-
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
-
von Kondensatorenfolien aus Zinn-, Antimon- und Bleilegierungen und
eine hiernach hergestellte Kondensatorenfolie.
-
Die Herstellung von Kondensatorenfolien erfolgt aus Reinzinn mit
Antimon, in aller Regel 2 % bis 2,5 % Antimon, Zinn Rest, oder aus 60 % Zinn, 0,8
% Antimon, Blei Rest oder 50 % Zinn, 0,8 % Antimon, Rest Blei. Allen diesen Zinn-,
Antimon- und Bleilegierungen ist gemeinsam, daß sie ein ausgesprochen stetiges Rekristallisierungsverhalten
zeigen.
-
Eine Dehnungsmessung an Kondensatorenfolien mit einer Belastung von
1 kp pro mm2 ergibt Meßkurven, die nach dem Gesetz ablaufen: D = a x t . b. In logarithmischer
Darstellung ergeben sich dann Geraden mit der Neigung 'b', bzw. mit der Neigung
'-b', und die Form heißt dann: log D =log a-b x log t. (D = Dehnung, b -= Neigung
der Geraden in der logarithmischen Darstellung, log a = Achsenabschnitt auf der
Ordinate). Die Dehnungsmessungen ergeben dann für die Ordinatenabschnitte a5 bei
einer Folie aus 97,5 % Zinn und 2,5 % Antimon, Werte zwischen 35 und 21, während
die Werte für b zwischen 0,5 und 0,8 liegen. Bei einer Folie mit 50 % Zinn, Rest
Blei, erhält man für die Werte a die Größenordnung zwischen 400 und 500 und für
b Werte zwischen 0,56 und 0,70. Dagegen für eine Folie mit 60 % Zinn, einen
Ordinatenabsohnitt
von 880 - 1000, bei einem Wert von b von 0,73.
-
Die Variationen in a und b hängen von dem Verformungsgrad der Folie
ab. Beginn der Messung ist immer der Zeitpunkt der letzten Verformung. Werden die
verschiedenen Werte der Anfangsdehnung bei den verschiedenen Legierungen betrachtet,
so fällt auf, daß die Anfangsdehnung über ein Maximum läuft, welches in der Nähe
des Eutektikums liegt und dort etwa Werte zwischen 880 und 1000 annirnmt und auf
ein Minimum abfällt bei Heinzinn bzw. bei einer Zinnlegierung mit 97,5 % Zinn und
2,5 % Antimon, und zwischendurch über den Wert von 500 läuft, bei einer 50er Legierung
und bei einer Legierung mit 80 % Zinn und 2 % Antimon etwa einen Wert von 145 5
annimmt.
-
Das bedeutet, daß durch die Wahl der Legierung, eine sehr große Variationsbreite
zwischen 20 und 1000 in der Anfangsdehnung gegeben ist. Die Neigung der logarithmisch
dargestellten Kurven ist im wesentlichen parallel, so daß von einem vergleichbaren
Rekristallisationsverhalten bzw. Zeitstandverhalten ausgegangen werden kann.
-
Aus wirtschaftlichen Gründen wurde eine Reduzierung des Zinngehaltes
derartiger Legierungen für Kondensatorenrolien versucht und zwar durch Anreicherung
der Zinnlegierung mit einem höheren Anteil an Blei. Ziel war es, Legierungen mit
40 bzw. 30 % Zinn oder mit
einem noch darunter liegenden Gehalt
an Zinn und dafür mit einem höheren Anteil an Blei zu schaffen. Aufgrund der Zustandsdiagramme
der Blei-Zinn-Legierung werden jedoch Bereiche erreicht, in denen jedoch gießtechnisch
größte Schwierigkeiten eintreten und zwar aufgrund des teigigen Bereiches. Dies
ist auf folgendes zurückzuführen: Bei einer Legierung mit 61,9 % Zinn wird ein Eutektikum
erhalten, welches bei 18300 schmilzt und einheitlich erstarrt. Demgegenüber wird
bei einer Legierung mit 50 % Zinn ein Beginn des Erstarrens bei etwa 21500 erreicht,
so daß der teigige Bereich von 2150 bis 18300 reicht, also ein Temperaturintervall
von 320C.
-
Bei einer Zinnlegierung mit 40 % Zinn tritt die erste Erstarrung bei
etwa 2400C ein, so daß der teigige Bereich bei 570C liegt. Bei einem Zinngehalt
von 30 % tritt die erste Erstarrung bei 2600C ein, so daß hier der teigige Bereich
bereits 770C beträgt, während bei. einem 20 %-igen Zinngehalt der teigige Bereich
bereits bei 920C liegt.
-
Außerdem ändern sich das Dehnungsverhalten und die Zerreißfestigkeit
dieser Legierungen in einem derart starkem Maße, daß diese Legierungen zur Herstellung
von Kondensatorenfolien nicht mehr geeignet sind.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von einer
Legierungsfolie mit einem Zinngehalt zwischen 50 % und 60 %, 0,8 % Antimon und Rest
Blei, eine Kondensatorenfolie mit einem reduzierten Zinngehalt herzustellen, und
gleichzeitig ein bestimmtes Dehnungs-
verhalten vorzugeben.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung von
Kondensatorenfolien aus Zinn-, Antimon-und Bleilegierung vorgeschlagen, nach dem
auf jede Seite einer Legierungsfolie aus Zinn, Antimon und Blei, insbesondere aus
50 % Zinn, 0,8 % Antimon und Rest Blei eine ein- oder beidseitig zinnplattierte
Bleifolie aufgebracht und hierauf der Gesamtverbund in mehreren Stichen auf die
für Kondensatorenfolien erforderliche Stärke heruntergewalzt wird.
-
Desweiteren wird die Aufgabe durch eine Kondensatorenfolie gelöst,
die erfindungsgemäß aus einer Legierungsfolie aus Zinn, Antimon und Blei, insbesondere
aus 50 % Zinn, 0,8 % Antimon und Rest Blei besteht, die mit auf beiden Seiten aufgebrachten
ein- oder beidseitig zinnplattierten Bleifolien durch Walzdruck verschmelzend miteinander
verbunden ist.
-
Desweiteren betrifft die Erfindung die Verwendung einer dünn, insbesondere
auf 7 ji bis 9 > ausgewalzten, beidseitig mit ein- oder beidseitig zinnplattierten
Bleifolien durch Walzdruck verschmelzend miteinander verbundenen Legierungsfolie
aus Zinn, Antimon und Blei, insbesondere aus 50 % Zinn, 0,8 % Antimon und Rest Blei
als Kondensatorenfolie mit reduziertem Zinngehalt.
-
Uberraschend wurde aufgefunden, daß durch das beidseitige Auswalzen
von ein- oder beidseitig zinnplattierten Bleifolien auf eine Legierungsfolie aus
Zinn/Anti-
mon und Rest Blei sowohl eine Reduzierung des Zinngehaltes
erreicht wird als auch ein bestimmtes Dehnungsverhalten vorhersagbar gemacht werden
kann, durch die Wahl der in der Mitte befindlichen Legierungsfolie mit einem Gehalt
von z.B. zwischen 50 und 60 % Zinn. Während eine Folie mit 50 % Zinn zu einem Dehnungsverhalten
führt, das mit 5 % Anfangsdehnung beginnt, führt eine Folie mit 60 % Zinngehalt
in der Mitte, zu einem Dehnungsverhalten, das mit ca. 15 % Dehnung beginnt. Durch
die Verwendung von ein- oder beidseitig zinnplattierten Bleifolien ist es möglich,
den Zinngehalt, der aus Zinn, Antimon und Rest Blei bestehenden Legierungsfolie
wesentlich zu senken. Hinzu kommt, daß mit dem Verfahren Kondensatorenfolien mit
einem niedrigen Zinngehalt wirtschaftlich herstellbar sind. Die Kombination von
drei Folienbahnen, nämlich der Legierungsfolie mit beidseitig aufgebrachten zinnplattierten
Bleifolien, besitzt einstellbare Dehnungseigenschaften, wie diese für das Herstellen
von Wickelkondensatoren benötigt werden, ohne daß es einer zusätzlichen Behandlung
durch Wärme bedarf.
-
Während durch eine Temperaturbehandlung der herkömmlichen Kondensatorenfolien
deren Rekristallisierung beschleunigt werden kann, ist dies bei den erfindungsgemäß
hergestellten Kondensatorenfolien nicht mehr erforderlich. Der Zinngehalt des Gesamtverbundes
ist mit dem Verfahren auf rund 1/3 der in der Mitte des Gesamt verbundes angeordneten
Zinn-Legierungsfolie reduzierbar. Durch das Verfahren
werden die
Schwierigkeiten vermieden, die sich beim Gießprozeß niedrig-legierter Zinn-Blei-Legierungen
ergeben.
-
Durch die Zinnplattierungsauflage auf den Bleifolien werden die gleichen
OberflScheneigenschaften wie bei den sehr teuren Reinzinnfolien erreicht.
-
In der Zeichnung ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Kondensatorenfolie in einem vergrößerten senkrechten Schnitt dargestellt.
-
Die mit 10 bezeichnete Kondensatorenfolie besteht aus einer Legierungsfolie
20 aus 50 % Zinn, 0,8 % Antimon und Rest Blei Auf jede Seite der Legierungsfolie
20 ist eine Bleifolie 30 bzw. 130 aufgebracht, Jede dieser Bleifolien 30, 130 ist
ein- oder beidseitig zinnplattiert.
-
Diese Zinnplattierung ist bei der Bleifolie 30 mit 31, 32 und bei
derBleifolie 130 bei 131, 132 angedeutet.
-
Sind die Bleifolien 30, 130 nur einseitig zinnplattiert, dann befindet
sich die Zinnplattierung auf der Außenseite der Bleifolien, d.h. die nach dem Verfahren
hergestellte Kondensatorenfolie 10 weist dann auf ihren beiden Außenseiten nur die
Zinnplattierung 31, 131 der Bleifolien 30, 130 auf. Durch die Verwendung von beidseitig
zinnplattierten Bleifolien 30, 130 ist der Zinngehalt der Legierungsfolie 20 in
noch einfacherer Weise reduziehbar.
-
Die Kondensatorenfolie 10 wird wie folgt hergestellt: Auf beide Seiten
einer Legierungsfolie rnit 50 % Zinn, 0,8 % Antimon und Rest Blei laufen etwa gleichstarke
Bleifolien
auf, die ihrerseits beidseitig zinnplattit:rt sind. Wird von einer Legierungsfolie
mi einer Folienstärke von 25 > ausgegangen, so werden zinnplattierte Bleifolien
in einer Stärke von 25 p verwendet, so daß ein Gesamtverbund von 75 µ erhalten wird.
Dieser Gesamtverbund wird in mehreren Stichen auf die für Kondensatorenfolien erforderliche
Stärke, z.B. zwischen 7 und 9 > heruntergewalzt. Durch die mehrfachen Walzschritte
findet eine feste Verschmelzung, d.h. Plattierung der Bleilegierungsfolie mit der
in der Mitte befindlichen Zinn-Blei-Legierungsfolie statt. Die so erhaltene Kombination
von drei Folienbahnen weist dann Dehnungseigenschaften auf, wie diese für das Herstellen
von Wickelkondensatoren benötigt werden, ohne daß eine zusatzliche Wärmebehandlung
erforderlich wird.
-
Der Vorteil des Zusammenlaufens der drei Folien erbringt den Vorteil,
daß alle drei Folien gemeinsam auf die für Kondensatorenfol ien erforderliche Stärke
heruntergewalzt werden können. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, bereits im
frühen Walzstadium starke Dicken zusammenplattiert, wie z.B. drei Bleche á 10 mm
Stärke, zu erhalten.
-
- Leerseite -