DE4039479A1 - Verfahren zum abtragen von oberflaechenschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtragen von Oberflächenschichten, insbesondere Rost an Werkstücken.

Das Abtragen von Oberflächenschichten an Werkstücken, insbesondere von Rost oder anderen Verunreinigungen, ist immer dann notwendig, wenn die Werkstücke beschichtet werden sollen. Für eine Oberflächenbeschichtung ist die Voraussetzung, daß die Oberfläche frei von jeglichen Verunreinigungen ist. Dies trifft insbesondere für eine galvanische Beschichtung zu. Aber auch andere Arten von Beschichtungen erfordern eine saubere und einwandfreie Oberfläche. Die bekannten Verfahren zum Entfernen von Oberflächenschichten sind z. B. das Beizen oder Strahlen.

Beim Beizen wird ein Werkstück in ein Beizbad eingetaucht. Solche Beizbäder bestehen aus starken Säuren. Durch diese starke Säureeinwirkung wird sehr oft das Grundmaterial des Werkstückes angegriffen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Werkstückoberfläche ein heterogenes Gefüge aufweist, es werden dann sehr oft zu­ sätzliche Fehlstellen bzw. Löcher eingebaut. Bei Verbundwerkstoffen oder Werkstoffen mit starken Phasen, ist eine einheitliche Beizwirkung nicht erreichbar, wodurch das Bei­ zen dieser Werkstoffe nur eingeschränkt in Frage kommt. Sehr oft wird dem Abtrags­ beizen eine mechanische Vorbehandlung vorgeschaltet. Es handelt sich dabei mei­ stens um Schleifen. Durch das Schleifen entstehen an der empfindlichen Oberfläche des Werkstückes Veränderungen. Die Topographie der Oberfläche wird verändert, die Oberfläche wird durch diese mechanische Belastung so weit umgearbeitet, daß durch die Schleifriefen in der Oberfläche Zugspannungen entstehen. Diese Umarbeitung der Oberfläche wirkt sich auf die Wasserstoffaufnahme, was für eine anschließende galva­ nische Beschichtung von besonderer Bedeutung ist, sehr negativ aus. Ähnliche Effekte entstehen auch beim Strahlen. Die Merkmale des Strahlverfahrens sind das Auftreffen eines Luft- oder Flüssigkeitsstrahles auf die Werkstückoberfläche, wobei der Luft- bzw. Flüssigskeitstrahl Schleifpartikel enthält. Ähnlich wie beim Beizverfahren entstehen hier, durch den hohen Druck unter dem die Partikel auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes auftreffen, Beschädigungen der Werkstückoberfläche. Die Nachteile die­ ser Oberflächenbeschädigung wurden bereits oben erwähnt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches ein Ent­ fernen von Oberflächenschichten ermöglicht, jedoch weitgehend die Beschädigung der Oberfläche, deren Umarbeitung und Veränderung ihrer Topographie durch chemische oder mechanische Mittel vermeidet.

Diese Aufgabe wurde durch die in den Ansprüchen 1,2 und 3 angegebene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.

Allen drei Verfahren ist gemeinsam, daß eine chemische und eine mechanische Wir­ kung miteinander verbunden wurden. Dadurch ist es möglich, jede dieser Wirkungen soweit zu minimieren, daß eine Beschädigung der Oberflächen nicht auftritt. Bei der Durchführung des Verfahrens derart, daß das Werkstück sich in einem Wirbelbad be­ findet und an seiner Oberfläche eine schwache organische Säure vorbeibewegt wird, welche abrasiv wirkende Partikel enthält wird vermieden, daß die Oberfläche des Werkstückes erstens durch die Einwirkung einer starken Säure angegriffen wird und zweitens, daß die Oberfläche durch eine starke mechanische Beanspruchung ange­ griffen wird.

Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Idee, der Verbindung der chemi­ schen und mechanischen Einwirkung miteinander ist, daß die Wirkung einer schwa­ chen organischen Säure auf das Werkstück durch mechanisches Bürsten unterstützt wird. Dabei ist es nicht notwendig, daß z. B. Bürsten mit Stahldrahtborsten benutzt wer­ den, welche die Oberfläche notwendigerweise beschädigen, es reicht die Anwendung von Bürsten mit z. B. Naturborsten, wodurch die Werkstückoberfläche schonend bear­ beitet wird. Dies ist möglich, da die mechanische Wirkung des Bürstens durch die che­ mische Wirkung einer schwachen Säure unterstützt wird. Auch beim Durchführen des Verfahrens derart, daß ein Flüssigkeitsstrahl auf die Werkstückoberfläche gerichtet wird, ist es nicht notwendig, diesen Strahl unter einem hohen Druck auf die Oberfläche zu richten, so daß diese beschädigt wird; es reicht, wenn der Druck so gewählt wird, daß durch die chemische Wirkung der schwachen organischen Säure und die mecha­ nische Wirkung der darin enthaltenen abrasiv wirkenden Partikel unter einem solchen Druck auftreffen, daß es sich mehr um ein Herauslösen und anschließendes Abtragen der Oberflächenverunreinigung handelt, als um ein mechanisches Abtragen unter ei­ nem harten z. B. Wassersandstrahl.

Als schwache organische Säuren bei den oben beschriebenen Verfahren können vor­ teilhafterweise z. B. eine Zitronen- oder Essigsäure verwendet werden. Vorteilhafter­ weise ist eine Konzentration zwischen 2 und 5% für das Erreichen einer befriedigenden Wirkung ausreichend.

Die in der Flüssigkeit befindlichen Partikel können vorteilhafterweise Korund sein. Sie können auch als Metallkarbide vorliegen; auch Verwendung von Sand ist möglich.

Die Schleifpartikel können auch in einer sog. gebundenen Form vorliegen, d. h. eine Vielzahl von kleinen Partikeln wird in eine bestimmte Form gebracht, meistens in eine Kugelform. Als Bindemittel eignen sich dazu Kunststoffe, insbesondere Elastomere wie z. B. Silikon-Kautschuk. Diese gebundene Ausführung von abrasiv wirkenden Partikeln hat den Vorteil, daß die Auftreffkräfte der einzelnen so entstandenen Kugeln besser abgefangen werden können und die Form der Kugeln erhalten bleibt. Es tritt dabei nicht soviel Bruch auf, wie z. B. bei dem Bearbeiten von Oberflächen ohne diese Ausführung von Partikeln, wobei nach dem Abtragungsvorgang wieder Staubanteil entfernt werden muß und dieser manchmal einen beträchtlichen Umfang annimmt.

Das mechanische Bürsten wird so durchgeführt, daß damit die Ablösung von Rost und anderen Oberflächenverunreinigungen leichter erfolgt, als wenn sich diese Teile in einer ruhenden Flüssigkeit befinden würden. Dabei handelt es sich um eine Entfernung von angelösten Partikeln durch die Bürsten, welche Partikel durch die chemische Einwir­ kung der eingesetzten Säure angelöst wurden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Abtragen von Oberflächenschichten, insbesondere Rost an Werkstücken, mit folgenden Merkmalen:

• 1. Das Werkstück befindet sich in einem Wirbelbad (Wirbelstrombad).
• 2. Seine Oberfläche wird durch ein flüssiges Medium umspült, welches
  • 2.1 abrasiv wirkende Partikel enthält und
  • 2.2 eine schwache organische Säure ist.

2. Verfahren zum Abtragen von Oberflächenschichten, insbesondere Rost an Werkstücken mit folgenden Merkmalen:

• 1. Das Werkstück befindet sich in einem Flüssigkeitsbad, wobei
  • 1.1 die Badflüssigkeit eine schwache organische Säure ist und
  • 1.2 auf die Werkstückoberfläche mechanisches Bürsten einwirkt.

3. Verfahren zum Abtragen von Oberflächenschichten, insbesondere Rost an Werkstücken mit folgenden Merkmalen:

• 1. Auf das Werkstück wird ein Flüssigkeitsstrahl gerichtet, wobei
  • 1.1 die Flüssigkeit eine schwache organische Säure ist und
  • 1.2 abrasiv wirkende Partikel enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwache organische Säure Zitronensäure ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Konzentrat­ onsbereich der verwendeten Zitronensäurelösung 2 bis 5% ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abrasiv wirkenden Partikel-Korund sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abrasiv wirkenden Partikel Metallkarbide sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abrasiv wirkenden Partikel in Kunststoff eingebettet sind.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt 1.2 ein­ gesetzte Bürsten Naturborsten aufweisen.