CN103540986A - 用于对金属空心体上的表面进行阳极化处理的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于对金属的空心体上的表面进行阳极化处理的方法，其中将空心体夹紧地固定在导电的工件夹的突出的指部上并且将工件夹在一个预定的工作周期上逐步地引导通过一系列处理池，这些处理池包含至少一个阳极化处理池，在所述阳极化处理池中通过在工件夹和设置在处理池中的阴极之间的闭合的电路在空心体的表面上实现阳极氧化。将工件夹在处理池的转交工位中下降到处理池中并且在处理池的内部以水平的定向在一个或多个通过工作周期预定的步骤中输送给处理池的取出工位，将工件夹在取出工位中在一个接下来的工作周期中抬起并且转动180°，从而液体从空心体滴入到处理池中，并且工件夹在阳极化处理池中在金属的导轨上运动，该导轨与电路的阳极连接。

Description

用于对金属空心体上的表面进行阳极化处理的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对金属空心体上的表面进行阳极化处理的方法，其中将空心体夹紧地固定在导电的工件夹的突出的指部上并且将工件夹在预定的工作周期中逐步地引导通过一系列处理池，其中这些处理池包含至少一个阳极化处理池，在所述阳极化处理池中通过在工件夹和设置在处理池中的阴极之间的闭合的电路在空心体的表面上实现阳极氧化。该空心体接下来称为工件。

背景技术

阳极化处理也称为阳极氧化并且是一个电化学过程，其将工件的金属表面转化成金属氧化物。在此所产生的氧化层与金属的基础材料牢固连接。层厚度而后可以通过过程参数的选择按照规定进行设定。阳极化处理主要用于由铝或铝合金构成的工件的表面调质。阳极化处理持久地保护铝防止环境影响，使其容易清洁并且通过氧化层的结构使得装饰性的着色成为可能。该方法在实践中用于给套筒、盖子和类似的工件提供高质量的装饰性表面。

处理池除了阳极化处理池之外还具有其它的池，在其中工件被去油、化学处理、冲洗和密封。在各处理池之间设置其它的冲洗池。颜色效果和光泽效果可以通过在各种不同的处理液体中的浸入时间达到和影响。

在由实践已知的方法中工件夹（其之前装备待处理的工件）悬挂在一个输送装置上，以竖直的定向被输送并且竖直地浸入到处理池的处理液体中。与固定在工件夹的上端部上的工件相比，设置在工件夹的下端部上的工件在这种方法中较长时间地受到处理液体的影响。在阳极化处理池中和在下游的着色池中的不同的逗留时间对工件表面的质量产生不利的影响。阳极化处理的且着色的工件表面例如在颜色强度方面是不同的，其例如与工件在着色池中的逗留时间显著相关。此外通过工件的侧向定向，在空心体的上侧和下侧上的被阳极化处理的表面之间出现质量差异。已知的方法的另外的缺点在于：在从处理池中拉出竖直定向的工件架之后，处理液体在有限的时间内（其通过工作周期确定）不完全从工件上流走。在工件支架从池到池运动时产生大的处理液体的携带损失。这此外不利地影响废水清除以及化学品消耗。

在由US 2008/0257717A1已知的方法中工件夹（其之前配备待处理的空心体）转交到滚筒上，其在处理池中逐步实施周期性的旋转运动。在此工件夹在螺旋形的导轨上移动通过处理池。根据所需要的逗留时间，滚筒实施一个或多个正旋转。多个配备相应的装置的处理池成列地依次设置，从而工件夹与待处理的工件可以被引导通过多个不同的处理池。在处理池中的逗留时间与滚筒的转动圈数有关并且仅仅可以在改变步骤中改变，其为整圈转动的整数多倍。困难的是，设定短的处理时间并且与需要非常长的工件逗留时间的池组合。当滚筒为了设定长的逗留时间而需要多个旋转时，此外不利的是，工件在于处理液体中的处理期间总是重新离开处理液体并且重新浸入到处理液体中。与高方法相关的限制不利地对工件的表面质量起到不利的影响。

在由DE1274979已知的用于空心体的阳极化处理的方法中，工件在一个循环带上固定，其由钛板或锌板构成，其在构成带环的情况下被引导通过多个成列设置的处理池。通过在处理池中的带环的数量，可以改变工件的逗留时间。即使在这种方法中处理液体从池到池的大的携带也是不可避免的。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于提供在金属的空心体上的表面上进行阳极化处理的方法，其特征在于从处理池至处理池的低的处理液体携带并且由此可能的是，制造具有通过阳极化处理调质的且特别是彩色的高质量的表面的工件。特别是所有在工件夹上固定的工件应当具有在颜色强度和光泽方面相同的表面并且应当特别是避免在阳极化处理的空心体的上侧和下侧之间的质量差异。

本发明的内容和上述目的的解决方案是根据权利要求1的方法。

根据本发明，将工件夹在处理池的转交工位中下降到处理池中并且在处理池的内部以水平的定向在一个或多个通过工作周期预定的步骤中输送给处理池的取出工位。在一个接下来的工作周期中将工件夹在取出工位中抬起并且转动180°，从而液体从空心体滴入到处理池中。工件夹在阳极化处理池中在金属的导轨上运动，该导轨与电路的阳极连接。

在根据本发明的方法中工件夹在处理池的处理液体中始终是水平定向的。工件夹的突出的指部（在这些指部上夹紧固定工件）在处理池中向下延伸，从而处理液体可以不被气泡阻挡阻挡地流入到具有盖子形状的工件的内腔中。每个工件通过根据本发明的方法的设计在处理液体中具有相同的逗留时间。由此获得特别均匀的处理结果。工件（其在阳极化处理之后通过浸入被着色）获得一致的颜色强度，其中也在空心体的内侧和外侧之间没有区别。工件夹在导轨系统上水平地移动通过处理池，其中该运动在多个通过该工艺的工作周期预定的步骤实现。所需要的在处理液体中的浸入时间通过步骤的数量和步长确定。在处理池的取出工位中，工件被抬起并且转向180°。通过工件夹的颠倒，处理液体可以快速地完全地不仅从空心体的内腔而且从工件的外表面滴落到处理池中。工件在工件夹上的竖直定向与工件夹在从处理池中取出时的180°定向相结合促成从处理池至处理池的低的处理液体携带。由此化学物质消耗和能量需求（例如用于泵和用于加热处理液体）降低了。此外可以减小用于废水处理的费用。

在根据本发明的方法，将多个成一列运动的工件夹同时引导通过处理池，其中工件夹在处理池的转交工位中下降到处理池中，同时将一个工件夹在取出工位中从处理池取出以及将至少一个另外的工件夹移动通过处理池。

根据本发明的一个优选设计，工件夹在至少一个处理池的转交工位中通过旋转运动转向并且在此由在处理池的池液体上方的第一位置下降到位于液体内部的第二位置。转向装置如此设计和设置，使得仅仅通过工件夹的旋转运动，不仅实施所需要的提升运动，而且实施对于本发明的方法重要的180°转动运动。处理池的取出工位可以设有构造相同的转向装置，其借助于180°的旋转运动将工件夹从处理池中抬出。

根据本发明的方法的另外的设计规定，工件夹在至少一个处理池的转交工位中通过旋转运动转向并且在转向后由在处理池上方的位置借助于竖直运动下降到位于池液体中。在此工件夹不仅实施平移运动而且实施旋转运动。这种设计具有这样的优点，即所有固定在工件夹上的工件同时达到处理池的液体水平并且浸入到处理池的处理液体中。所述的设计特别是考虑到这样的处理池，在这些处理池中逗留时间必须非常精确地设定并且必要的是，所有固定在工件夹上的空心体在池中具有相同的逗留时间。所述的转交工位的设计优选对于这样的着色池使用，其中工件以紧密公差需要规定的逗留时间（例如在15和30秒之间）并且与预定值的偏差对颜色强度起作用。

工件夹在处理池内部支承在一个导轨上并且优选通过滑块的平移运动被向前移动。电路的配备给阳极化处理池的阳极连接在金属的导轨上，其桥接在转交工位和取出工位之间的间距。该导轨也与直流电源的正端子连接，其中位于阳极和导轨之间的接触位置位于池液体内部。由此确保了良好的电传递。与在池外部的触点接通相比，在处理液体内部的电触点接通是更加有效的并且是不太受干扰的。

用于阳极化处理的阴极有利地设置在与阳极电连接的导轨的下方，优选设置在阳极化处理池的底部上。

因为工件夹水平降入到处理池中并且被水平引导通过处理池，所以可以使用具有小的液体高度的扁平处理池。与现有技术相比，在本发明的方法中可以利用较小的液体量加工。这在池的加热和温度调节方面具有能量方面的优点。此外处理池可以无问题地更换并且本发明的方法对于小批量的待阳极化处理的工件也可以经济地运行。

对于本发明的方法使用这样的工件夹，其包含一个基础框架和多个固定在基础框架上的板条，所述板条具有多个成对设置的可弹性变形的指部以用于固定空心体，工件夹的基础框架在对置的各侧上在C形的导轨元件中被引导。在转交工位和处理池的取出工位中的颠倒运动时，在导轨元件和工件夹之间不需要附加的固定装置。C形的导轨元件可以由金属丝元件制造，从而其可以被处理液体良好冲洗并且在更换池液体时不会在导轨系统中构成液体聚集。

附图说明

下面本发明借助于仅仅示出一个实施例的附图进行阐述。附图如下：

图1用于对金属的空心体的表面进行阳极化处理的方法的设备示意图；

图2用于在附图1中示出的方法的处理池；

图3用于在附图2中示出的处理池的转交工位的俯视图；

图4用于在附图2中示出的处理池的转交工位的替代设计。

具体实施方式

在附图1中示出的设备简图示出用于对由铝或铝合金构成的金属的空心体上的表面进行阳极化处理的方法的过程步骤。空心体形状的工件夹紧地固定在导电的工件夹1的突出的指部上并且工件夹1在预定的工作周期被逐步地引导通过一系列处理池。处理池特别是包含一个酸化池2、一个用于中和工件的池3、一个阳极化处理池4、一个用于着色的池5以及一个用于密封被处理的工件表面的池6。在所述的处理池2至6之间工件被冲洗，其中冲洗也可以通过浸入到处理池7中实施。

其中一个处理池例如阳极化处理池4在附图2中示意示出。工件夹1在处理池的转交工位8中下降到处理池中并且在处理池的处理液体9内部以水平的定向在一个或多个通过工作周期预定的步骤中输送给处理池的取出工位10。在一个接下来的工作周期中，定位在取出工位10中的工件夹1′被抬起以及转动180°，从而液体从空心体形的工件11滴入到处理池中。从附图2的视图也可以看出，多个成一列被移动的工件夹1、1′、1″同时被引导通过处理池，其中一个工件夹在处理池的转交工位中下降到处理池中，同时工件夹1′在取出工位10中从处理池中取出以及至少一个其它的工件夹1″被引导通过处理池。

工件夹1在处理池的转交工位8中通过旋转运动转向并且在此由在处理池的池液体上方的第一位置□下降到位于池液体内部的第二位置□□。在第二位置□□，工件夹1的突出的指部12竖直向下定向，从而夹紧固定在指部上的空心体11在其上端部上是敞开的并且处理液体也可以流入到空心体11的内腔中，而不会被气泡阻挡。在处理池的外部，工件夹1的突出的指部12向上定向，从而空心体11可以在正上方固定在指部上并且任何液体可以从空心体11的内腔无阻碍地滴落。

处理池的取出工位10具有结构相同的转向装置13。通过转向装置13的旋转运动，工件夹1′不仅被提升到位于处理池的液体平面上方的水平上，而且同时被转动180°。

根据本发明的方法的特征在于从处理池至处理池较少地携带处理液体。此外固定在工件夹上的工件11在处理液体内部的逗留时间是一致的。由此获得非常均匀的处理结果。

用于在附图1中示出的设备示意图的处理池优选具有上述的结构并且区别仅仅在于长度。所需要的在处理液体中的浸入时间通过工作周期和处理池的长度达到。

在阳极处理池4中通过在工件夹1″和设置在处理池中的阴极14之间的闭合的电路实现在空心体11的表面上的阳极氧化。在此由铝或铝合金构成的工件11的金属表面转化成铝氧化物。工件夹1、1′、1″优选由钛构成并且不受阳极氧化的影响。在阳极化处理池4内部，工件夹1、1′、1″支承在导轨15上并且通过滑块16的平移运动被向前移动。配备给阳极化处理池4的电路的阳极被连接在导轨15上，其桥接在转交工位8和取出工位10之间的间距。位于阳极和导轨15之间的接触位置位于池液体内部。阴极14设置在与阳极电连接的导轨15的下方，优选设置在处理池的底部上。

由附图2和3的比较观察可看出，工件夹1、1′、1″具有平面的基础框架17和固定在基础框架17上的板条18，其具有多个成对设置的可弹性变形的指部12用于固定空心体11。工件夹1的基础框架17在对置的各侧上在C形的导轨元件20中被引导并且同样通过C形的导轨元件20在颠倒运动时被保持在转交工位8以及处理池的取出工位10中。导轨元件20由金属丝构成并且不构成用于处理液体的空腔。

附图4示出转交工位的一个实施变体。在附图4中示出的转交工位8′中，工件夹利用旋转运动转向并且在转向之后借助于竖直运动从位于处理池上方的位置下降到池液体中。该运动由180°的旋转运动和平移运动a组合而成。在附图4中示出的转交工位8′具有这样的优点，即所有固定在工件夹上的空心体11通过线性的下降运动a同时到达处理液体。在附图4中示出的转交工位8′优选用于这样的处理池，在其中所有固定在工件夹1上的工件11需要相同的逗留时间，其中维持紧密公差。在附图4中示出的转交工位因此特别是用于着色池，在其中之前被阳极化处理的工件11通过浸入被着色。在着色池中的逗留时间是短的并且必须为了产生恒定的颜色强度被精确设定。

Claims (8)

1.一种用于对金属的空心体上的表面进行阳极化处理的方法，其中将空心体（11）夹紧地固定在导电的工件夹（1、1′、1″）的突出的指部（19、19′）上并且将工件夹（1、1′、1″）在预定的工作周期中逐步地引导通过一系列处理池，这些处理池包含至少一个阳极化处理池（4），在所述阳极化处理池中通过在工件夹（1″）和设置在该处理池中的阴极（14）之间的闭合的电路在空心体（11）的表面上实现阳极氧化，其特征在于，将工件夹（1）在处理池的转交工位（8、8′）中下降到处理池中并且在处理池的内部以水平的定向在一个或多个通过工作周期预定的步骤中输送给处理池的取出工位（10），在一个接下来的工作周期中将工件夹（1）在取出工位（10）中抬起并且转动180°，从而液体从空心体（11）滴入到处理池中，并且工件夹（11）在阳极化处理池（4）中在金属的导轨（15）上运动，该导轨与电路的阳极连接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将多个成一列运动的工件夹（1、1′、1″）同时引导通过处理池，其中一个工件夹（1）在处理池的转交工位（8）中下降到处理池中，同时将一个工件夹（1′）在取出工位（10）中从处理池中取出以及将至少一个另外的工件夹（1″）移动通过处理池。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将工件夹（1）在至少一个处理池的转交工位（8）中通过旋转运动转向并且在此从在处理池的池液体上方的第一位置□下降到位于池液体内部的第二位置□□。

4.如权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，将工件夹（1）在至少一个处理池的转交工位（8′）中通过旋转运动（a）转向并且在转向后借助于竖直运动（b）从在处理池上方的位置下降到池液体中。

5.如权利要求1至4之一项所述的方法，其特征在于，将工件夹（11）在处理池内部支承在导轨（15）上并且通过滑块（16）的平移运动向前移动。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，配备给阳极化处理池（4）的电路的阳极连接在金属的导轨（15）上，该导轨桥接在转交工位（8、8′）和取出工位（10）之间的间距，其中在该阳极和导轨（15）之间的接触位置位于池液体内部。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，阴极（14）在阳极化处理池（4）中设置在与阳极电连接的导轨（15）的下方，优选设置在处理池的底部上。

8.如权利要求1至7之一项所述的方法，其特征在于，使用这样的工件夹（1、1′、1″），其包含一个基础框架（17）和多个固定在基础框架（17）上的板条（18），所述板条具有多个成对设置的可弹性变形的指部（12）以用于固定空心体（11），工件夹的基础框架（17）在对置的各侧上在C形的导轨元件（20）中引导。

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