DE102012107807A1 - Method for producing a metallic component of a fitting, furnace fitting and oven with pyrolysis cleaning function - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils eines Beschlages, insbesondere einer Auszugsführung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte I. Bereitstellen eines metallischen Bauteils aus Stahl; II. Gegebenenfalls ein zumindest abschnittweises Entfetten des metallischen Bauteils und III. Beizen zumindest eines Oberflächenabschnitts des metallischen Bauteils unter Ausbildung einer metallischen Passivschicht mit einem gegenüber der Stahlzusammensetzung in einem Kernbereich des Bauteils verringerten Eisenanteil, sowie ein Ofenbeschlag und ein Ofen mit Pyrolysereinigungsfunktion.A method for producing a metallic component of a fitting, in particular a pull-out guide, characterized by the following steps I. Providing a metallic component made of steel; II. If necessary, degreasing the metallic component at least in sections and III. Pickling of at least one surface section of the metallic component with the formation of a metallic passive layer with a reduced iron content compared to the steel composition in a core area of the component, as well as a furnace fitting and a furnace with a pyrolysis cleaning function.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils eines Beschlages nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Ofenbeschlag und einen Ofen mit Pyrolysereinigungsfunktion. The present invention relates to a method for producing a metallic component of a fitting according to the preamble of claim 1, a furnace fitting and a furnace with pyrolysis cleaning function.
Es sind Ofenbeschläge aus Stahl bekannt, welche unbeschichtet in einem Ofen eingesetzt werden können. Zwar bietet die Stahlzusammensetzung einen gewissen Schutz vor diesen korrosiven Effekten, allerdings fördert das aggressive Milieu in einem Ofen bzw. Backofen korrosive Effekte in verstärktem Maße. Dies liegt beispielsweise an salzhaltigen Bratenspritzern, Wasserdampf und der erhöhten Temperatur, welche Oxidationsreaktionen beschleunigen. Aufgrund dieser korrosiven Effekte bilden sich zunächst Anlauffarben auf dem Beschlag aus und bei längerer Nutzung auch Rost. There are known steel furnace fittings, which can be used uncoated in an oven. Although the steel composition provides some protection against these corrosive effects, the aggressive environment in an oven promotes corrosive effects to a greater extent. This is due, for example, to saline fryers, water vapor and the elevated temperature, which accelerate oxidation reactions. As a result of these corrosive effects, tarnish is initially formed on the fitting and, with prolonged use, also rust.
Um diesen Oxidationseffekten entgegenzuwirken wurden beispielsweise anorganisch-organische Beschichtungen vorgeschlagen. Diese haben sich grundsätzlich bewährt. Allerdings kann eine Beschichtung – je nach Schichtdicke – bei einem Beschlag zu Problemen bei der Montage, aufgrund der Erhöhung der Materialstärke führen. In order to counteract these oxidation effects, for example, inorganic-organic coatings have been proposed. These have basically proven themselves. However, a coating - depending on the layer thickness - in a fitting to problems during installation, due to the increase in material thickness.
Die
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils eines Beschlages bereitzustellen und einen Ofenbeschlag mit möglichst passgenauen Bauteilen zu schaffen. Based on the aforementioned prior art, it is now an object of the present invention to provide a method for producing a metallic component of a fitting and to create a furnace fitting with components as accurate as possible.
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils eines Beschlages, insbesondere einer Auszugsführung, die folgenden Schritte
- I. Bereitstellen eines metallischen Bauteils aus Stahl;
- II. Gegebenenfalls ein zumindest abschnittweises Entfetten des metallischen Bauteils und
- III. Beizen zumindest eines Oberflächenabschnitts des metallischen Bauteils unter Ausbildung einer metallischen Passivschicht mit einem gegenüber der Stahlzusammensetzung in einem Kernbereich des Bauteils verringerten Eisenanteil.
- I. providing a metallic component of steel;
- II. Optionally, at least partially degreasing of the metallic component and
- III. Pickling at least one surface portion of the metallic component to form a metallic passive layer having an iron content reduced relative to the steel composition in a core portion of the component.
Die durch das Beizen herausgebildete Passivschicht besitzt eine ausreichende mechanische Festigkeit, um das Bauteil in einem Beschlag zu verwenden. Zudem kann das Bauteil ebenso problemlos montiert und bewegt werden, als wäre das Bauteil dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht unterzogen worden, da die Passivschicht die Maße bzw. die Materialstärke des Bauteils nicht negativ beeinflusst. Durch die Passivschicht wird somit die Ausbildung von Anlauffarben verhindert. Zugleich wird durch die ausgebildete Passivschicht die Montage nicht unnötig erschwert und die Passgenauigkeit des Bauteils im Beschlag nicht negativ beeinflusst. Eine Anpassung des Produktionsverfahrens an die geänderte Materialstärke des Bauteils muss daher nicht erfolgen. The passive layer formed by the pickling has sufficient mechanical strength to use the component in a fitting. In addition, the component can also be easily mounted and moved as if the component had not been subjected to the method according to the invention, since the passive layer does not adversely affect the dimensions or the material thickness of the component. The passive layer thus prevents the formation of tarnish. At the same time, the installation of the passive layer does not make installation unnecessarily difficult and the fitting accuracy of the component in the fitting is not adversely affected. An adjustment of the production process to the changed material thickness of the component must therefore not be made.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Zwischen dem Kernbereich und der Passivschicht befindet sich ein Diffusionsbereich. Als Kernbereich des Bauteils kann von einem Materialbereich ab einer Schichtdicke von über 1 mm unter der Oberfläche des Bauteils ausgegangen werden. Between the core area and the passive layer is a diffusion area. The core region of the component can be assumed to be a material region from a layer thickness of more than 1 mm below the surface of the component.
Um mechanischen meist abrasiven Belastungen über längere Zeit standzuhalten ist es von Vorteil, wenn die Passivschicht eine Schichtdicke von zumindest 5 µm, vorzugsweise zumindest 10 µm, insbesondere zumindest 15 µm aufweist. Dabei sollte bedacht werden, dass beispielsweise Ofenauszugsführungen mit Gargutträgern und befüllten Eisenpfannen mit einer Masse von mehreren Kilogramm belastet werden, welche aufgrund eines gewissen Spiels auf der Auszugsführung beim Verfahren hin- und herreiben und einen Materialabtrag bewirken. Die vorgenannte Schichtdicke der Passivschicht gewährleistet dabei auch einen besonders vorteilhaften Korrosionsschutz, selbst wenn es zu Mikrokratzern auf der Oberfläche kommt, welche allerdings nicht durch die Passivschicht dringen. In order to withstand mechanical mostly abrasive loads for a long time, it is advantageous if the passive layer has a layer thickness of at least 5 μm, preferably at least 10 μm, in particular at least 15 μm. It should be noted that, for example Ofenauszugsführungen be loaded with food supports and filled iron pans with a mass of several kilograms, which due to a certain game back and forth on the pullout guide during the process and cause a material removal. The aforementioned layer thickness of the passive layer also ensures a particularly advantageous corrosion protection, even if it comes to micro-scratches on the surface, which, however, do not penetrate through the passive layer.
Für eine besonders vorteilhafte Maßhaltigkeit bzw. Passgenauigkeit des metallischen Bauteils mit weiteren Bauteilen einer Auszugsführung ist es von Vorteil, wenn die Materialstärke des Bauteils nach der Ausbildung der Passivschicht um weniger als 1 µm, vorzugsweise weniger als 0,5 µm, insbesondere weniger als 0,25 µm zu- oder abgenommen hat. Besonders bevorzugt ist bei der Ausbildung der metallischen Passivschicht gar kein Zuwachs der Materialstärke des Bauteils erfolgt. For a particularly advantageous dimensional accuracy or accuracy of fit of the metallic component with further components of a drawer guide, it is advantageous if the material thickness of the component after the formation of the passive layer by less than 1 .mu.m, preferably less than 0.5 .mu.m, in particular less than 0, 25 μm has increased or decreased. Particularly preferred in the formation of the metallic passive layer no increase in the material thickness of the component takes place.
Durch die Ausbildung der Passivschicht können sowohl auch kostengünstige Stahlsorten genutzt werden, welche bislang aufgrund des hohen Korrosionsrisikos in diesem Anwendungsbereich nicht in Betracht gezogen wurden. Bevorzugte kostengünstige Stahlsorten sind beispielsweise ausgewählt aus 1.4301 und 1.4016. Erfindungsgemäß weist ein Ofenbeschlag, insbesondere Ofenauszugsführung, für einen Ofen mit Betriebstemperaturen von bis zu 300 °C, zumindest ein Bauteil mit einer zumindest abschnittsweisen metallischen Passivschicht auf, wobei das Bauteil aus Stahl besteht und die Stahlzusammensetzung der metallischen Passivschicht einen gegenüber der Stahlzusammensetzung in einem Kernbereich des Bauteils verringerten Eisenanteil aufweist. Due to the formation of the passive layer, it is also possible to use inexpensive steel grades which were hitherto not considered due to the high risk of corrosion in this field of application. Preferred cost-effective steel grades are for example selected from 1.4301 and 1.4016. According to the invention, a furnace fitting, in particular furnace exhaust guide, for an oven with operating temperatures of up to 300 ° C, at least one component with an at least partially metallic passive layer, wherein the component consists of steel and the steel composition of the metallic passive layer over the steel composition in a core region of the component has reduced iron content.
Ein derartig ausgebildeter Ofenbeschlag bei welchem die Passivschicht als auch das Kernmaterial aus Stahl mit unterschiedlicher Zusammensetzung besteht, ist bislang nicht bekannt. Anders als verchromte Beschläge, ist dieser Beschlag aufgrund des Resteisenanteils in der Passivschicht zudem verzunderungsfest. Dabei ist ein Ofenbeschlag im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Beschlag, welcher in einem Ofen, insbesondere einem handelsüblichen Backofen im Haushaltsbereich, verwendet wird. Such a trained Ofenbeschlag in which the passive layer and the core material made of steel with different composition is not yet known. Unlike chrome-plated fittings, this fitting is also resistant to scaling due to the residual iron content in the passive layer. Here, a furnace fitting in the context of the present invention, a fitting which is used in a furnace, in particular a commercial oven in the household sector.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Es wurde gefunden, dass die metallische Passivschicht eine Korrosionsbeständigkeit gemäß
Um die Oberflächengüte des Bauteils des Beschlages auch bei Pyrolysebetrieb vorteilhaft zu gewährleisten, ist die metallische Passivschicht verzunderungsfest bis zu 500 °C. In order to ensure the surface quality of the component of the fitting advantageous even during pyrolysis, the metallic passive layer is resistant to scaling up to 500 ° C.
Erfindungsgemäß weist ein Ofen mit Pyrolysereinigungsfunktion einen Ofenbeschlag gemäß Anspruch 8 auf. Bei einem derartigen Ofen kann gemeinsam mit der Reinigung des Ofeninnenraumes auch die Reinigung des Beschlages durch die Pyrolysefunktion erfolgen. Eine vorherige Entnahme und getrennte Reinigung des Beschlages, wie es bei bisherigen Modellen oftmals praktiziert wird, ist nicht notwendig. Folglich kann ein entsprechender Ofenbeschlag auch im Ofenraum stoffschlüssig mit der Ofenwandung, beispielsweise über eine Schweißverbindung, verbunden sein. According to the invention, a furnace with pyrolysis cleaning function has a furnace fitting according to
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Sie zeigen The invention will be explained below by means of an embodiment with reference to the accompanying drawings. they show
Eine Auszugsführung
Zur Befestigung der Auszugsführung
Die Führungsschiene
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Auszugsführung näher erläutert. Hereinafter, a method for producing a pull-out guide according to the invention will be explained in more detail.
In einem ersten Verfahrensschritt I erfolgt die Bereitstellung eines Bauteils der Auszugsführung. Bei diesem Bauteil handelt es sich vorzugsweise um eine Schiene, insbesondere um die Führungsschiene
Im Anschluss an das Bereitstellen des Bauteils, gemäß einem ersten Verfahrensschritt I, erfolgt eine Entfettung des Bauteils in einem zweiten Verfahrensschritt II. Die Entfettung erfolgt durch alkalische Behandlung und kann durch ein Tauschverfahren durchgeführt werden. Eine weitaus bevorzugtere Variante ist allerdings eine gezieltere Entfettung der Sichtflächen der Laufschiene
Die besagten Sichtflächen werden mit einer Laugenlösung, beispielsweise einer Natronlauge, mit einem pH-Wert von vorzugsweise mehr als pH = 11 behandelt. The said visible surfaces are treated with a lye solution, for example a sodium hydroxide solution, having a pH of preferably more than pH = 11.
Die Entfettung hat neben dem Entfernen von produktionsbedingten Fett- und Schmutzanhaftungen auch eine Aktivierung der Oberfläche zur Folge, so dass Chemikalien besser angreifen können. In addition to removing production-related build-up of grease and dirt, degreasing also activates the surface so that chemicals can better attack.
In einem anschließenden dritten Verfahrensschritt III erfolgt ein Beizen der Oberflächen, insbesondere der Sichtflächen der Bauteile insbesondere der Schienen
Schließlich wird auf das Bauteil in einem vierten Verfahrensschritt IV, insbesondere auf die Laufflächen
Sofern nicht bereits das Bauteil im montierten Zustand in der Auszugsführung vorliegt, kann eine Montage zu einer Auszugsführung grundsätzlich nach jedem der Verfahrensschritte I–IV erfolgen. If the component is not already present in the pull-out guide in the mounted state, mounting to a pull-out guide can basically take place after each of the method steps I-IV.
Nachfolgend wird der Verfahrensschritt III des Beizens näher erläutert. Beizprozesse sind grundlegend auf dem Gebiet der Metallbehandlung bekannt. Im vorliegenden Fall geht es insbesondere um die Passivierung der Edelstahloberfläche, um korrosive Effekte zu verringern. The method step III of the pickling is explained in more detail below. Pickling processes are fundamentally well-known in the field of metal treatment. In the present case, in particular, the passivation of the stainless steel surface in order to reduce corrosive effects.
Der Beizprozess bzw. das Beizen erfolgt in mehreren Verfahrensschritten und beginnt mit dem Auftragen einer mehrkomponentigen wässrigen Beizlösung mit zumindest einer Komponente A und einer Komponente B auf die Stahloberfläche des Bauteils der Auszugsführung. Die Beizlösung kann vorzugsweise 1–4 Stunden einwirken bei Temperaturen von vorzugsweise weniger als 70 °C. Die Beizlösung weist ein Normalpotential von vorzugsweise mehr als 300 mV auf. Anschließend wird die Beizlösung in einem oder mehreren Spülschritten entfernt und das Bauteil einem Wärmebehandlungsprozess bei über 80 °C – vorzugsweise in einem Umluftverfahren unter Zuführen von Luft und/oder Wasserdampf – unterzogen. Dieser Wärmebehandlungsprozess erfolgt vorzugsweise zumindest über 2 min, besonders bevorzugt über 15–45 min. The pickling process or pickling takes place in several process steps and begins with the application of a multi-component aqueous pickling solution with at least one component A and one component B to the steel surface of the component of the pullout guide. The pickling solution may preferably act for 1-4 hours at temperatures of preferably less than 70 ° C. The pickling solution has a normal potential of preferably more than 300 mV. Subsequently, the pickling solution is removed in one or more rinsing steps and the component subjected to a heat treatment process at over 80 ° C - preferably in a recirculation method with supplying air and / or water vapor. This heat treatment process is preferably carried out for at least 2 minutes, particularly preferably for 15-45 minutes.
Die Komponente A der Beizlösung weist zumindest eine komplexbildende Komponente auf, vorzugsweise eine chelatbildende Komponente. Die komplexbildende Komponente ist ausgesucht aus einer Gruppe bestehend aus
Komponente B der Beizlösung ist ein Oxidationsmittel ausgesucht aus einer Gruppe bestehend aus: Nitrat-, Peroxid-, Persulfat-, Perborat-, Percaboxylat-, Iodat- und/oder Cer(IV)-Verbindungen in Form von Säure- oder Salzverbindungen. Mit dem Oxidationsmittel gelingt eine Einstellung des Normalpotentials der Beizlösung auf mehr als 300 mV. Component B of the pickling solution is an oxidizing agent selected from a group consisting of: nitrate, peroxide, persulfate, perborate, percaboxylate, iodate and / or cerium (IV) compounds in the form of acid or salt compounds. With the oxidizing agent succeeds a setting of the normal potential of the pickling solution to more than 300 mV.
Eine entsprechende Beizlösung umfasst vorzugsweise folgende Massenanteile
0,2–5,0 % der Stoffgruppe a) der Komponente A
0,1–5,0 % der Stoffgruppe b) der Komponente A
0,5–10,0 % der Stoffgruppe c) der Komponente A
0,2–20,0 % der Komponente B
der Rest der Lösung umfasst Wasser und ggf. Verdickungsmittel A corresponding pickling solution preferably comprises the following mass fractions
0.2-5.0% of substance group a) of component A.
0.1-5.0% of substance group b) of component A
0.5-10.0% of substance group c) of component A.
0.2-20.0% of component B
the remainder of the solution comprises water and optionally thickener
Zur Senkung der Oberflächenspannung können der Beizlösung auch Tenside beigemischt werden. Somit kann die Beizlösung die Metalloberfläche besser benetzen. To reduce the surface tension of the pickling solution and surfactants can be mixed. Thus, the pickling solution can better wet the metal surface.
Austenitischer Stahl mit einem Massenanteil von 16–20 % Chrom und einem Massenanteil von 7–10 % Nickel wird vorzugsweise bei 100 bis 270 °C, insbesondere bei 150–260 °C, wärmebehandelt. Austenitic steel with a mass fraction of 16-20% chromium and a mass fraction of 7-10% nickel is preferably heat-treated at 100 to 270 ° C, in particular at 150-260 ° C.
Ferritischer Stahl mit einem Massenanteil von 16–20 % Chrom, der im Wesentlichen nickel- und molybdänfrei ist, wird vorzugsweise bei 100 bis 190 °C, vorzugsweise 120 bis 160 °C wärmebehandelt. Ferritic steel containing 16-20% by weight of chromium, which is essentially free of nickel and molybdenum, is preferably heat treated at 100 to 190 ° C, preferably 120 to 160 ° C.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Auszugsführung pull-out guide
- 2 2
- Führungsschiene guide rail
- 3 3
- Mittelschiene middle rail
- 4 4
- Laufschiene runner
- 5 5
- Klammer clip
- 6 6
- Wälzkörper rolling elements
- 7 7
- Wälzkörperkäfig Rolling Element
- 8 8th
- Laufbahn career
- 9 9
- Laufbahn career
- 1010
- Stopfen Plug
- 1111
- Element element
- 1212
- Element element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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