DE2059086A1 - Verfahren zum kontinuierlichen UEberziehen eines Metalldrahtes - Google Patents

Description

• Verfahren zum kontinuierlichen Überziehen eines Metalldrahtes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Überziehen eines Metalidrahtes, insbesondere eines Kupferdrahtes mit einer verhältnismäßig dicken Schicht aus Zinn oder dergl., nach welchem der Draht in senkrechter oder nahezu senkrechter Richtung aufwärts durch ein Lotbad und darauffolgend durch eine die Überzugsstärke regelnde Abstreifdüse mit allseitigem Spiel geführt wird.
• Die Fertigungssicherheit von Lotstellen an Runddrähten kann wesentlich gesteigert werden, wenn die zu verlötenden Drähte eine allseitige und einheitlich dicke Zinnschicht aufweisen; vorzugsweise soll die Dicke der Überzugsschicht mindestens 3/um betragen. Zur Hers-tellung solcher Drähte sind bereits mehrere Verfahren bekannt. So ist es beispielsweise möglich, den aus einem Verzinnungsbad kommenden Draht durch normale Ziehdüsen zu ziehen. Hierdurch kann man zwar einen einheitlichen äußeren Durchmesser des verzinnten Drahtes erzielen; die Erfahrung hat aber gezeigt, daß ein so hergestellter Zinnüberzug nicht immer konzentrisch zum Draht liegt. Es kann daher vorkommen, daß die Überzugsstärke über den Umfang des Drahtes gesehen verschieden ausfällt. Des weiteren kann man einen zu verzinnenden Draht sehr langsam lediglich senkrecht nach oben aus dem Zinkbad abziehen; man erhält hierbei zwar eine konzentrische Verzinnung, kann aber keine ausreichend große Fertigungsgeschwindigkeit erreichen.
• Es ist in diesem Zusammenhang auch bereits vorgeschlagen worden, sogenannte Riffeldüsen zu verwenden, in denen der zu verzinnende Draht durch Vorsprünge unmittelbar zentriert wird.
• Auch die Anwendung solcher Düsen stößt auf Schwierigkeiten, weil die hierzu erforderliche Durchmessertoleranz des blanken Drahtes nicht ohne besonderen Aufwand beim Drahtziehen eingehalten werden kann.
• Aus der deutschen Patentschrift 1 211 462 ist bereits eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Überziehen eines metalli-3chen Draht- und Bandmaterials mit schmelzflüssigem Metall bekannt, bei welcher das Material senkrecht nach oben über Zentriereinrichtungen durch eine Öffnung am Boden des ochmelzbadbehälters, durch das Bad und durch Einrichtungen zur Regelung der Uberzugsstärke geführt wird und der Boden des das Uberzugsmetall enthaltenden Behälters von allen zeiten schrag nach oben auf die Öffnung zu verläuft; über der oberhalb des Badspiegels liegenden Eintrittsöffnung ist ein die überzugs Starke regelndes Element (Düse) aus einem von dem geschm.olzenen Überzugsmetall nicht benetzbaren Material mit einer auf die Eintrittsöffnung ausgerichteten Öffnung fur den Durchtritt des Materials vorgesehen, welche das überzogene Material mit einem Spiel umgibt. An der Unterseite des die IJberzugsstärke regelnden Elementes (Düse) kann eine aus einem gegenüber dem Überzugsmetall benetzbaren Mciiterial bestehende Ruckhalteplatte angeordnet sein. Dieser bekannten Vorrichtung liegt u.a. die Aufgabe zugrunde, die Verunreinigung des Überzugsbandes zu verhüten; desgleichen sollen körperliche Berührungen des z überziehenden Materials durch Abstreifer, schaber, lippenartige Teile oder dergl. vermieden werden.
• Diese bekannte Vorrichtung arbeitet etwa auf folgende Weise.
• Das au3 dem Bad abgezogene Überzugsinetall besitzt an seiner Oberfläche eine Oxydhaut. Diese Haut haftet an der von dem geschmolzenen Überzugsmetall benetzbaren Räckhal teplatte, während das nicht benetzbare Regelelement (Düse) das Überzugsmetall abstö3t, wenn letzteres weiter mit dem Draht hochzusteigen versucht. Wenn die Höhe der RUckhalteplatte unter derjenigen Hohe gehalten wird, bis zu welcher das Sberzugsmater tal -bei direkten Abzug des Drahtes aus e dem offenen Bad mlt derselben Geschwindigkeit- meniskusartig hochsteigen würde, haftet die Oxydhaut an der Rückhalteplatte außerhalb der Öffnung in dieser Platte, so daß dort der Oberflächenoxydfilm nicht in die Öffnung hineingezogen wird. Lediglich nicht oxydiertes und nicht verunreinigtes Überzugsmetall wird aus dem Bad unter der Oxydschicht hochgezogen und auf den Draht gebracht. Die Größe der Öffnung in dem Regelelement steht in gewisser Beziehung zu dem endgültigen Durchmesser des überzogenen Gutes. Der endgültige Durchmesser des überzogenen Produkts wird aber nicht allein durch die Größe der Öffnung bestimmt; denn diese streift den Überzug nicht auf seine endgültige Stärke ab.
• Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit dem Überziehen von Rundmetalldrähten. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren zu schaffen, bei dessen Anwendungman den Zinnüberzug möglichst exakt konzentrisch auf einen Draht aufbringen kann. Der hierzu erforderliche Aufwand soll nicht groß sein; darüber hinaus soll die Fertigungsgeschwindigkeit ausreichend hoch gewählt werden können.
• Die gestellte Aufgabe wird bei dem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zentrierung des zu übersiehenden Drahtes zu der Abstreifdüse durch den Staudruck des durch Sog in eine der Abstreifdüse vorgelagerte Staudüse mitgerissenen Überzugsmaterials erfolgt, wobei die Staudüse eine zur Abstreifdüse hin sich kegelförmig oder dergl. verjüngende Bohrung und von der verjüngten Stelle aus abfffhrende Kanale für den Rücklauf des in die Staudüse drängenden Überzugsmaterials aufweist. Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann eine Vorrichtung geschaffen werden, bei der die Abstreifdüse unmittelbar mit der Staudüse zusammengebaut ist. Vorteilhafterweise wird die Staudüse mit ihrer trichterförmigen Einlauföffnung unterhalb des Oberflächenspiegels des Überzugsbades angeordnet. Es kann auch vorteilhaft sein, in der Staudüse unmittelbar vor der Abstreifdüse einen ringförmigen Raum vorzusehen, in welchem eine zusätzliche Stabilisierung der Druckverhältnisse stattfindet; die Zentrierungseigenschaften können damit verbessert werden.
• Durch das Verfahren nach der Erfindung werden nicht nur die manchen bekannten Verfahren anhaftenden Mängel beseitigt, sondern auch ein bedeutender Vorteil in der Richtung erzielt, daß die Güte des Verfahrens mit der Fertigungsgeschwindigkeit steigt; dieser Vorteil ist darauf zurückzuführen, daß bis zu einer gewissen maximalen Geschwindigkeit des Drahtabzuges die durch die Strömungsverhältnisse in der Staudüse hervorgerufenen zentrierenden Kräfte immer mehr wirksam werden.
• Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels für eine Vorrichtung zum Verzinnen von Drähten erläutert. Die Vorrichtung besteht aus der Abstreifdüse 1, durch welche der Draht 2 mit allseitigem Spiel nach oben abgezogen wird. Die Abstreifdüse ist im Kopf der Staudüse 3 zentrisch zu der Bohrung 4 angeordnet. Die Bohrung 4 ist kegelförmig ausgebildet und verjüngt sich in Richtung Abstreifdüse 1. Von der verjüngten Stelle aus führen Kanäle 5 wieder an das eintrittsseitige Ende der Staudüse 3 zurück und ermöglichen so den Rücklauf des überschüssigen Zinnmaterials in das Bad, ohne daß das Überzugsmaterial mit Luft in Berührung kommt. Der Badspiegel 6 liegt vorteilhafterweise höher als die untere Kante der Staudüse 3. Die Rücklaufkanäle 5 können beispielsweise durch gleichmäßig auf den Umfang verteilte Bohrungen gebildet werden. Wird nun der zu verzinnende Draht 2 von unten nach oben gezogen, so wird der Draht durch das flüssige Metall allseitig benetzt, wodurch das flüssige Überzugsmetall in die kegelförmig ausgebildete Bohrung 4 transportiert wird.
• Infolge der Verjüngung und der entsprechend gewählten Bohrung der Abstreifdüse 1 staut sich das flüssige Überzugsmaterial unter einem gewissen Überdruck, der zwischen der Abatrelfa düse 1 und dem zu verzinnenden Draht 2 eine laminare Strömung hervorruft und dadurch bewirkt, daß der Draht 2 in eine zur Bohrung der Abstreifdüse konzentrische Lage gezwungen wird; irgendeiner zusätzlichen Zentriervorrichtung bedarf es nicht.
• Die Bedingungen hierfür sind erfüllt, sobald die Durchzugsgeschwindigkeit eine gewisse Mindestgröße erreicht. Die hierbei auftretende Selbstkonzentrierung kann z.B. anhand der bei exzentrischer Lage des Drahtes sich einstellenden Druckverhältnisse in der Abstreifdüse erklärt werden. Da in die Bohrung 4 mehr Überzugsmaterial gefördert wird als durch die Abstreifdüse abfließen kann, wird dem überschUssigen Material die Möglichkeit gegeben, über die Bohrung 5 wieder in das Überzugsbad zurückzufließen. Hierdurch wird vermieden, daß sich Absonderungen vom Draht 2 und evtl.
• weitere Verunreinigungen im Stauraum sammeln und zwangsläufig durch die Abstreifdüse hindurch entweichen. Aber nicht nur Verunreinigungen werden von der Düse ferngehalten; es werden auch die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß in dem Raum vor der Abstreifdüee stabile Strömungsverhältnisse bestehen. Um gegebenenfalls die Druck- und Strömungsverhältnisse in Umfangsrichtung um den Draht noch weiter verbessern zu können, kann es vorteilhaft sein, vor der Abstreifdüse, etwa zwischen dieser und den Einmündungen der Bohrungen 5, einen ringförmigen Raum vorzusehen, der einen größeren Durchmesser aufweist als die entsprechende Stelle der kegelförmigen Bohrung.
• 4 Patentansprüche 1 Figur

Claims (4)

1. Patentansprüche S Verfahren zum kontinuierlichen Überziehen eines Metalldrahtes, insbesondere eines Kupferdrahtes mit einer verhältnismäßig dicken Schicht aus Zinn oder dergl., nach welchem der Draht in senkrechter oder nahezu senkrechter Richtung aufwärts durch ein Lotbad und darauffolgend durch eine die Überzugs stärke regelnde Abstreifdüse mit allseitigem Spiel geführt wird, d a d u r c h g e -k e n n z- e i c h n e t, daß die Zentrierung des zu überziehenden Drahtes zu der Abstreifdüse durch den Staudruck des durch Sog in eine der Abstreifdüse vorgelagerte Staudüse mitgerissenen Überzugsmaterials erfolgt, wobei die Staudüse eine zur Abstreifdüse hin sich kegelförmig oder dergl. verjüngende Bohrung und von der verjüngten Stelle aus abführende Kanäle für den Rücklauf des in die Staudüse drängenden Überzugsmaterials aufweist.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstreifdüse unmittelbar mit der Staudüse zusammengebaut ist.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einlauföffnung der Staudüse unterhalb des Oberflächenspiegels des Uberzugsbades angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Staudüse ein vor der Abstreifdüse liegender ringförmiger Raum angeordnet ist.