PROCESS FOR SOLDERING AND/OR PLATING WORK PIECES

Abstract: 1. Process for treating workpieces in an explosion chamber, in which the workpieces are introduced into the explosion chamber and the explosion chamber is then filled with a mixture of a combustible gas and oxygen and/or other reaction gases, whereupon the mixture is ignited characterised by the following features : a) Before being introduced into the explosion chamber, the workpieces to be treated are provided with a powdery coating all over or at the points for treating, b) The proportion of oxygen in the gaseous reactants in the explosion chamber is lower than or approximately equal to the stoichiometric proportion.

Description: Verfahren zum Löten und/oder zur Oberflächenbeschichtung von Werkstücken Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten und/oder zur Oberflächenbeschichtung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Aus der DE-OS 30 15 335 ist bereits eine Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit einem explosiven Gasgemisch zum thermischen Entgraten bekannt. Die dort beschriebene Behandlung von Werkstücken geht von der Erkenntnis aus, dass bei einem Hitzeschock, dem das gesamte Werkstück ausgesetzt wird, Ecken und Kanten bevorzugt abgetragen werden, da an diesen Stellen bei grosser Oberfläche und kleinem Volumen besonders viel Wärme aufgenommen wird. Dieser Effekt wurde beim Entgraten ausgenutzt, wobei der Hitzeschock ein Aufheizen der vorstehenden Ecken und Kanten und ein anschliessendes Oxidieren bzw. Verbrennen bewirkte. Das bekannte Verfahren wurde bisher nur zum Entgraten von relativ massiven Werkstücken eingesetzt, eine Verwendung zum Löten oder zur Oberflächenbeschichtung von Werkstücken wurde nicht in Betracht gezogen. Da andererseits die bekannten Methoden zum Verlöten oder zur Oberflächenbeschichtung von Werkstücken bisher bei kompliziert geformten Werkstücken mit engen Spalten von geringer Tiefe, z. B. bei geschichteten profilierten Blechen oder Sieben, nicht immer zu zufriedenstellenden Ergebnissen führten, war die Verlötung oder Beschichtung mancher Werkstücke bisher sehr aufwendig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Löten und/oder zur Oberf Iächenbeschichtung von Werkstücken, insbesondere von hochtemperaturfesten, dünnwandigen, profilierten Blechen oder Sieben, die zu einer komplizierten Struktur geschichtet oder gewickelt sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Hauptanspruch vorgeschlagen, welches in einer an sich bekannten, bisher nur zum Entgraten verwendeten, Explosionskammer durchgeführt wird. Dazu werden die Werkstücke ganz oder an den zu behandelnden Stellen mit einer pulverförmigen Beschichtung versehen in die Explosionskammer eingebracht. Anschliessend wird die Explosionskammer mit einer Mischung aus einem brennbaren Gas und Sauerstoff und/oder anderen Reaktionsgasen gefüllt, wobei der Sauerstoffanteil kleiner oder ungefähr gleich dem stöchiometrischen Anteil an den gasförmigen Reaktionspartnern ist. Die Gasmischung, welche je nach den Anforderungen auch unter Uberdruck stehen kann, wird gezündet. Dieses Verfahren ist nicht prinzipiell auf metallische Werkstücke beschränkt, sondern kann zum Beispiel auch zum Beschichten keramischer Teile dienen. Entscheidend für die Funktionsfähigkeit des Verfahrens ist wiederrum die Erkenntnis, dass ein feines Pulver eine grosse Oberfläche bei relativ kleinem Volumen aufweist, so dass bei der Explosion viel Wärme in das Pulver übertragen wird. Bei der Explosion schmilzt daher das Pulver und verbindet sich mit der aufgeheizten Oberfläche des Werkstücks, so dass eine Beschichtung bzw. eine Verlötung erreicht wird. Wichtig ist allerdings, dass bei dem hier vorgeschlagenen erfindungsgemässen Verfahren kein erheblicher Sauerstoffüberschuss in den Reaktionsgases vorhanden sein darf, da eine Oxidation der Materialien nicht erwünscht ist, im Gegensatz zum Vor gehen beim Entgraten von Werkstücken. Es kann in Einzelfällen sogar günstig sein, die Anteile der Reaktionspartner so zu wählen, dass das explodierte Gemisch eine reduzierende Atmosphäre bildet. Bei geeigneter Wahl der Verfahrensparameter, wie beispielsweise des Drucks in der Explosionskammer, wird geschmolzenes Pulver auch in enge Spalten hineingedrückt, was bei anderen Beschichtungsverfahren nicht leicht zu erreichen ist, und was beim Löten zu dauerhaften Verbindungen führt. In spezieller Ausgestaltung der Erfindung wird im Anspruch 2 vorgeschlagen, dass die Werkstücke aus feinen Metall Strukturen mit engen Spalten von geringer Tiefe, z. B. geschichteten profilierten Blechen oder Sieben bestehen, und dass die pulverförmige Beschichtung ein feines Lotoder Metallpulver ist. Wie bereits oben erwähnt, eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren besonders für solche Anwendungsfälle, bei denen komplizierte Strukturen verlötet oder beschichtet werden müssen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird im Anspruch 3 vorgeschlagen, dass die Werkstücke trocken beschichtet bzw. belotet sind, d. h. ohne Verwendung von Klebern, Bindern oder. ähnlichem. Überhaupt ist dem Beschichten der Werkstücke mit einem feinen Pulver besondere Beachtung zu schenken, da ein gezieltes Beschichten oder Verlöten nur dann möglich ist, wenn das Pulver in geeigneter Weise aufgebracht und dosiert ist. Im Prinzip eignen sich verschiedene bekannte Verlotungs- bzw. Bestäubungsverfahren, jedoch sollte nach Möglichkeit, wie im Anspruch 3 vorgeschlagen, eine trockene Beschichtung vorgenommen werden. Dabei wird das Werkstück ohne Verwendung von Klebern, Bindern oder ähnlichem mit dem Pulver bestreut bzw. es wird Pulver in die Nähe der zu verlötenden Stellen gebracht, beispielsweise in die dort befindlichen Spalten und/oder Vorsprünge eingedrückt. In engeren Lötspalten bleibt unter Einhaltung bestimmter Bedingungen ausreichend Lotpulver z. B. durch Adhäsionskräfte zurück. Wichtig ist dabei, dass das Lotpulver einen grossen Anteil von Lotkörnern aufweist, deren Durchmesser in der Grössenordnung der Spalte in unmittelbarer Nähe der zu verlötenden Stellen liegt. In spezieller Ausgestaltung des Verfahrens wird im Anspruch 4 weiterhin vorgeschlagen, dass die zu verlötenden und/oder zu beschichtenden Werkstücke Abgaskatalysator Trägerkörper sind. Solche feinen Strukturen aus ganz dünnen hochtemperaturfesten Blechen, sind auf andere Weise besonders schwierig zu verlöten und/oder zu beschichten. Die hochtemperaturbeständigen Stahlbleche werden von einem Lot oder z.B. von einem anderen Metall mit dem die Bleche eventuell beschichtet werden sollen, nur schlecht benetzt. Dies führt bei konventionellen Verfahren zum Herunterlaufen des Lots oder des Beschichtungsmaterials. Dies kann bei dem vorgeschlagenen erfindungsgemässen Verfahren durch das schlagartige gleichmässige Erhitzen bei gleichzeitigem Druckanstieg vermieden werden. Im Anspruch 5 schliesslich wird die Verwendung der an sich bekannten, bisher nur zum Entgraten von Werkstücken benutzten Explosionskammer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, nämlich zum Löten und/oder zur Oberflächenbeschichtung vorgeschlagen. Die bekannten Vorrichtungen eignen sich nach nur geringen Modifikationen, beispielsweise bezüglich der Konzentration von zugeführtem Sauerstoff, auch für die erfindungsgemässe Verwendung. Die Möglichkeit, die bei der Explosion entstehende Hitze nicht nur zum Oxidieren von überstehenden Graten zu verwenden, sondern unter Abschluss von Sauerstoff zum Aufschmelzen von Pulver, war bisher nicht erkannt worden. Mit dem er findungsgemässen Verfahren eröffnet sich ein neuer Anwendungsbereich.

Claims: Verfahren zum Löten und/oder zur Oberflächenbeschichtung von Werkstücken Patentansprüche 1. Verfahren zum Löten und/oder zur Oberflächenbeschichtung von Werkstücken, insbesondere mit komplizierter Form und/ oder aus einem #ochtemperaturwerkstoff,wobei das Verfahren in einer an sich bekannten, bisher nur zum Entgraten verwendeten Explosionskammer durchgeführt wird, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Kombination folgender Merkmale: a) Die zu behandelnden Werkstücke werden ganz oder an den zu behandelnden Stellen mit einer pulverförmigen Be- schichtung versehen. b) Die Werkstücke werden in die Explosionskammer einge bracht. c) Die Explosionskammer wird mit einer Mischung aus einem brennbaren Gas und Sauerstoff und/oder anderen Reak tionsgasen gefüllt, wobei der Sauerstoffanteil kleiner oder ungefähr gleich dem stöchiometrischen Anteil an den gasförmigen Reaktionspartnern ist. d) Die Gasmischung wird gezündet. 2. Verfahren nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Die Werkstücke bestehen aus feinen Metall-Strukturen mit engen Spalten von geringer Tiefe, z. B. beschich teten profilierten Blechen oder Sieben. b) Die pulverförmige Beschichtung ist ein feines Lot- oder Metallpulver. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h folgendes Merkmal: a) Die Werkstücke sind trocken beschichtet bzw. belotet, d. h. ohne Verwendung von Klebern, Bindern, oder ähn lichem. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgendes Merkmal: a) Die Werkstücke sind Abgaskatalysator-Trägerkörper, die verlötet und/oder beschichtet werden. 5. Verwendung einer an sichbiannten, bisher nur ztrn thermiscccn Entgraten von Werkstücken benutzten Explosionskammer zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, nämlich zum Löten und/oder zur Oberflächenbeschichtung.

Inventors: CYRON, THEODOR
Applicants: INTERATOM GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1984
Main classification: B23K1
IPC codes: B23K1, C23C24, B05B7