated metal strips (5) are produced, wherein the edge regions are separated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum einseitigen Beschichten von Metallbändern mit einem schmelzflüssigen Metall und deren Verwendung.The The invention relates to a method for one-sided coating of metal strips with a molten one Metal and its use.

Einseitig oder partiell verzinntes Band aus Kupfer oder Kupferlegierungen wird beispielsweise durch galvanische Abscheideverfahren realisiert. Dadurch können verzinnte Bänder mit Reinzinn oder Zinn-Blei-Schichten hergestellt werden. Diese Verzinnungen weisen allerdings keine geeigneten intermetallischen Phasen (IMPs) auf und sind sehr weich. Die Zinnschicht ist dann empfindlich gegenüber mechanischer Beanspruchung. Eine nachfolgende thermische Behandlung zur Erzeugung der IMPs wird als Reflowbehandlung bezeichnet. Bei einer partiellen Verzinnung tritt bei der Reflowbehandlung durch übermäßige thermische Belastung der nicht beschichteten Bereiche eine unerwünschte Beeinflussung der Werkstoffoberfläche ein. Die galvanische Abscheidung von Sn-Legierungen, wie beispielsweise SnAg4Cu, ist mit diesem Verfahren nicht realisierbar.unilaterally or partially tin-plated strip of copper or copper alloys is realized for example by galvanic deposition. Thereby can tinned ribbons be prepared with pure tin or tin-lead layers. These However, tinnings have no suitable intermetallic Phases (IMPs) and are very soft. The tin layer is then sensitive to mechanical stress. A subsequent thermal treatment for generating the IMPs is referred to as reflow treatment. at Partial tinning occurs during reflow treatment due to excessive thermal Loading the uncoated areas an undesirable influence the material surface one. The galvanic deposition of Sn alloys, such as SnAg4Cu, is not feasible with this method.

Durch Feuerverzinnen mit Legierungszusätzen als alternatives Verfahren können die geforderten Oberflächeneigenschaften besser eingestellt werden. Hierzu beschreibt die Patentschrift EP 0 735 156 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines partiell feuerverzinnten Bandes. Beschrieben wird ein mechanisches Verfahren, bei dem Metallschmelze aus einer Vorratskammer über eine Öffnung auf das erwärmte Band aufgebracht und überflüssige Metallschmelze abgestreift wird. Dabei wird die Zufuhr der Metallschmelze über den Öffnungsgrad gezielt gesteuert.By hot tinning with alloy additives as an alternative method, the required surface properties can be better adjusted. The patent specification describes this EP 0 735 156 B1 a method and apparatus for making a partially hot-dipped strip. Described is a mechanical method in which molten metal is applied from a storage chamber via an opening on the heated strip and superfluous molten metal is stripped off. In this case, the supply of molten metal is selectively controlled via the opening degree.

Auch ist aus der Patentschrift US 4,529,628 A ein Herstellungsverfahren von ein- oder beidseitig, partiell verzinnten Bändern bekannt. Hierbei wird über eine Düse flüssiges Metall partiell auf ein Band einseitig oder beidseitig aufgebracht. Die Dicke der Beschichtung wird über die Bandgeschwindigkeit und die Düsenausbringung gesteuert. Das Substrat wird dabei vorher auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des Beschichtungsmetalls erwärmt. Das geschmolzene, von der Austrittsöffnung der Düse abgegebene Metall kann dabei durch Schwerkraft herabfließen, indem die Bahn in einer vertikalen Ebene anordnet wird. Die Bahn wird entgegen der Fließrichtung des Metalls verschoben.Also is from the patent US 4,529,628 A a manufacturing method of one or both sides, partially tin-plated tapes known. In this case, liquid metal is partially applied to a band on one side or both sides via a nozzle. The thickness of the coating is controlled by the belt speed and the nozzle output. The substrate is previously heated to a temperature close to the melting point of the coating metal. The molten metal discharged from the nozzle orifice may flow down by gravity by placing the web in a vertical plane. The web is displaced against the direction of flow of the metal.

Des Weiteren ist aus der Patentschrift DE 28 19 142 C3 eine Vorrichtung zum einseitigen Beschichten eines Metallbandes mit einem schmelzflüssigen Metall bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem mit schmelzflüssigem Metall gefüllten Behälter in einer Schutzgasatmosphäre, mit einem schleusenartigen Ein- und Ausgang für das Metallband. Oberhalb des Schmelzbadspiegels befindet sich eine Stütz- und Umlenkrolle mit Führungsmitteln. Unter der Stütz- und Umlenkrolle ist eine mit mehr als der Hälfte ihrer Mantelfläche in das Schmelzbad eintauchende Schöpfrolle angeordnet, die mit der Stütz- und Umlenkrolle einen einstellbaren Spalt für das zu beschichtende Metallband bildet. Eine vergleichbare Beschichtungsvorrichtung ist auch in der Patentschrift DE 29 52 573 C2 beschrieben.Furthermore, from the patent DE 28 19 142 C3 a device for one-sided coating of a metal strip with a molten metal known. The device consists of a container filled with molten metal container in a protective gas atmosphere, with a lock-like input and output for the metal strip. Above the Schmelzbadspiegels is a support and deflection roller with guide means. Under the support and deflection roller with a more than half of its lateral surface is immersed in the molten bath scoop roller is formed with the support and guide roller an adjustable gap for the metal strip to be coated. A comparable coating device is also in the patent specification DE 29 52 573 C2 described.

Die Offenlegungsschrift WO 2004/029318 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Flachstahl-Produkten mit hoher Magnetisierungsfähigkeit, indem ein Mutterband durch eine C-Si-Stahlschmelze mit niedrigem C-Gehalt und mit Siliziumgehalten zwischen 2 bis 6 Gew.-% Si gezogen und beschichtet wird. Anschließend an das Schmelzbad wird der Verbundwerkstoff unmittelbar auf eine entsprechende Enddicke verformt und vollends abgekühlt.The publication WO 2004/029318 A1 describes a method for producing high magnetizing flat steel products by drawing and coating a mother tape through a low C-content C-Si steel melt with silicon contents between 2 to 6 wt.% Si. Subsequent to the molten bath, the composite material is immediately deformed to a corresponding final thickness and completely cooled.

Zum einseitigen Beschichten des Mutterbandes werden zwei aneinander anliegende Mutterbänder jeweils auf ihrer Außenfläche beschichtet. Nach Trennen der beiden Mutterbänder, die durch ihre niedrige Anfangstemperatur entweder überhaupt nicht oder nur wenig zusammenkleben, liegen zwei einseitig beschichtete Mutterbänder vor, die einzeln verformt werden können.To the one-sided coating of the mother tape are two together fitting mother tapes each coated on its outer surface. After separating the two mother bands, either not at all due to their low initial temperature or stick together only slightly, are two coated on one side ligaments before, which can be deformed individually.

Ebenso ist in der Druckschrift GB 1 303 057 A ein einseitiges Beschichten einer Metalloberfläche beschrieben, wobei ebenfalls eine zweilagige Struktur gebildet wird. Die Ränder der beiden Substrate werden dabei übereinander geklappt und nach erfolgter Beschichtung abgeschnitten, um somit die zweilagige Struktur wieder zu separieren.Likewise, in the document GB 1 303 057 A describe a one-sided coating of a metal surface, wherein also a two-layered structure is formed. The edges of the two substrates are folded over each other and cut off after coating, so as to separate the two-layer structure again.

Aus der Offenlegungsschrift DE 31 26 625 A1 ist außerdem eine Anlage bekannt, die es ermöglicht, einen einseitigen Schutzüberzug auf Bändern oder Blechen zu erzielen. Hierzu werden zwei Bänder oder Bleche aufeinander gelegt und die Bandkanten mittels Längsschweißen miteinander verbunden. Anschließend wird das Doppelband durch ein Beschichtungsbad geführt und wieder in zwei Einzelbänder zerteilt.From the publication DE 31 26 625 A1 In addition, a system is known which makes it possible to achieve a one-sided protective coating on tapes or sheets. For this purpose, two strips or sheets are placed on each other and the strip edges are joined together by longitudinal welding. Subsequently, the double belt is passed through a coating bath and divided again into two individual belts.

Ein Nachteil aller genannten Verfahren und Vorrichtungen ist, dass ein großer apparatetechnischer Aufwand zur Aufbringung der metallischen Beschichtung erforderlich ist. Insbesondere bei einseitigen Beschichtungen tritt das Problem auf, dass schmelzflüssiges Metall des Beschichtungsmaterials in nicht erwünschter Weise auf die Rückseite des Bandmaterials treten kann. Ein randseitiges Verschweißen der Bänder verhindert zwar das Eindringen des Beschichtungsmaterials auf die Rückseite der Bänder, führt jedoch zu einer thermischen Belastung der Bandkanten und so zur Materialveränderung in diesen Bereichen.A disadvantage of all mentioned methods and devices is that a great apparatus-technical effort for applying the metallic coating is required. Particularly in the case of one-sided coatings, the problem arises that molten metal of the coating material can undesirably strike the rear side of the strip material. Although edge-side welding of the tapes prevents the penetration of the coating material onto the back side of the tapes, it leads to thermal stress on the strip edges and thus to material changes tion in these areas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einseitigen Beschichten von Metallbändern anzugeben, um zuverlässig derartige Beschichtungen aufzubringen.Of the Invention is based on the object, a method for one-sided Coating of metal strips indicate to be reliable apply such coatings.

Die Erfindung wird bezüglich des Verfahrens zum einseitigen Beschichten von Metallbändern durch die Merkmale des Anspruchs 1, bezüglich einer Verwendung von einseitig beschichteten Metallbändern durch die Merkmale des Anspruchs 9 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.The Invention is related the method for one-sided coating of metal strips by the features of claim 1, with respect to a use of unilaterally coated metal bands represented by the features of claim 9. The others refer back claims relate to advantageous embodiments and further developments of the invention.

Die Erfindung schließt bezüglich des Verfahrens zum einseitigen Beschichten von Metallbändern mit einem schmelzflüssigen Metall die technische Lehre ein, durch die aus zwei Metallbändern eine aufeinander angeordnete, zweilagige Struktur gebildet wird, die Randabschnitte der zweilagigen Struktur miteinander verbunden werden, wobei die Randabschnitte keiner oder nur einer so geringen thermischen Belastung ausgesetzt werden und die Eigenschaften der Metallbänder unverändert bleiben, auf die zweilagige Struktur in einem Beschichtungsbad eine metallische Schicht aufgebracht wird und durch Vereinzeln der zweilagigen Struktur zwei einseitig beschichtete Metallbänder hergestellt werden.The Invention includes in terms of the method for one-sided coating of metal strips with a molten one Metal the technical doctrine, through the two metal bands one formed on top of each other, two-layered structure, the Edge portions of the two-ply structure are joined together wherein the edge portions no or only so little thermal Be exposed to stress and the properties of the metal strips remain unchanged the two-layer structure in a coating bath a metallic one Layer is applied and by separating the two-ply structure two unilaterally coated metal strips are produced.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass zwei blanke Bänder gleicher Bandbreite aufeinander gelegt und miteinander verbunden werden, so dass in den Randbereichen keine metallische Schmelze zwischen die beiden Lagen dringen kann. Hierzu liegen die Bänder zumindest an den Randbereichen eng aufeinander oder auch vollflächig. Die Bänder werden durch entsprechende Bandführung aufeinander liegend durch die Beschichtungsvorrichtung hindurchgeführt. Gegebenenfalls werden die Randbereiche beim Vereinzeln entsprechend abgetrennt. Wichtig dabei ist, dass das verwendete Verbindungsverfahren an den Bandkanten die Materialeigenschaften der Bänder nicht verändert.The Invention is based on the consideration, that two bare ribbons same bandwidth and connected be so that in the edge areas no metallic melt between the two layers can penetrate. For this purpose, the bands are at least close to each other or even over the entire area. The bands will be by appropriate tape guide each other lying passed through the coating device. Possibly the edge areas are separated accordingly when separating. It is important that the connection method used on the Strip edges does not change the material properties of the strips.

Als Werkstoff für eine Zinnbeschichtung kann ein Band aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, Eisenlegierung oder Nickellegierung verwendet werden. Auch Zinnbronzen, Kupfer-Zinn-Zink-Legierungen oder Kupfer-Nickel-Legierungen kommen in Betracht. Das Band wird auf seine Enddicke gewalzt und, falls erforderlich, der Endzustand durch eine Temperaturbehandlung eingestellt. Das blanke Band mit vorgegebener Breite kann zuvor einer Oberflächenschutzbehandlung unterzogen werden, um die blanke Bandseite als funktionelle Oberfläche zu erhalten. Nach der Maßgabe, den Abfallanteil zu minimieren, werden je nach Bandbreite und Dicke die Randabschnitte ausgewählt, die gegebenenfalls miteinander verbunden und beim Vereinzeln abgetrennt werden. Im Regelfall werden, wenn überhaupt nötig, nur wenige Prozente der gesamten Bandoberfläche an beiden Bandseiten als Randabschnitt dienen. Die Bandbreite kann im Bereich von 10 bis 800 mm und die Banddicke im Bereich von 0,06 bis 1,5 mm liegen. Die Rauhigkeit kann für Rz im Bereich von 0,1 bis 5 μm liegen oder eine so genannte mill-finished Struktur aufweisen. Auch lasertexturierte oder gestrahlte Oberflächen kommen in Betracht.When Material for a tin coating may be a band of copper or a copper alloy, Iron alloy or nickel alloy can be used. Also tin bronzes, Copper-tin-zinc alloys or copper-nickel alloys are coming into consideration. The tape is rolled to its final thickness and, if so required, the final state adjusted by a temperature treatment. The blank strip of predetermined width may previously have a surface protection treatment be subjected to obtain the bare band side as a functional surface. According to the instructions, Minimizing the amount of waste will depend on the bandwidth and thickness the edge sections selected, optionally joined together and separated during separation. As a rule, if at all necessary, only a few percent of the total strip surface on both sides of the strip Serve edge section. The bandwidth can range from 10 to 800 mm and the strip thickness in the range of 0.06 to 1.5 mm. The Roughness can for Rz in the range of 0.1 to 5 microns lie or have a so-called mill-finished structure. Also laser-textured or blasted surfaces are considered.

Das Feuerverzinnen erfolgt, indem die zweilagige Struktur aus Bandmaterial beispielsweise durch einen Sn-Trog oder Sn-Legierungstrog geführt wird. Durch die Reaktion des flüssigen Zinns mit der Bandoberfläche erfolgt die Ausbildung von intermetallischen Phasen, die eine sehr gute Haftung des Zinns auf der Bandoberfläche gewährleisten und darüber hinaus zu einem Härtungseffekt beitragen. Die Dicke der Zinnbeschichtung kann 0,5 bis 20 μm betragen.The Hot tinning is done by the two-ply structure of strip material For example, by a Sn trough or Sn alloy trough is performed. Through the reaction of the liquid Tin with the tape surface takes place the formation of intermetallic phases, which is a very ensure good adhesion of the tin on the strip surface and beyond to a hardening effect contribute. The thickness of the tin coating may be 0.5 to 20 μm.

Der besondere Vorteil besteht darin, dass in einem Verfahrensablauf mit vergleichsweise geringem Aufwand gleich zwei einseitige Oberflächenbeschichtungen an Metallbändern durchgeführt werden können, wodurch eine entsprechend kostengünstige Lösung zur Verfügung steht. Insbesondere werden die Randbereiche der Bänder nicht verändert, so dass üblicherweise randseitig kein oder nur wenig Abfallmaterial anfällt. Zudem sind bei der zweilagigen Struktur die Metallbänder an den Randabschnitten duktil oder sogar verschiebbar miteinander verbunden, so dass im Verfahrensverlauf die zweilagige Struktur auch an Biegestellen mit engem Radius problemlos durchläuft.Of the particular advantage is that in a procedure with comparatively little effort equal to two single-sided surface coatings on metal bands carried out can be whereby a correspondingly cost-effective solution is available. In particular, the edge regions of the bands are not changed, so that usually marginally no or little waste material is obtained. moreover In the case of the two-layered structure, the metal strips on the edge sections are ductile or even slidably connected together, so in the process The two-ply structure can be used on tight bends without any problems passes.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung der Randabschnitte durch Kleben, Lackieren, mechanisches Fügen oder Löten hergestellt werden, um das Eindringen von flüssigen Medien zu verhindern. In diesem Zusammenhang wird als Kleben auch ein Umkleben der Randabschnitte mit einer Kunststofffolie mit umfasst.In Preferred embodiment of the invention, the compound of Edge sections by gluing, painting, mechanical joining or Soldering made be to the ingress of liquid media to prevent. In this context, as bonding also a re-bonding the edge portions with a plastic film comprises.

Beim mechanischen Fügen sind die Bänder aufeinander liegend und werden an den Fügestellen durch Rollen- oder Walzenpaare aneinander gedrückt und damit an den Bandkanten dicht gefügt. Der Grad der Überdeckung der Andrückelemente, wie beispielsweise Rollen oder Walzen, relativ zur Fügestelle, wird im Bandkantenbereich durch die verfahrensabhängige Nahtanordnung, also der Nahtart und Fugenform, bestimmt.At the mechanical joining are the bands on top of each other lying down and get through at the joints Roller or roller pairs pressed together and thus at the strip edges tightly joined. Of the Degree of overlap the pressing elements, such as For example, rollers or rollers, relative to the joint, is in the band edge area by the procedural Suture arrangement, so the type of seam and joint shape determined.

Das einzusetzende Fügeverfahren ist abhängig von der Fügegeschwindigkeit und der Banddicke. Der große Vorteil des Rollfügens ist seine Unabhängigkeit von der Prozessgeschwindigkeit einzelner Anlagenkomponenten durch das Fehlen von thermischen Energiequellen. Die Anforderung an die Dichtnähte führen zu einer weiteren Bewertung der Fügeverfahren.The joining method to be used depends on the joining speed and the strip thickness. The big advantage of roll joining is its independence from the process speed of individual plant components due to the lack of thermi energy sources. The requirement for the sealing seams lead to a further evaluation of the joining methods.

Aus der Anlagenkonzeption ablesbar müssen die Dichtnähte bis zur Umlenkrolle nach der Kühlung einige Biegewechsel schadlos überstehen. Dabei müssen die Fügeverbindungen vom Radius der Biegerollen abhängige Dehnungen über einen Biegewinkel von ca. 180° und Stauchungen über einen Biegewinkel von ca. 270° aufnehmen können. Gleiche Radien aller Umlenkrollen vorausgesetzt, heben sich die Gesamtbeträge der Biegewinkel mit 315° Dehnungen und 315° Stauchungen beim Heraustrennen der Fügeverbindungen an der Trennvorrichtung auf.Out the system concept must be readable the sealing seams to the pulley after cooling survive some bending cycles without damage. It must the joints dependent on the radius of the bending rollers Strains over a bending angle of about 180 ° and Upsets over take a bending angle of about 270 ° can. The same radii of all pulleys presupposed, the stand out totals the bending angle with 315 ° strains and 315 ° compressions when separating the joints on the separator on.

Alternativ kann vorteilhafterweise auf die Randabschnitte der zweilagigen Struktur eine Substanz mit hoher Oberflächenspannung aufgebracht werden. Als Substanz mit hoher Oberflächenspannung eignet sich Lack, insbesondere Lötstopplack, Klebstoff oder Kunststofffolie. Die genannten Materialien sind dabei ausreichend hitzebeständig und mit einfachen Mitteln wieder entfernbar. Hierdurch wird ein Eindringen des schmelzflüssigen Beschichtungsmaterials zwischen die Bandlagen unterbunden.alternative can advantageously on the edge portions of the two-ply structure a substance with high surface tension be applied. As substance with high surface tension Paint, in particular solder mask, adhesive is suitable or plastic film. The materials mentioned are sufficient heat-resistant and with simple means removable again. This will be a Penetration of the molten one Coating material between the tape layers prevented.

In bevorzugter Ausführungsform kann vor dem Aufbringen der metallischen Schicht die Oberfläche der zweilagigen Struktur gereinigt werden. Hierdurch wird die Bandoberfläche zur Beschichtung vorbereitet. Dies kann durch mechanische Verfahren, wie beispielsweise Bürsten, oder auch durch Spülen oder einer Kombination erfolgen. Auch können hierzu Plasmabehandlungsmethoden oder eine Reinigung mittels abrasiven Mitteln in Betracht kommen.In preferred embodiment can be before the application of the metallic layer, the surface of be cleaned two-layered structure. As a result, the tape surface for Coating prepared. This can be done by mechanical methods, such as for example, brushes, or by rinsing or a combination. Also, this can plasma treatment methods or cleaning by abrasive means.

Vorteilhafterweise kann vor dem Aufbringen der metallischen Schicht die Oberfläche der zweilagigen Struktur mit Flussmittel beaufschlagt werden. Die in Frage kommenden Flussmittel sollten aus den Klassen FSW-11 bis FSW-34 sein.advantageously, can be before the application of the metallic layer, the surface of two-layered structure are subjected to flux. In the Incoming flux should come from classes FSW-11 to FSW-34 be.

Um eine entnetzungsfreie Oberfläche auf den Bändern zu erreichen, kann das doppellagige Band vor dem Eintauchen in das Beschichtungsbad mittels Heißluft oder IR unter Schutzgas vorgeheizt werden. Damit wird ein konstanter Wärmehaushalt im Sn-Trog des Beschichtungsbades über die Lauflänge des Coils gewährleistet. Der Wärmehaushalt wird so geregelt, dass der Temperaturverlust des Metallbades während des Verzinnungsvorgangs weniger als 10°C beträgt.Around a dew-free surface on the tapes To achieve this, the double-ply tape can be used before dipping into the Coating bath by means of hot air or preheated under inert gas. This will be a constant Heat balance in the Sn trough of coating bath over the run length of the coil guaranteed. The heat balance is regulated so that the temperature loss of the metal bath during the Tinning process is less than 10 ° C.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung können zum Vereinzeln der zweilagigen Struktur die Randbereiche abgetrennt werden. Dies dient beispielsweise bei einer miteinander verbundenen zweilagigen Struktur zum Entfernen der Fügebereiche oder Lötzonen. Bei nicht verbundenen zweilagigen Strukturen kann gegebenenfalls im Randbereich in die gemeinsame Berührungsfläche der einzelnen Bänder eingedrungenes Beschichtungsmaterial entfernt werden. Der Besäumungsabfall der Randbereiche beträgt ungefähr 0,2 bis 10 mm, bevorzugt 0,2 bis 6 mm.In Preferred embodiment of the invention can be used to singulate the two-ply Structure the edge areas are separated. This is for example in an interconnected two-layer structure for removal the joining areas or Soldering zones. In unconnected two-ply structures may optionally in the edge area in the common contact surface of the individual tapes penetrated Coating material are removed. The edging waste of the border areas is approximately 0.2 to 10 mm, preferably 0.2 to 6 mm.

Vorteilhafterweise kann die aufeinander angeordnete, zweilagige Struktur längs verlaufende Kerben aufweisen, wodurch außenseitig Randabschnitte ausgebildet werden, die zum Vereinzeln der zweilagigen Struktur mit geringem Kraftaufwand abreißbar sind. Hierzu kann eine beidseitige Kerbung der einzelnen Bänder so ausgeführt werden, dass beim Aufeinanderlegen der Bänder zur zweilagigen Struktur die jeweiligen Kerben direkt aufeinander angeordnet sind. Beispielsweise sind derartige Bänder aus duktilem Material mit Sollbruchstellen in der DE 101 63 038 B4 ausführlich beschrieben. Die Kerbstrukturen können so ausgebildet werden, dass die Randabschnitte ohne weitere Hilfsmittel, wie beispielsweise Schneidevorrichtungen, abgezogen werden können. Bei größeren Banddicken kann jedoch auch eine geeignete Trenneinrichtung zur Entfernung der Randabschnitte zum Einsatz kommen.Advantageously, the mutually arranged, two-layer structure having longitudinal notches, whereby on the outside edge portions are formed which are tearable for separating the two-layer structure with little effort. For this purpose, a two-sided notch of the individual bands can be carried out so that the juxtaposition of the bands to the two-layer structure, the respective notches are arranged directly on top of each other. For example, such bands of ductile material with predetermined breaking points in the DE 101 63 038 B4 described in detail. The notch structures can be formed so that the edge portions can be removed without further aids, such as cutting devices. For larger strip thicknesses, however, a suitable separating device can be used to remove the edge sections.

Alternativ können zum Vereinzeln der zweilagigen Struktur die Randbereiche abgeschnitten werden. Dies kann mit der Rollschnitt-Technik oder mit einem bereits aus dem Stand der Technik bekannten geeigneten Verfahren durchgeführt werden.alternative can to separate the two-ply structure cut off the edge areas become. This can be done with the roll cut technique or with one already be carried out from the prior art known suitable methods.

Vorteilhafterweise kann vor dem Aufbringen der metallischen Schicht im Beschichtungsbad die zweilagige Struktur vorgeheizt werden.advantageously, may be prior to applying the metallic layer in the coating bath the two-layered structure is preheated.

Auf den Metallbändern kann als Beschichtung vorteilhafterweise Reinzinn, eine Zinnlegierung oder eine Zinnlegierung mit intermetallischer Phase aufgebracht werden. Denkbar sind auch Zinnlegierungen, deren intermetallische Phase erst nach einer Reflowbehandlung wunschgemäß ausgebildet wird.On the metal bands can as a coating advantageously pure tin, a tin alloy or a tin alloy with intermetallic phase are applied. Also conceivable are tin alloys whose intermetallic phase only after a reflow treatment is designed as desired.

Vorteilhafterweise kann die Beschichtung aus Reinzinn mit weniger als 0,01% Pb oder 3 bis 48% In, Bi und/oder 0,3 bis 12% Ag und/oder 0,2 bis 10% Sb, Bi und/oder 0,1 bis 3% Cu und/oder 0,1 bis 2% Ni und/oder 0,01 bis 0,1% Co bestehen.advantageously, can be made of pure tin with less than 0.01% Pb or 3 to 48% In, Bi and / or 0.3 to 12% Ag and / or 0.2 to 10% Sb, Bi and / or 0.1 to 3% Cu and / or 0.1 to 2% Ni and / or 0.01 to 0.1% Co exist.

Die erfindungsgemäßen einseitig beschichteten Metallbänder finden bevorzugt Verwendung für elektrische oder elektronische Bauteile, elektrische Kontakte, Steckverbinder, Anschlüsse, Relaisfedern, elektromechanische Bauelemente, Heatsinks, Heatspreader, Leuchtdioden, Bauelemente für Leistungselektronikträger oder innenbeschichtete Rohre oder Buchsen.The according to the invention one-sided coated metal bands find preferred use for electrical or electronic components, electrical contacts, connectors, Connections, Relay springs, electromechanical components, heatsinks, heatspreader, Light-emitting diodes, components for Power electronics carrier or internally coated pipes or bushings.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung schließt bezüglich einer Fertigungslinie zum einseitigen Beschichten von Metallbändern eine Abfolge folgender Prozesseinheiten ein:

• a) eine Abspulvorrichtung zur Ausbildung einer aufeinander angeordneten, zweilagigen Struktur aus Metallbändern,
• b) eine Vorrichtung zum Verbinden der zweilagigen Struktur in Form einer Klebe-, mechanische Füge-, Lötvorrichtung oder eine Auftragsvorrichtung für Lack, für Klebstoff oder für Kunststofffolie,
• c) wahlweise eine Reinigungsvorrichtung, wahlweise mit Trockenvorrichtung, um die zweilagige Struktur einer Außenreinigung zu unterziehen,
• d) wahlweise eine Auftragsvorrichtung für Flussmittel,
• e) wahlweise eine Heizvorrichtung zum Vorwärmen der zweilagigen Struktur,
• f) ein Beschichtungsbad zum Aufbringen einer metallischen Schicht auf die zweilagige Struktur,
• g) wahlweise eine Vorrichtung zum Einstellen der Schichtdicke durch Abblasen mit Luftdüsen,
• h) eine Trennvorrichtung zur Vereinzelung der zweilagigen Struktur in zwei einseitig beschichtete Metallbänder,
• i) eine Aufspulvorrichtung der einseitig beschichteten Bänder.

Another aspect of the invention with respect to a production line for unilateral loading Laying metal strips in a sequence of the following process units:

• a) an unwinding device for forming a stacked, two-layered structure of metal strips,
• b) a device for connecting the two-layer structure in the form of an adhesive, mechanical joining, soldering device or an application device for paint, for adhesive or for plastic film,
• c) optionally a cleaning device, optionally with a drying device, in order to subject the two-layer structure to an external cleaning,
• d) optionally an applicator for flux,
• e) optionally a heating device for preheating the two-ply structure,
• f) a coating bath for applying a metallic layer to the two-layered structure,
• g) optionally a device for adjusting the layer thickness by blowing with air nozzles,
• h) a separating device for separating the two-layer structure into two metal strips coated on one side,
• i) a winding device of the unilaterally coated bands.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass einige Prozesseinheiten lediglich wahlweise in die Fertigungslinie eingebunden werden. Je nach Oberflächengüte der verwendeten Metallbänder kann beispielsweise die Reinigungsvorrichtung entbehrlich sein. Jedenfalls ist unter dem Begriff Fertigungslinie auch eine Aufeinanderfolge von Prozesseinheiten zu verstehen, die nicht unbedingt räumlich unmittelbar aufeinander folgen müssen. Zweckmäßigerweise können beispielsweise auch Vorrichtungen zum Verbinden der Randabschnitte, Reinigungsvorrichtungen oder Auftragsvorrichtungen für Flussmittel räumlich vom Beschichtungsbad getrennt sein, wodurch auch ein dazwischen geschalteter Transport der Metallbänder, gegebenenfalls als Coll, erforderlich sein kann. Die Fertigungslinie umfasst also in erster Linie, unabhängig von der räumlichen Anordnung, die technologische Abfolge der einzelnen Prozesseinheiten.The Invention is based on the consideration, that some process units are only optional on the production line be involved. Depending on the surface quality of the metal strips used For example, be dispensed with the cleaning device. In any case is also a succession under the term production line to understand process units that are not necessarily spatially immediate must follow each other. Conveniently, can for example, devices for connecting the edge sections, Cleaning devices or applicators for flux spatially from Separate coating bath, whereby also an intermediary switched Transport of metal bands, possibly as Coll, may be required. The production line So, in the first place, regardless of the spatial Arrangement, the technological sequence of the individual process units.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings.

Darin zeigen schematisch:In this show schematically:

1 eine Fertigungslinie zum Herstellen von einseitigen Beschichtungen von Metallbändern, und 1 a production line for producing one-sided coatings of metal strips, and

2 eine Teilansicht einer Fügevorrichtung zum Verbinden der zweilagigen Struktur. 2 a partial view of a joining device for connecting the two-layer structure.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt die Prozesseinheiten einer Fertigungslinie 1 zum Herstellen von einseitigen Beschichtungen auf Metallbändern 2. Die Fertigungslinie setzt sich aus den apparativen Ausstattungen zusammen, die zur Durchführung des Herstellungsverfahrens zur Beschichtung benötigt werden. Bei der Fertigungslinie handelt es sich um eine funktionale Einheit, die die eingangs beschriebenen Nachteile überwinden soll. 1 shows the process units of a production line 1 for producing one-sided coatings on metal strips 2 , The production line is composed of the equipment required for carrying out the coating production process. In the production line is a functional unit that should overcome the disadvantages described above.

Das Metallband 2 wird von zwei Spulen mittels einer Abspulvorrichtung 6 abgewickelt. Dabei dienen Umlenkrollen 17 zur Führung. Das Metallband 2 wird zur Ausbildung einer vollflächig aufeinander angeordneten, zweilagigen Struktur 3 zusammengeführt. Ein Band, beispielsweise aus Cu oder einer Cu-Legierung, das auf Enddicke gewalzt und der Endzustand durch eine Temperaturbehandlung eingestellt wurde, liegt üblicherweise in den Breiten von 10–800 mm, bevorzugt 20–300 mm und den Banddicken 0,06–1,5 mm, typischerweise 0,08 bis 0,4 mm und 0,64 bis 1,2 mm vor.The metal band 2 is from two coils by means of a take-off device 6 settled. It serve pulleys 17 to the leadership. The metal band 2 is used to form a full-surface, two-layered structure 3 merged. A band, for example made of Cu or a Cu alloy, which has been rolled to final thickness and the final state has been adjusted by a temperature treatment, is usually in the widths of 10-800 mm, preferably 20-300 mm and the band thicknesses 0.06-1, 5 mm, typically 0.08 to 0.4 mm and 0.64 to 1.2 mm.

Mit einer Lötvorrichtung 7 wird die zweilagige Struktur 3 am Rand miteinander verbunden, so dass keine metallische Schmelze des mit Zinn befüllten Beschichtungsbades 11 zwischen das Metallband 2 gelangen kann.With a soldering device 7 becomes the two-layered structure 3 bonded together at the edge, so that no metallic melt of the coating bath filled with tin 11 between the metal band 2 can get.

Bei möglichen Rückständen auf der Oberfläche der zweilagigen Struktur 3 wird mit der Reinigungsvorrichtung 8, der bei Verwendung von Reinigungsflüssigkeiten eine Trockenvorrichtung 9 nachfolgt, eine Außenreinigung durchgeführt. Zur besseren Benetzung der Oberfläche durch die metallische Schicht wird mittels der Auftragsvorrichtung 10 Flussmittel aufgebracht. Eine Oberflächenschutzbehandlung des blanken Bandes erfolgt beispielsweise mit Benzotriazolen (BTA), Imidazolen (II), Benzimidazolen (BI), Tolyltriazolen (TTA), Mercaptobenzothiazolen (MBT) oder Hexadecanthiolen und ist als Anlaufschutz ratsam, um die blanke Bandseite als funktionelle Oberfläche zu erhalten. Der erreichte Oberflächenschutz ist von den Einwirkbedingungen und den Konzentrationen abhängig.For possible residues on the surface of the two-layer structure 3 is with the cleaning device 8th , which is a drying device when using cleaning fluids 9 follows, an external cleaning carried out. For better wetting of the surface by the metallic layer is by means of the applicator 10 Flux applied. A surface treatment of the bare tape is carried out, for example, with benzotriazoles (BTA), imidazoles (II), benzimidazoles (BI), tolyltriazoles (TTA), mercaptobenzothiazoles (MBT) or hexadecanethiols and is advisable as a tarnish protection to obtain the bare band side as a functional surface. The surface protection achieved depends on the exposure conditions and the concentrations.

In einem darauf folgenden Prozessschritt wird die verbundene zweilagige Struktur 3 durch ein Beschichtungsbad 11 geführt und dabei eine metallische Schicht, bevorzugt eine Beschichtung aus Reinzinn, eine Zinnlegierung oder eine Zinnlegierung mit intermetallischer Phase, aufgebracht. Bevorzugt wird mit dem Herstellungsverfahren ein einseitig verzinntes Cu-Band oder Cu-Legierungsband mit einer Zinnschicht aus Reinzinn oder einer Zinnlegierung mit einer Schichtdicke im Bereich 0,5 μm–20 μm produziert.In a subsequent process step, the connected two-layered structure 3 through a coating bath 11 guided while a metallic layer, preferably a coating of pure tin, a tin alloy or a tin alloy with intermetallic phase applied. The production method preferably produces a unilaterally tin-plated Cu band or Cu alloy band with a tin layer of pure tin or a tin alloy with a layer thickness in the range 0.5 μm-20 μm.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die verzinnte Bandoberfläche, wie auch die blanke Bandoberfläche, als funktionelle Oberflächen ausgebildet werden. Die Rauhigkeit wird dazu im Bereich Rz = 0,1–5 μm eingestellt. Die blanke Oberfläche sollte im Anschluss an den Verzinnungsprozess keine Verfärbung zeigen.Particularly good results are achieved when the tinned strip surface, as well as the bare strip surface, be formed as functional surfaces. The roughness is set in the range Rz = 0.1-5 microns. The bare surface should show no discoloration following the tinning process.

Die aus dem Beschichtungsbad herauslaufende zweilagige Struktur mit metallischer Schicht 4 wird durch eine Vorrichtung zur Schichtdickeneinstellung 12 mittels Luftdüsen geführt und nachfolgend in einer Kühlvorrichtung 13 abgekühlt. Zur Prozesskontrolle wird die Schichtdicke nach dem Herausfahren des Bandes aus dem Zinntrog in einer Vorrichtung zur Schichtdickenmessung 14 erfasst, über welche die Schichtdickeneinstellung geregelt wird.The running out of the coating bath two-layered structure with a metallic layer 4 is achieved by a device for layer thickness adjustment 12 guided by air nozzles and subsequently in a cooling device 13 cooled. For process control, the layer thickness after moving out of the tape from the tin trough in a device for coating thickness measurement 14 detected, via which the layer thickness adjustment is regulated.

In der Schneidvorrichtung 15 wird die zweilagige Struktur 3 in zwei einseitig beschichtete Metallbänder 5 vereinzelt. In dieser Vorrichtung wird ein gewisser Randstreifen auf beiden Bandseiten in Linie besäumt. Der Besäumabfall beträgt 0,2–10 mm, bevorzugt 0,2–6 mm.In the cutting device 15 becomes the two-layered structure 3 in two single-sided coated metal bands 5 sporadically. In this device, a certain edge strip is trimmed in line on both sides of the strip. The trimming waste is 0.2-10 mm, preferably 0.2-6 mm.

Die einseitig beschichteten Bänder 5 können dann getrennt werden und in einer Aufspulvorrichtung 16 aufgewickelt werden.The unilaterally coated bands 5 can then be separated and in a winding device 16 be wound up.

2 zeigt eine Teilansicht einer Fügevorrichtung 18 zum Verbinden der zweilagigen Struktur 3. Als mechanische Fügeverfahren kommen entweder reine Punktfügeverfahren oder in erster Linie Rollfügeverfahren in Betracht. Letztere erzeugen eine linienförmige Verbindung im Randbereich über die gesamte Bandlänge. Je nach Verfahren werden Fügestempel oder Fügerollen 19 eingesetzt. 2 shows a partial view of a joining device 18 for joining the two-layer structure 3 , As mechanical joining methods either pure point joining or primarily roll joining methods are considered. The latter create a linear connection in the edge region over the entire length of the tape. Depending on the procedure, joining dies or joining rolls are used 19 used.

11

Fertigungslinieproduction line

22

Metallbandmetal band

33

zweilagige Struktur aus Bandmaterialtwo-ply Structure made of band material

44

zweilagige Struktur mit metallischer Schichttwo-ply Structure with metallic layer

55

einseitig beschichtetes Metallbandone-sided coated metal band

66

Abspulvorrichtungunwinding

77

Lötvorrichtungensoldering

88th

Reinigungsvorrichtungcleaning device

99

Trockenvorrichtungdryer

1010

Auftragsvorrichtung für Flussmittelapplicator for flux

1111

Beschichtungsbad, Zinnbadplating, tin bath

1212

Vorrichtung zur Schichtdickeneinstellungcontraption for layer thickness adjustment

1313

Kühlvorrichtungcooler

1414

Vorrichtung zur Schichtdickenmessungcontraption for coating thickness measurement

1515

Schneidvorrichtungcutter

1616

Aufspulvorrichtungspooling

1717

Umlenkrollenguide rollers

1818

Fügevorrichtungjoining device

1919

Fügestempel oder -rollenjoining punch or rolls

Claims (9)

Verfahren zum einseitigen Beschichten von Metallbändern mit einem schmelzflüssigen Metall, dadurch gekennzeichnet, – dass aus zwei Metallbändern (2) eine aufeinander angeordnete, zweilagige Struktur (3) gebildet wird, – die aufeinander angeordnete, zweilagige Struktur (3) längs verlaufende Kerben aufweist, wodurch außenseitig Randabschnitte ausgebildet werden, die zum Vereinzeln der zweilagigen Struktur abreißbar sind, und die Randabschnitte der zweilagigen Struktur (3) miteinander verbunden werden, – dass auf die zweilagige Struktur (3) in einem Beschichtungsbad (11) eine metallische Schicht aufgebracht wird, – dass durch Vereinzeln der zweilagigen Struktur (3) zwei einseitig beschichtete Metallbänder (5) hergestellt werden, wobei die Randbereiche abgetrennt werden.Method for one-sided coating of metal strips with a molten metal, characterized in that - consisting of two metal strips ( 2 ) a two-layered structure ( 3 ), - the two-layered structure ( 3 ) has longitudinal notches, whereby on the outside edge portions are formed, which are tear-off for separating the two-ply structure, and the edge portions of the two-ply structure ( 3 ), that the two-layer structure ( 3 ) in a coating bath ( 11 ) a metallic layer is applied, - that by separating the two-layered structure ( 3 ) two metal strips coated on one side ( 5 ) are produced, wherein the edge regions are separated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Randabschnitte durch Kleben, Lackieren, mechanisches Fügen oder Löten hergestellt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the connection of the edge sections by gluing, painting, mechanical joining or soldering will be produced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Randabschnitte der zweilagigen Struktur (3) eine Substanz mit hoher Oberflächenspannung, insbesondere Lötstopplack, oder Kunststofffolie aufgebracht wird.A method according to claim 1, characterized in that on the edge portions of the two-layered structure ( 3 ) a substance with high surface tension, in particular solder resist, or plastic film is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der metallischen Schicht die Oberfläche der zweilagigen Struktur (3) gereinigt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that prior to the application of the metallic layer, the surface of the two-layered structure ( 3 ) is cleaned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der metallischen Schicht die Oberfläche der zweilagigen Struktur mit Flussmittel beaufschlagt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that before the application of the metallic layer, the surface of the two-layer structure is acted upon with flux. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der metallischen Schicht im Beschichtungsbad (11) die zweilagige Struktur (3) vorgeheizt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that prior to the application of the metallic layer in the coating bath ( 11 ) the two-layered structure ( 3 ) is preheated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung Reinzinn, eine Zinnlegierung oder eine Zinnlegierung mit intermetallischer Phase aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that as coating pure tin, a tin alloy or a tin alloy with intermetallic phase is applied. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Reinzinn mit weniger als 0,01% Pb oder 3 bis 48% In, Bi und/oder 0,3 bis 12% Ag und/oder 0,2 bis 10% Sb, Bi und/oder 0,1 bis 3% Cu und/oder 0,1 bis 2% Ni und/oder 0,01 bis 0,1% Co besteht.Method according to claim 7, characterized in that that the coating of pure tin with less than 0.01% Pb or 3 to 48% In, Bi and / or 0.3 to 12% Ag and / or 0.2 to 10% Sb, Bi and / or 0.1 to 3% Cu and / or 0.1 to 2% Ni and / or 0.01 to 0.1% Co. Verwendung der durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellten einseitig beschichteten Metallbänder (5) für elektrische oder elektronische Bauteile, elektrische Kontakte, Steckverbinder, Anschlüsse, Relaisfedern, elektromechanische Bauelemente, Heatsinks, Heatspreader, Leuchtdioden, Bauelemente für Leistungselektronikträger oder innenbeschichtete Rohre oder Buchsen.Use of the unilaterally coated metal strips produced by the process according to one of Claims 1 to 8 ( 5 ) for electrical or electronic components, electrical contacts, connectors, connectors, relay springs, electromechanical components, heatsinks, heatspreaders, light emitting diodes, components for power electronics carriers or internally coated tubes or sockets.