DE2058678C3

DE2058678C3 - Verfahren zum Überziehen von Metallteilen aus Kupfer oder Kupferlegierungen mit einer Zinn-Blei-Legierung

Info

Publication number: DE2058678C3
Application number: DE19702058678
Authority: DE
Inventors: Friedrich 5872 Deilinghofen Heck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-11-28
Filing date: 1970-11-28
Publication date: 1975-04-10
Also published as: GB1364302A; DE2058678B2; DE2058678A1

Description

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Die besondere Sperrwirkung durch das Verbleien, diese dann cochmal bewegt und bis zur Legierungsinsbesondere von Messingwarenteilen, zeigt sich temperatur aufheizt und anschließend abschreckt,
darin, daß die bekannten Verunreinigungsreaktionen, Messingoberflächen lassen sich sehr günstig durch wie sie zwischen dem Grundmetall und dem flüssigen bleireiche Legierungen vorverbleien und dann anZinn-Blei-Film ablaufen, wie beispielsweise das ver- 5 schließend in einer oder zwei Hitzen nachverzinnen, hältnismäßig schnelle »Grauwerden« der Lotmetall- So lassen sich beispielsweise Metallwaren wie folgt schicht, wenn diese länger als notwendig beim Trom- mit einer Sn/Pb-(60/40)-AuQage versehen: Angemelverzinnen in der flüssigen Schmelze gehalten wer- nommen, die zu verzinnende Ware erfordere für eine den, weder bei zu lang gehaltener Schmelzzeit noch ca. 8 μπι dicke Auflage 100 g 60/40 Sn/Pb, so ist es bei höherer Temperatur merkbar eintreten. Eventu- io unter Umständen vorteilhaft, das Blei (40 g Pb-PuI-elle Grundmetallreaktionen sind durch das vorange- ver) mit etwa 10 °/o Zinn (4,5 g Sn-Pulver) zu vermigangene Verbleien der Oberflächen so ausgezeichnet sehen, um den Schmelzpunkt und damit den Benetgesperrt, daß mau sogar die Warenteile bei der hier- zungsbeginn der bleireichen Pb-Sn-Legierung 90/10 für notwendigen Schmelztemperatur von mindestens bei niedrigeren Temperaturen wirksam werden zu 330° C verbleien und anschließend sofort »in einer 15 lassen. Zinnarme Bleilegierungen haben nämlich auf Hitze«, also ohne Zwischenerhitzung, verzinnen die erwähnte Diffusionssperre noch keinen entscheikann. dend ungünstigen Einfluß.

Die Temperatur ist in diesem Falle zwar für das Nach dem Verbleien mit der angegebenen Legie-

übliche Mischverzinnen von Messingteilen um ca. rung 90ΊΟ Pb/Sn wird dann entweder in einer Hitze

100⁰C zu hoch, unerwarteterweise treten aber so oder — wie erwähnt — in einer zweiten Hitze mit

nicht die gefürchteten Zinkdiffusionsfolgen, die das dem Rest des zur Verzinnung bestimmten Zinns

»Grauwerden« der Legierungsschichten bekanntlich (60 - 4,5 = 55,5 g Sn) verzinnt,

schon bei niedrigeren Temperaturen bewirken, bei · Überraschenderweise lassen sich im Wege des

diesem Verfahren ein. Trommelfeuerverzinnens auch verhältnismäßig

Nach der Erfindung lassen sich Warenteile sowohl 25 dünne Lotmetallauflagen nach diesem Verfahren »in einer Hitze« verbleien und anschließend verzin- herstellen, was in bezug auf einige wünschenswerte nen, wobei man die bewegten Warenteile in der Forderungen vorteilhaft ist. So haben beispielsweise Trommel gemeinsam mit dem Bleipulver wälzt und Sn-Pb-Auflagen von ca. 3 bis 4 um auf Messingoberdas Pulver vollständig aufschmilzt und erst dann flächen eine bessere Lötfähigkeit als gleichdicke AufZinn zugibt, welches sich sofort unter Legieruragsbil- 30 lagen aus der gleichen Legierung auf Nickelschichdung mit dem Blei auf der Warenoberfläche gleich- len.

mäßig verteilt und schnell ausbreitet, als auch »in Dünnere Auflagen aus Sn/Pb, die noch eine gute zwei Hitzen« auftragen, wobei zunächst das Ver- Lötfähigkeit aufweisen sollen, sind besonders gefragt bleien mit anschließendem Abkühlen der verbleiten bei sehr präzisen Bauteilen, insbesondere dann, wenn Ware auf Raumtemperatur oder mindestens unter- 35 besondere Passungen bei späterer Montage zu behalb der Legierungstemperatur (beispielsweise rücksichtigen sind. Andererseits haben dünnere Auf-183" C bei 60/40 Sn/Pb) und dann erst das Verzin- lagen noch den Vorteil, daß beim Feuerverzinnen nen der Ware erfolgt, indem man das Zinnpulver in flache, zum Kleben neigende Teile leichter voneinander dem Blei zugehörigen Menge zur Ware gibt und der getrennt gehalten werden können.

Claims

/j Verzinnungsbädern behandeln, wenn man eine gePatentansprüche: naue Beschichtung mit bestimmten Schichtdicken und bestimmten Legierungen erreichen will. Derar-

1. Verfahren zum Überziehen von Metallteilen tige Teile werden daher zweckmäßigerweise in aus Kupfer oder Kupferiegierungen mit einer 5 Trommeln behandelt. Bekannt ist ein Trommelfeuer-Zinn-Blei-Legierung in einer Trommel, gemäß verzinnungsverfahren, bei dem die Metal!*' -- aus dem das Lotmetallpulver, ein Flußmittel und die Kupfer oder Kupferlegierungen zusammen i- -inem Metallteile in der Trommel unter Erhitzung bis Lotmetallpulver aus einer Zinn-Blei-Legierung und auf den Schmelzpunkt des Lotmetallpulvers ge- einem Flußmittel in einer Trommel unter Erhitzung wälzt werden, dadurch geken η ze i ch- io bis auf den Schmelzpunkt des Lotmetallpulvers gene t, daß die Metallteile zunächst mit Blei oder wälzt werden. Bei einem solchen Verfahren lassen einer bleireichen Zinn-Blei-Legierung verbleit sich durch abgestimmte Zugabemengen des Lotmewerden und anschließend Zinn oder eine zinn- tallpu'.vers sehr genaue Schichtdicken auf den Mereiche Zinn-Blei-Legierung zur Bildung einer ein- tallteilen erreichen. Aber auch bei diesem Verfahren zigen Legierungsschicht zugesetzt wird, wobei die 15 besteht die Gefahr der Lösung von Grundmetall einzelnen Legierungsbestandteile in einer solchen durch das schmelzflüssige Zinn- bzw. Zinn-Blei.
Menge eingesetzt werden, daß sich eine vorherbe- Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, Mestimmte Legierung ergibt. tallteile aus Kupfer oder Kupferlegierungen mit einer

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Zinn-Blei-Legierung zu überziehen in einer vorherkennzeichnet, daß vorzugsweise eine 60/40- ao bestimmbaren Zusammensetzung dieser Legierung Zinn-Blei-Legierung gebildet wird. unter Einhaltung möglichst genauer Schichtdicken,

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- wobei die Verunreinigung des Lotmetalls durch kennzeichnet, daß die über den Schmelzpunkt des Grundmetal) vermieden wird. Die Metallteile sollen Bleies oder der bleireichen Blei-Zinn-Legierung dabei insbesondere für eine nachfolgende Lötbeerhitzten Metallteile nach dem Verbleien abge- 25 handiung vorbereitet werden.

kühlt und nach einer erneuten Erwärmung ver- Zur Lösung dieser Erfindungsaufgabe wird ein

zinnt werden. Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen,

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- welches dadurch gekennzeichnet ist, daß Metallteile kennzeichnet, daß die Metallteile nach der Ver- zunächst mit Blei oder einer bleireichen Zinn-Bleibleiung bis zum Schmelzpunkt der sich aus beiden 30 Legierung verbleit werden und anschließend Zinn Lotmetallen ergebenden Legierung abgekühlt oder eine zinnreiche Zinn-Blei-Legierung zur BiI-werden. dung einer einzigen Legierungsschicht zugesetzt wird,

wobei die einzelnen Legierungsbestandteile in einer

solchen Menge eingesetzt werden, daß sich eine vor-

35 herbestimmte Legierung ergibt. Zur Erreichung einer

besonders lötfähigen Schicht werden die einzelnen

Legicrungsbestandteile in einem solchen Verhältnis zugesetzt, daß während der Feuerverzinnung in der Trommel eine 60/40-Zinn-Blei-Legierung gebildet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überzie- 40 wird. Eine solche Legierung besitzt einen besonders hen von Metallteilen aus Kupfer oder Kupferlegie- niedrigen Schmelzpunkt, wodurch die Lötfähigkeit rungen mit einer Zinn-Blei-Legierung in einer Trom- der mit dieser Schicht überzogenen Metallteile erhöht mel, gemäß dem das Lotmetallpulver, ein Flußmittel wird.

Und die Metallteile in der Trommel unter Erhitzung Die Wahl des an sich bekannten Feuerverzin-

bis auf den Schmelzpunkt des Lotmetallpulvers ge- 45 nungsverfahrens in einer Trommel und der Zusatz wälzt werden. aufeinander abgestimmter Mengen des Lotmetallpul-

Zum Überziehen von Metallteilen aus Kupfer vers führen zu genau abstimmbaren Schichtdicken oder Kupferlegierung r.iit einer Zinn-Blei-Legierung und vorherbestimmbaren Legierungen dieser Schicheind sowohl Badverzinnungsverfahren als auch Ver- ten aut den Metallteilen. Es ist damit ein vorteilhaflahren bekannt, bei denen in einer Trommel die Me- 50 tes Verfahren zur Vorbereitung von Metallteilen aus tallteile in erhitztem Zustand in einem Gemisch aus Kupfer oder Kupferlegierungen zur nachfolgenden Lotmetallpulvern und Flußmittel gewälzt werden. Lötbehandlung gefunden worden, bei dem das einge-Bei Badverzinnungen besteht die Gefahr, daß sich setzte Lotmetallpulver nahezu verlustfrei auf die zu das Grundmetall der Ware teilweise in dem schmelz- behandelnden Teile aufgetragen wird in genau vorflüssigen Zinn bzw. Zinn-Blei löst und das Lotme- 55 herbestimmbaren Schichtdicken und geeigneten Zutallbad verunreinigt. Aus diesem Grunde ist bereits sammensetzungen der Legierungen dieser Schichten, ein Verfahren (französische Patentschrift 1 592 102) Es kann sich als vorteilhaft erweisen, die über den

vorgeschlagen worden, bei dem kupferhaltige Drähte Schmelzpunkt des Bleis oder der bleireichen Bleivor dem Verzinnen zur Sperrung mit einer Blei- Zinn-Legierung erhitzten Metallteile nach dem Verschicht oder einer bleireichen Legierung überzogen 60 bleien abzukühlen und nach einer erneuten Erwärwerden. Bei diesem Verfahren werden Kupferdrähte mung zu verzinnen.

mit einer Schichtdicke von mehr als 3 μίτι für eine Das Feuerverzinnen von vorher feuerverbleiten

nachfolgende Lötbehandlung vorbereitet. Bei einer Warenteilen erbringt immer ausgezeichnet glänzende solchen zweistufigen Badbehandlung ist jedoch eine und sehr gut lötfähige Lotmetallüberzüge, wie sie genau vorherbestimmte Zusammensetzung des Über- 65 sonst nicht durch das direkte Aufschmelzen von Lezugs nicht möglich, außerdem lassen sich auch die gierungsschichten auf Oberflächen von kupferhalti-Schichtdicken nicht genau einhalten. · gen Warenteilen ohne Zwischenschichten möglich

Kleine Metallteile lassen sich im übrigen nicht in sind.