CN101709476A

CN101709476A - 铝工件连续碱洗去除毛刺的生产方法及设备

Info

Publication number: CN101709476A
Application number: CN200910114500A
Authority: CN
Inventors: 徐本海; 陈平; 岑玉茉; 李彬
Original assignee: ALNAN ALUMINIUM Co Ltd
Current assignee: ALNAN ALUMINIUM Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN101709476B

Abstract

本发明是一种铝工件连续碱洗去除毛刺的生产方法及设备，它采用较为简单的工艺以及相对较少的设备就可以实现对形状复杂的铝或铝合金工件(精密零部件)表面毛刺进行去除并附着一层钝化保护膜，采用全自动的方法进行，它包括工件的脱脂除油、碱洗、中和、纯水浸泡、表面钝化、洗净、吹风和烘干的步骤，其特征在于：铝工件是在具有稳定的传送带中连续操作，并具有去除毛刺效率高、零件表面无损伤、表面钝化、无变色，清洗液容易处理等优点。

Description

铝工件连续碱洗去除毛刺的生产方法及设备

技术领域

本发明涉及一种铝或铝合金工件去除毛刺的生产方法及设备，特别是通过全自动连续碱洗去除铝及铝合金工件表面毛刺(坯体)并附着一层钝化保护膜的生产方法及设备。

背景技术

随着铝或铝合金用于精密零件的精加工越来越广泛，精加工中的去毛刺及钝化保护表层又一直是精密零件生产全自动化中难以克服的障碍。各种铝合金以及铝的精密加工制品，其中包括汽车的阀体、油压机器轴、齿轮、电脑硬盘、散热器、机床的摇臂、精密螺钉等在精加工中都需要将毛刺去除，对加工后去毛刺的要求也愈来愈高，用户对该类零件的去毛刺提出了很高的要求，有的用户要求零件去毛刺后在10倍显微镜下检查时没有任何突起、毛刺，并且零件表面无损伤、无变色，因此，去毛刺及钝化保护成了影响零件品质和零件加工生产率的关键因素。所以在制造业中精密零件的精加工费用达总生产成本的15％。

目前，对于形状复杂的精密零件清洗、去除毛刺和钝化有多种方法，1、手工刮除毛刺，2、振动或滚动除毛刺，3、热化学去毛刺，4、磨料喷射去毛刺，5、电解加工除毛刺，6、超声波除毛刺。这几种方法均存在不足之处，1、手工刮除毛刺。由于零件小，去毛刺部位多，工人在显微镜下操作，生产效率很低，并且零件品质受人为因素影响而不易保证。2、振动抛光去毛刺和滚桶抛光去毛刺。将零件和磨粒一起放入振缸或滚桶内，加入水或其它液体介质，缸体振动或滚桶滚动，通过磨粒和零件的碰撞、摩擦作用而达到去毛刺的目的。但该方法对精密零件可以去除毛刺部分，但同时也会损坏工件结构和改变工件尺寸。3、热化学去毛刺。通常称之为“烧毛刺”，其原理是将零件放入一个密闭的压力容器内，通入按一定比例混合的可燃气体，用火花塞点燃可燃气体，通过可燃气体爆燃瞬时的高温(形成的局部温度可选2500～3000℃)将毛刺烧除。由于这种零件的材料是铝，其导热性很好，用这种方法去毛刺的效果不理想。此外，烧毛刺时的高温会使零件表面变色并使材料***。所以精密零件不能采用热化学去毛刺的方法。4、磨料喷射去毛刺。它的原理是利用压缩空气将磨粒从喷嘴口高速喷向零件毛刺部位，通过磨粒的撞击、摩擦作用去除毛刺。由于这种零件小而复杂，许多部位磨粒喷射不到，毛刺去除不干净，并且生产率较低。5、电解加工除毛刺。利用电解加工的原理击除毛刺.即利用金属在电解液中可以发生阳极溶解的原理。去毛刺时，将工具电极接直流电源负极，零件接直流电源正极，使工具电极对准零件毛刺根部，在零件毛刺与工具电极之间通入流动的电解液。这样，毛刺就会从根部被溶解脱落。采用电化学去毛刺的方法可以有效地击除这种零件的毛刺。由于铝的化学性质活泼，并且用户对去毛刺后的零件要求很高，使得这种零件的电化学去毛刺不同于一般的钢制零件。它要求在工艺上保证零件去毛刺时不产生杂散腐蚀，表面粗糙度好，并且去毛刺后零件表面不变色。所以该方法设备投资大，效率太低、能耗高，废电解液处理较为复杂，很难适合大规模多工件生产。6、超声波除毛刺。该方法是用真空减压超声波去毛刺法将清洗对象(包括去毛刺对象、腐蚀对象)放置于真空(减压)中，除去其内部空气，然后导人清洗剂浸泡后进行超声波清洗。但该方法很难去除大于50μm以上的毛刺，而铝工件切削加工过程所产生的毛刺一般都会大于100μm。

发明内容

本发明的目的是提供一种较为简单的工艺以及相对较少的设备就可以实现对形状复杂的铝或铝合金工件(精密零部件)表面毛刺进行去除并附着一层钝化保护膜而使铝零件表面无损伤、无变色，清洗液容易处理等优点。

本发明的技术方案是采用类似全自动碱洗铝合金的方法，其工艺包括工件的脱脂除油、碱洗、中和、纯水浸泡、表面钝化、洗净、吹风和烘干的步骤，其特点是在具有稳定的传送带中连续操作，过程如下：

1、脱脂除油，铝或铝合金工件切削或加工成形以后人工去除特别大的毛刺，然后传送进入脱脂除油工序，所述的脱脂除油过程是将铝及铝合金工件在自动传送带上用去油、去污剂喷淋工件，或通过传送装置自动浸入槽的液体中，使工件清洁，所采用的去油、去污剂是碱性、酸性或中性的化学药品和水的混合物，喷淋温度30～60℃。

2、碱洗，将脱脂除油的工件继续传送到碱洗槽中，浸入碱洗液，碱洗温度70～110℃，时间1～6分钟，碱洗液由5～10％(wt％)的硝酸钠和氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液组成，硝酸钠与氢氧化钠或氢氧化钾的质量比例为0.5～1∶3～4，碱洗液设有外循环、液位高度控制***。

3、中和，碱洗后的工件继续传送到中和室，用1～5％(wt％)的硝酸、硫酸和中和添加剂浸泡2～4分钟，然后用清水喷淋冲洗干净。

4、纯水浸泡，由于工件需要表面钝化，所以清水喷淋冲洗干净的工件需要用去离子水浸泡，保证中性的pH值。

5、表面钝化，将工件继续沿着自动传送带送入钝化槽，在由去离子水、硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和表面活性剂组成的钝化药水中钝化3～5分钟，水、硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和表面活性剂的质量比例是50～90∶0.5～1∶0.2～0.6∶0.4～1∶0.05～0.1，所述的表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠或叶桂醇硫酸钠等阴离子表面活性剂。

6、洗净，钝化后的工件出来后用清水喷淋冲洗干净，洗净可以分两段进行，第一段用常温自来水冲洗，第二段用热水喷淋，热水的温度为80-95℃，这样有利于下一步的干燥。

7、吹风和烘干，将工件沿着传送带进入热风吹干室，鼓风吹干，下线，检验合格后出厂。

上述全自动连续碱洗去除铝及铝合金工件表面毛刺的生产方法所采用的设备包括传送带、脱脂除油室、碱洗槽、钝化槽和加热吹风室，所述的碱洗槽和钝化槽均为弧形槽，铝及铝合金工件沿着传送带进入弧形槽接触碱洗液或钝化液，所述的弧形槽也可以是底部为平底，两边为斜坡，斜坡与传送带平面的夹角a为15～60°之间；另外，碱洗过程由于碱液与铝金属反应温度升高，所以要设外循环***和液位高度控制装置，适当加热或冷却，保证碱洗的温度，并控制合适的液面高度。所述的加热吹风室是设有加热管和四面能够吹风的箱子，使铝及铝合金工件进入后能够被热风吹干。

本发明的有益效果是：

1、采用在传送带上一次完成脱脂除油、碱洗、中和、纯水浸泡、表面钝化、洗净、吹风和烘干的工序，保证了操作的连续性，减轻了工人以往的分段操作，节省了空间和能源。

2、脱脂槽、中和槽、碱洗槽和钝化槽均为弧形槽，很好地控制了脱脂、碱洗、中和和钝化的时间和效果。

3、热水喷淋的温度为80-95℃，这样有利于工件的干燥。

4、本发明人自行配置的碱洗液保证了工件表面毛刺的有效去除和对工件结构及尺寸的有效保护和控制。

5、本发明人自行配置的钝化剂保证了工件表面具有较好的抗氧化和耐腐蚀性能，工件受到用户的欢迎，特别是一些精密仪器零件，保证了产品质量。

附图说明

图1是本发明全自动连续碱洗去除铝或铝合金工件表面毛刺的生产设备结构示意图。

图2是实施例1连续碱洗去除毛刺的生产过程的示意图。

图3是实施例2连续碱洗去除毛刺的生产过程的示意图。

图中看到，铝工件连续碱洗去除毛刺的设备包括机架1，传动辊2，传送带3，罩体4，脱脂除油室5，碱洗槽6，中和室7，钝化槽8和热风吹干室9，传动辊2安装在机架1上，传动辊2有传送带3，脱脂除油室5，碱洗槽6以及中和室7，钝化槽8和热风吹干室9均在罩体4内。

具体实施方式

实施例1

如附图2所示，本发明人于2008年9月为某计算机企业生产一批台式电脑CPU散热器10，切削或加工成形以后人工去除特别大的毛刺，传送进入脱脂除油室5进行脱脂除油工序，采用的去油、去污剂是碱性化学药品，温度55℃，喷淋4分钟，再继续传送到碱洗槽6中，浸入碱洗液，碱洗温度80～100℃，时间2分钟，碱洗液由7.5％(wt％)的硝酸钠和氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液组成，硝酸钠与氢氧化钠或氢氧化钾的质量比例为0.8∶3，碱洗液设有外循环和液位高度控制***；碱洗后的工件继续传送到中和室7，用4.5％(wt％)的硝酸浸泡4分钟，然后用清水喷淋冲洗干净，用去离子水浸泡，保证中性的pH值，再将工件继续沿着自动传送带送入钝化槽8，在由硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和表面活性剂组成的钝化剂中钝化3分钟，水、硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和十二烷基苯磺酸钠的质量比例是1∶0.5∶0.2∶0.4∶0.05，钝化后的工件出来后用清水喷淋冲洗干净，洗净可以分两段进行，第一段用常温自来水冲洗，第二段用热水喷淋，热水的温度为90℃，最后将工件沿着传送带进入热风吹干室9，鼓风吹干，下线，检验合格后出厂，经用户使用后，于2009年1月反馈该批零件质量很好，耐用度较高。

实施例2

如附图3所示，2009年2月承接某移动通讯公司基站中继设备散热器11数百件，切削或加工成形以后人工去除特别大的毛刺，传送进入脱脂除油室5进行脱脂除油工序，采用实施例1的去油、去污剂是碱性化学药品，温度35～50℃，喷淋3分钟，再继续传送到碱洗槽6中，浸入碱洗液，碱洗温度70～90℃，时间4分钟，碱洗液由7％(wt％)的硝酸钠和氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液组成，硝酸钠与氢氧化钠或氢氧化钾的质量比例为0.7∶3，碱洗液设有外循环和液位高度控制***；碱洗后的工件继续传送到中和室7，用4％(wt％)的硝酸浸泡3分钟，然后用清水喷淋冲洗干净，用去离子水浸泡，保证中性的pH值，再将工件继续沿着自动传送带送入钝化槽8，在由硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和表面活性剂组成的钝化剂中钝化4分钟，水、硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和十二烷基苯磺酸钠的质量比例是与实施例1相同，钝化后的工件出来后用清水喷淋冲洗干净，洗净可以分两段进行，第一段用常温自来水冲洗，第二段用热水喷淋，热水的温度为85℃，最后将工件沿着传送带进入热风吹干室9，鼓风吹干，下线，检验合格后出厂，用户验收时较满意。

Claims

1.一种铝或铝工件连续碱洗去除毛刺及表面钝化保护的生产方法，采用全自动碱洗的方法进行，其工艺包括工件的脱脂除油、碱洗、中和、纯水浸泡、表面钝化、洗净、吹风和烘干的步骤，其特征在于：铝工件是在具有稳定的传送带中连续操作，过程如下：

1).脱脂除油，铝及铝合金工件切削或加工成形以后人工去除特别大的毛刺，然后传送进入脱脂除油工序，所述的脱脂除油过程是将铝及铝合金工件在自动传送带上用去油、去污剂喷淋工件或浸入槽内液体中，使工件清洁，所采用的去油、去污剂是碱性、酸性或中性化工溶液，喷淋温度为30～60℃；

2).碱洗，将脱脂除油的工件继续传送到碱洗槽中，浸入碱洗液，碱洗温度70～110℃，时间1～6分钟，碱洗液由5～10％wt的硝酸钠和氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液组成，硝酸钠与氢氧化钠或氢氧化钾的质量比例为0.5～1∶3～4，碱洗液设有外循环和液位高度控制和温度控制***；

3).中和，碱洗后的工件继续传送到中和室，用1～5％wt的硝酸、硫酸和中和添加剂组成的中和溶液浸泡2～4分钟，然后用清水喷淋冲洗干净；

4).纯水浸泡，由于工件需要表面钝化，所以清水喷淋冲洗干净的工件需要用去离子水浸泡，保证中性的pH值；

5).表面钝化，将工件继续沿着自动传送带送入钝化槽，在由硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和表面活性剂组成的钝化剂中钝化3～5分钟，水、硅酸钠、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑和表面活性剂的质量比例是50～90∶0.5～1∶0.2～0.6∶0.4～1∶0.05～0.1，所述的表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠或叶桂醇硫酸钠等阴离子表面活性剂；

6).洗净，钝化后的工件出来后用清水喷淋冲洗干净，洗净可以分两段进行，第一段用常温自来水冲洗，第二段用热水喷淋，热水的温度为60-95℃；

7).吹风和烘干，将工件沿着传送带进入热风吹干室(9)，鼓风吹干，下线，检验合格后出厂；

2.如权利要求1所述的铝或铝工件连续碱洗去除毛刺的生产方法所采用的设备，其特征在于：该设备包括机架(1)，传动辊(2)，传送带(3)、脱脂除油室(5)、碱洗槽(6)、中和槽、钝化槽(8)和热风吹干室(9)，传动辊(2)安装在机架(1)上，传动辊(2)有传送带(3)，碱洗槽(6)和钝化槽(8)均为弧形槽，钝化槽(8)和热风吹干室(9)安装在罩体(4)内，铝或铝合金工件沿着传送带进入弧形槽接触碱洗液或钝化液。

3.根据权利要求1所述的铝或铝工件连续碱洗去除毛刺的生产设备，其特征在于：所述的设备还包括外循环***、液位高度控制装置，设有加热或冷却温度控制装置，保证碱洗的温度，并控制合适的液面高度。

4.根据权利要求2所述的铝或铝工件连续碱洗去除毛刺的生产设备，其特征在于：所述的弧形槽底部为平底，两边为斜坡，斜坡与传送带平面的夹角为15～60°之间。

5.根据权利要求2所述的铝或铝工件连续碱洗去除毛刺的生产设备，其特征在于：所述的热风吹干室(9)设有加热管和四面能够吹风的箱子。