CH420801A - Verfahren zum Löten von Teilen aus Gold oder goldhaltigen Legierungen und Ofen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

      Verfahren    zum Löten von     Teilen    aus Gold oder goldhaltigen       Legierungen    und Ofen zur Durchführung des Verfahrens    Die     vorliegende    Erfindung betrifft ein Verfahren  zum Löten von Teilen aus Gold oder goldhaltigen Le  gierungen in einer     Schutzgasatmosphäre    und ein Ofen  zur Durchführung des Verfahrens, vorzugsweise in       kontinuierlicher    Art und Weise.  



       Bekanntlich    unterscheidet man zwei Arten von  Löten.     Im    einen     Falle    bleibt das Lot, das zwei Metall  teile miteinander verbindet, an der Stelle, wo es auf  getragen und geschmolzen wurde. Im anderen Falle  wird der     geschmoizene        Lottropfen    durch Kapillar  wirkung auf die ganze der zu verlötenden Metallteil  oberfläche verteilt. Die letztere Lötart lässt sich mit Er  folg serienweise oder im kontinuierlichen Verfahren  in einem Lötofen für alle Metalle, jedoch mit Aus  nahme von Gold oder Goldlegierungen, durchführen.

    Beim Gold oder bei goldhaltigen Legierungen verteilt  sich in diesem Falle das geschmolzene Metalltröpfchen  nicht, wie erwartet, auf die ganzen zu verlötenden  Oberflächen der Metallteile, sondern bleibt liegen, wo  das Metallstücklein aufgetragen wurde. Hingegen lässt  sich dieses Edelmetall wie alle anderen Metalle, im  Einzelverfahren vor dem     Lötrohr    ohne Schwierigkei  ten nach der zweiten Lötart verlöten.  



  Es wurde nun gefunden, dass die beim Gold und       Goldlegierungen    auftretenden Schwierigkeiten auf ein  fache Art und Weise behoben werden     können,    wenn  man dafür sorgt, dass die     Schutzgasatmosphäre,    in  welcher das, z. B. serienweise oder kontinuierliche,     Löt-          verfahren        mit    Gold durchgeführt werden soll, eine  gewisse Menge Wasserdampf enthält.  



  Dementsprechend ist das erfindungsgemässe Ver  fahren zum Löten von Teilen aus Gold oder aus Gold  enthaltenden Legierungen mit einem Gold enthalten  den Lot dadurch gekennzeichnet, dass man die ge  nannten Metallteile in einer Wasserdampf enthalten  den     Schutzgasatmosphäre    erhitzt.    Der Wasserdampf kann auf verschiedene Weise der       Schutzgasatmosphäre    zugesetzt werden, beispielswei  se durch direkte     Wasserdampfzufuhr    oder     Zutropfen-          lassen    von Wasser auf eine heisse Stelle des Lötofens,  wo es rasch verdampft. Am einfachsten aber wird der  benötigte Wasserdampf durch Verbrennen von Was  serstoff enthaltendem Schutzgas mit Luft erzeugt.

    Anstelle von Luft kann auch Kohlendioxyd oder eine  andere Sauerstoff abgebende Verbindung, wie z. B.  ein Peroxyd oder insbesondere Kupferoxyd oder ein  Eisenoxyd, verwendet werden.  



  Ein geeignetes     Wasserstoff    enthaltendes Schutzgas  stellt man mit Vorteil durch thermische Spaltung von       Ammoniakgas    her. Selbstverständlich kann man auch  komprimierten     Wasserstoff    oder ein     Wasserstoff    ent  haltendes Gemisch verwenden. Durch Verbrennen eines  Teiles des im Schutzgas enthaltenen     Wasserstoffs    ent  steht dann der benötigte Wasserdampf.  



  Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver  fahrens dient ein Ofen, beispielsweise ein     Durchlauf-          oder        Durchstossofen,    welcher sowohl für     serienmäs-          sige    als auch für kontinuierliche     Lötungen    verwendbar  ist, mit einem gasdichten Kanal, der eine Heizzone  und eine     Kühlzone    aufweist. Es können auch mehrere  solche     Zonen    vorgesehen werden. In den Kanal mün  den vorteilhaft Leitungen zur Zufuhr von Schutzgas,  Wasser bzw. Wasserdampf und/oder Luft.  



  Bevorzugt werden insbesondere zwei Ausführungs  arten des Ofens zur Durchführung des     erfindungs-          gemässen    Verfahrens. Die eine Ausführungsart be  trifft einen Ofen, bei welchem die Schutzgas-,     Wasser-          bzw.    Wasserdampf- und/oder Luftzuführungen auf der  Seite des Kanaleinganges vorgesehen sind und der Ka  nal ferner zwischen der Heiz- und Kühlzone einen  Gasabzug und gegen das Ende des Kanals eine wei  tere Gaszuführung aufweist. Nach der anderen Aus-           führungsart    ist die     Schutzgaszuführung    zwischen der  Heiz- und Kühlzone und die Wasser- bzw. Wasser  dampf- und/oder die Luftzuführung in den Kanal  in der Heizzone angeordnet.  



       In    der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele eines  Ofens gemäss der Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 der Zeichnung zeigt eine Ofeneinheit für  kontinuierlichen Betrieb in schematischer Darstellung.       Fig.    2 und 3 sind schematische Teilansichten von  zwei Ausführungsarten gemäss     Fig.    1 in     vergrösser-          tem    Massstab.  



  In der     Fig.    1 stellt 3 den Kanal, 4 die Heizzone  und 5 die Kühlzone dar. Das Förderband 7, auf wel  chem die zu lötenden Metallteile durch den Kanal 3  gezogen werden, läuft über die Rollen 8, die mecha  nisch angetrieben werden. Im gestrichelt dargestellten  Spaltofen 9 wird Ammoniak in Stickstoff und Was  serstoff aufgespalten und liefert hierdurch das für das  Lötverfahren erforderliche reduzierende Schutzgas. Die  Temperaturen im Spaltofen und in der Heizzone wer  den von der Schalt- und     Reglertafel    10 aus eingestellt  und dauernd kontrolliert. 12 bezeichnet das Ofenge  häuse.  



       Fig.    2 zeigt Einzelheiten einer besonderen Ausfüh  rungsart bezüglich der     Schutzgaszuführungen    la und       1b    und der Luftzuführung 2 in den Kanal 3. Das ver  brauchte Gas kann durch die Abzüge 6, welche mit  einer einfachen Klappe versehen sind (nicht     gezeigt)     entweichen und verbrannt werden.     Zwischen    der     Heiz-          zone    4 und der Kühlzone 5 ist ein weiterer Gasabzug  11 vorgesehen, durch welchen mit Wasserdampf ge  schwängertes Schutzgas abziehen kann.

   Um das Nie  derschlagen von Feuchtigkeit in der Kühlzone des Ka  nals zu verhindern, welche die Werkstücke angreifen  könnte, wird ein Teil des Schutzgases, welches bei     1b     in den Kanal tritt, nach rückwärts gegen den Gas  abzug 11 geleitet, so dass kein Wasserdampf in die  Kühlzone eindringen kann. Die Pfeile am Eintritts  und Austrittsstutzen des Kühlmantels zeigen die     Fliess-          richtung    des Kühlmediums an.  



       Fig.    3 zeigt eine weitere Ausführungsart für die  Zuführung von Schutzgas bei 1 und von Luft bei 2  in den Lötkanal 3. Auch in diesem Fall wird das mit  Wasserdampf beladene Schutzgas durch eindringendes  frisches Schutzgas rückwärts gegen den Kanaleingang  getrieben, so dass praktisch nur     wasserdampffreies     Schutzgas in der Kühlzone zirkulieren kann.    <I>Beispiel I</I>  Zum Löten von zwei länglichen Metallteilen mit  einem Goldgehalt von 14 Karat mit einem Lot von 9       Karatfeingehalt    in einem Randofen, wird auf die  Grenzlinie der Metallteile ein Stücklein Goldlot auf  gelegt.

   Das Band, auf welchem die Metallteile liegen,  wird in Bewegung gesetzt und durch den Kanal mit  einer     Geschwindigkeit    von 1,5     m/min    gezogen, wäh  rend aus der     Ammoniakspaltanlage    ein     Gasgemisch     von etwa 75     Vol.-%    Wasserstoff und 25     Vol.- /o    Stick  stoff bei 1 und gleichzeitig eine bestimmte Menge    Luft bei 2     (vergl.        Fig.    3) eingeleitet wird.

   Ein Teil  des Gases verbrennt dort wo die Luft in den Kanal  eintritt und bildet so den erforderlichen Wasserdampf,  welcher durch einen Teil des Schutzgases in die     Heiz-          zone    und gegen den Kanaleingang, also in der entge  gengesetzten     Fliessrichtung    des Bandes, getrieben wird,  während ein Teil des Schutzgases in der entgegenge  setzten Richtung durch die Kühlzone entweicht. Auf  diese Weise gelangt praktisch kein Wasserdampf in die  Kühlzone. Bei einer Kühlwassermenge von etwa 2 Liter/  min verlässt das Lötgut den Kanal in handwarmem  Zustand.

   Man     erhält    einwandfrei verlötete Werkstücke,  die vollkommen blank sind und bei welchen das Lot  durch     Kapillarwirkung    auf der ganzen Lötfläche  gleichmässig verteilt ist. Das     Lottröpfchen    ist vollstän  dig verschwunden.  



  <I>Beispiel 2</I>  Es wird ein Lötversuch gemäss Beispiel 1 durch  geführt, aber anstelle von Luft wird durch den Rohr  ansatz 2     (Fig.    2) Wasserdampf eingeleitet und durch  die     Zufuhrstutzen    la und     1b    Schutzgas (Ammoniak  spaltgas). Die     Gewässerdampfmischung    verlässt den  Kanal bei 11 und kann wegen des in die Kühlzone  bei     1b    eingeleiteten Schutzgases nicht in dieselbe ein  dringen. Man erhält ebenfalls einwandfreie     Verlötun-          gen,    sowie ein blankes Lötgut.

      <I>Beispiel 3</I>  Es wird ein Lötversuch gemäss Beispiel 1 durch  geführt, man verwendet jedoch statt Luft eine vor  bestimmte Menge an Kupferoxyd, welches auf dem  Förderband zwischen oder unter den zu lötenden Me  tallpaaren verteilt wird. Durch Reduktion des Kupfer  oxyds mit dem     Wasserstoff    des Schutzgases entsteht  der erforderliche Wasserdampf, dessen Wirkung wie  derum auf die Heizzone beschränkt bleibt. Die erhalte  nen     Verlötungen    erweisen sich ebenfalls als einwand  frei.  



  Versuche haben ferner gezeigt, dass man solchen  Metallteilen ein gefälligeres Aussehen, bzw. blankere  Oberflächen erteilen kann, wenn sie ohne gelötet zu  werden, in gleicher Weise, d. h. in einer Wasserdampf  enthaltenden     Schutzgasatmosphäre    geglüht werden.  Man kann das genannte Glühen auch als Vorstufe  bzw. in Kombination mit dem     Lötverfahren    durch  führen.  



  Die beim Lötverfahren in den     Lötraum    zwecks       Wasserdampferzeugung    eingeführte Luft kann auch  teilweise oder ausschliesslich aus mitgerissener Luft  bestehen. Der Wasserdampf kann auch durch Reduk  tion einer vorher am Lötgut erfolgten Oxydation ent  stehen. Ferner kann das Lot ausser Gold ein oder meh  rere andere Edelmetalle enthalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Löten von Teilen aus Gold oder aus Gold enthaltenden Legierungen mit einem Gold enthaltenden Lot, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Teile in einer Wasserdampf enthaltenden Schutzgasatmosphäre erhitzt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Wasserdampf in die Schutz gasatmosphäre eingeführt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Wasserdampf innerhalb der Schutzgasatmosphäre erzeugt wird. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Wasserdampf durch Umsetzung von Wasserstoff mit einem freien Sauerstoff enthal tenden Gas und/oder mit einer Sauerstoff enthalten den Verbindung erzeugt wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Wasserdampf durch Verbren nung von Wasserstoff enthaltendem Schutzgas mit Luft und/oder durch Umsetzung dieses Wasserstoffs mit Kohlendioxyd, Kupferoxyd oder einem Eisenoxyd erzeugt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Löten kontinuierlich in einem Durchlauf- oder Durchstossofen durchgeführt wird.

   PATENTANSPRUCH 11 Ofen mit einem gasdichten Kanal, der eine Heiz- zone und eine Kühlzone aufweist, zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch 1, gekennzeich net durch Mittel zur Einführung von Schutzgas und von Wasser bzw. Wasserdampf und/oder freien Sauer stoff enthaltenden Gasen oder von Sauerstoff enthal tenden Verbindungen in den Kanal. UNTERANSPRÜCHE 6. Ofen nach Patentanspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass Schutzgas-, Wasser- bzw. Wasserdampf- und/oder Luftzuführungen auf der Seite des Kanal einganges vorgesehen sind. 7.

   Ofen nach Patentanspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kanal zwischen der Heizzone und der Kühlzone einen Gasabzug und gegen das Aus gangsende des Kanals einen Gaseintritt aufweist. B. Ofen nach Patentanspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Schutzgaszufuhr zwischen der Heiz- und der Kühlzone und eine Luftzufuhr in der Heizzone des Kanals angeordnet ist.