DE19809802A1 - Process for surface treatment of aluminum or the like - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken aus Aluminium, Aluminium-Legierungen, Magnesium oder Magnesium-Legierungen. Es ist vorgesehen, daß die Oberlfäche mit einer Bürste behandelt, vorzugsweise aufgerauht wird und daß anschließend eine Oberflächenbehandlung mittels eines galvanischen Verfahrens oder ein Lackieren erfolgt.The invention relates to a method for the surface treatment of workpieces made of aluminum, aluminum alloys, magnesium or magnesium alloys. It is provided that the surface is treated with a brush, preferably roughened, and that a surface treatment is then carried out by means of a galvanic process or painting.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflä chenbehandlung von Werkstücken aus Aluminium, Alu miniumlegierungen, Magnesium oder Magnesiumlegie rungen.The invention relates to a method for surface Chen treatment of workpieces made of aluminum, aluminum minium alloys, magnesium or magnesium alloy stanchions.
Es ist bekannt, die Oberfläche von Werkstücken aus Aluminium zunächst mit einem Korundband zu schlei fen und anschließend zu polieren. Zum Polieren kön nen beispielsweise Tuch-Polierringe oder -Polier scheiben unterschiedlicher Stoffqualitäten einge setzt werden. Nach dem Polieren wird das Werkstück eloxiert beziehungsweise anders galvanisch behan delt oder lackiert. Ziel ist es stets, eine optisch ansprechende und widerstandsfähige Oberfläche zu erhalten.It is known to make the surface of workpieces First grind aluminum with a corundum tape and then polish. For polishing For example, cloth polishing rings or polish discs of different fabric qualities be set. After polishing the workpiece anodized or otherwise galvanically treated delt or painted. The goal is always an optical appealing and resistant surface receive.
Für das Herstellen einer matten Oberfläche ist es - zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Verfah ren - bekannt, nach dem polieren einen Mattiervor gang durchzuführen. Hierbei kommen zum Beispiel Scotch-Lamellenräder zum Einsatz. Zusätzlich oder alternativ zum Mattieren mittels Scotch-Lamellenrä dern ist es auch möglich, eine größere Schichtdicke beim Eloxieren zu schaffen, was ebenfalls zu einer matteren Oberfläche führt. Nachteilig ist dabei je doch, daß aufgrund der großen Schichtdicke Eloxal risse auftreten können, die optisch unschön in Er scheinung treten. Eine weitere Möglichkeit zur Er zeugung einer matten Oberfläche ist dadurch gege ben, daß neben dem erwähnten Schleifen und Polieren nicht nur ein Eloxiervorgang, sondern zusätzlich auch ein Beizvorgang durchgeführt wird. Dies führt jedoch nicht zu einem matten Glänzen der Oberflä che, sondern eher zu einer Abstumpfung, das heißt, die gewünschte optische Oberflächenwirkung eines mattseidenen Glänzens wird nicht erzielt.For making a matte surface it is - in addition to the procedures described above ren - known after polishing a mattiervor to perform. Here come for example Scotch lamellar wheels are used. In addition or alternatively to matting with a Scotch lamella it is also possible to use a larger layer thickness creating anodizing, which also leads to a leads to a matt surface. It is always a disadvantage but that due to the large layer thickness anodized cracks can occur that are visually unsightly in Er appearance. Another way to Er This prevents the creation of a matt surface ben that in addition to the mentioned grinding and polishing not just an anodizing process, but additional a pickling process is also carried out. this leads to but not to a matt shine of the surface che, but rather dulling, that is, the desired optical surface effect of a matt silky sheen is not achieved.
Ferner ist es bekannt, vor einem Eloxieren auf che mischem/elektrischem Wege ein Glänzverfahren durch zuführen, um Einfluß auf die Oberfläche des Werk stücks zu nehmen.Furthermore, it is known to che before anodizing mix / electrical way through a glossy process to influence the surface of the work piece.
Sämtliche, dem Stand der Technik angehörende Ver fahren haben jedoch den Nachteil, daß Strichbildun gen, die durch die verschiedenen mechanischen Bear beitungsverfahren auf der Oberfläche des Werkstücks vorhanden sind, nicht vollständig vermieden werden können, so daß zwar bereichsweise eine gleichmäßige Oberflächenstruktur vorliegt, die jedoch von zu meist einzelnen, beabstandet zueinander liegenden Strichbildungen gestört ist, so daß insgesamt kein einheitliches Oberflächenbild vorliegt, sondern die zumeist relativ stark glänzende und damit reflek tierende Oberfläche aufgrund der Striche nicht hochwertig genug erscheint. Überdies gelingt es mit den bekannten Verfahren nicht, eine hundertprozen tige Kaschierung von Rohteilfehlern (zum Beispiel durch Lunker, Oxydstreifen, Fleckenbildung, Fremd körpereinschlüssen) zu erzielen. Die Folge ist, daß eine entsprechende Werkstückanzahl als Ausschuß aussortiert werden muß, wodurch die Fertigungsko sten erhöht werden.All of the prior art Ver driving have the disadvantage that streaking gene by the various mechanical Bear processing method on the surface of the workpiece are present, cannot be completely avoided can, so that in some areas a uniform Surface structure is present, but from to usually individual, spaced from each other Line formation is disturbed, so that no total uniform surface appearance is present, but the mostly relatively shiny and therefore reflective not due to the lines appears high enough. It also works with not the known methods, a hundred percent lamination of raw part defects (for example due to blowholes, oxide strips, staining, foreign matter body inclusions). The result is that a corresponding number of workpieces as scrap must be sorted out, whereby the manufacturing cost be increased.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das zu einer hochwertigen, gleichmäßigen und vorzugs weise matten Oberfläche des Werkstücks führt. Fer ner werden durch die erfindungsgemäße Oberflächen behandlung Rohteilfehler nahezu gänzlich kaschiert, so daß die Ausschußquote sinkt.The invention has for its object a Ver drive of the type mentioned to create the to a high quality, even and preferred wise matt surface of the workpiece. Fer ner by the surfaces of the invention treatment of raw part defects almost completely concealed, so that the reject rate drops.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberfläche mit einer Bürste behandelt, vor zugsweise aufgerauht wird und daß anschließend eine Oberflächenbehandlung mittels eines galvanischen Verfahrens oder ein Lackieren erfolgt. Die Beson derheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin, daß der vor der Behandlung der Oberflä che mit einem galvanischen Verfahren oder vor einem Lackieren erfolgende Verfahrensschritt ein Bürsten der Oberfläche des Werkstücks ist. Dieses erfin dungsgemäße Vorgehen steht in völliger Abkehr zu den bisher bekannten Verfahrensführungen, da die bekannten Verfahren stets darauf abzielen, zunächst durch vorzugsweise mehrstufige mechanische Bearbei tung die Oberfläche zunächst immer glatter aus zu bilden, also beispielsweise zunächst zu schleifen und dann zu polieren. Dieses Vorgehen wird durch die Erfindung durchbrochen, da vor der galvanischen Behandlung oder vor dem Lackieren ein Verfahrens schritt durchgeführt wird, der zu einer gewissen Rauhheit der Oberfläche des Werkstücks führt. Die erfindungsgemäße Behandlung mittels der Bürste führt bei einer Ausgangsoberfläche, die zum Bei spiel poliert worden ist, zu einer Vergrößerung der Rauhtiefe, was insoweit gegenüber den bisherigen, aus dem Stand der Technik bekannten Bestreben, näm lich eine stets glattere Oberfläche vor einem ab schließenden Verfahrensschritt (Galvanisie ren/Lackieren) zu erzielen, im Gegensatz steht. Überraschenderweise stellt sich nach dem Galvani sieren beziehungsweise nach dem Lackieren heraus, daß die Oberfläche einen mattseidenen Glanz auf weist und vollkommen homogen wirkt, also nicht von Strichbildungen oder dergleichen gestört ist. Je nach Intensität des Bürstens und nach Art der ver wendeten Bürste läßt sich eine gleichmäßig mat tierte Oberfläche erzielen, die aufgrund des Bürst verfahrens Mikrostriche aufweist, wobei diese Mi krostriche jedoch eng an eng liegen und daher als gleichmäßige Struktur in Erscheinung treten und da her ein hochwertiges Aussehen vermitteln. Die Mi krostriche sind derart kurz, daß sich insgesamt ein - mikroskopisch betrachtet - Orangenhauteffekt ein stellt, der jedoch in sich vollkommen gleichmäßig und homogen ausfällt, so daß das Aussehen nicht durch vereinzelt liegende Striche oder dergleichen beeinträchtigt ist. Dieser "Orangenhauteffekt" führt ferner zu dem relativ matten, aber dennoch glänzenden Aussehen der erfindungsgemäß behandelten Werkstückoberfläche.According to the invention, this object is achieved by that the surface is treated with a brush, before is preferably roughened and that then a Surface treatment using a galvanic Process or painting takes place. The particular of the method according to the invention So in that before the treatment of the surface with a galvanic process or before Painting process step taking a brush the surface of the workpiece. This invented The procedure in accordance with the invention is to be completely turned away the previously known procedures, because the known methods always aim at first by preferably multi-stage mechanical processing the surface becomes smoother at first form, for example, to grind first and then polish. This is done by breached the invention because before the galvanic Treatment or before painting a process step is carried out to a certain extent Roughness of the surface of the workpiece leads. The Treatment according to the invention by means of the brush leads to an initial surface that leads to the has been polished to enlarge the Roughness, which in this respect compared to the previous Efforts known from the prior art, näm Lich always a smoother surface in front of you closing process step (electroplating ren / painting) to achieve. Surprisingly, it turns up after electroplating sieren or after painting, that the surface has a matt silky sheen points and looks completely homogeneous, not from Line formations or the like is disturbed. Each according to the intensity of the brushing and the type of ver the brush can be evenly mat achieved surface due to the brush procedural micro-strokes, this Mi However, crusts are close to each other and therefore as uniform structure appear and there convey a high-quality appearance. The Wed Cross strokes are so short that a total of - viewed microscopically - orange peel effect represents, however, in itself completely uniform and turns out homogeneous, so that the appearance is not by isolated lines or the like is impaired. This "orange peel effect" also leads to the relatively matte, but still shiny appearance of those treated according to the invention Workpiece surface.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese hen, daß vor dem mit der Bürste erfolgenden Aufrau hen die Oberfläche eine Rauhtiefe aufweist, die ge ringer als nach dem Bürsten ist. Mittels des Bürst vorgangs wird somit die gewünschte Rauhtiefe er zeugt. Die vor dem Bürsten vorliegende geringere Rauhtiefe liegt entweder bereits durch die Herstel lung des Werkstücks vor, beispielsweise wenn es sich um ein Gußteil handelt, oder wird durch ent sprechende Oberflächenbehandlung wie Schleifen, Po lieren, Läppen, Walzen, Strahlen usw. erzeugt.After a further development of the invention, it is provided hen that before roughening with the brush hen the surface has a roughness depth that ge is less than after brushing. By means of the brush the desired roughness depth testifies. The smaller one before brushing Roughing depth is either already due to the manufacturer development of the workpiece, for example if it is a casting, or is ent speaking surface treatment such as grinding, buttocks lapping, lapping, rolling, blasting, etc. generated.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese hen, daß für das Bürsten eine rotierende Rundbürste verwendet wird. Die Rundbürste wird vorzugsweise mittels eines Antriebs, beispielsweise mittels ei nes Bürstautomaten, in Drehung versetzt. Vorzugs weise verlaufen die Borsten der Rundbürste radial zur Drehachse der Bürste, das heißt, es liegen ent sprechende Scheiben oder Ringe vor. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß die Borsten in Richtung der Drehachse weisen, das heißt, die Bürste weist einen Drehteller auf, von dem die einzelnen Borsten orthogonal ausgehen.After a further development of the invention, it is provided hen that a rotating round brush for brushing is used. The round brush is preferred by means of a drive, for example by means of an egg brushing machine, set in rotation. Preferential the bristles of the round brush run radially to the axis of rotation of the brush, that is, there are ent speaking discs or rings. Alternative is however, it is also possible that the bristles point in the direction point of the axis of rotation, that is, the brush points a turntable, from which the individual bristles go out orthogonally.
Bevorzugt erfolgt das Bürsten derart, daß die Bor sten schlagend auf die Oberfläche des Werkstücks auftreffen. Im Falle der erwähnten Rundbürste durchlaufen die einzelnen Borstenenden einen Kreis, an den die Oberfläche des Werkstücks nach Art einer Tangente beziehungsweise Sekante anliegt. Treffen die Enden der Borsten auf die Oberfläche des Werk stücks auf, so werden dort die bereits genannten Mikrostriche erzeugt, die sehr kurz sind und dicht an dicht über die Oberfläche verteilt angeordnet liegen.Brushing is preferably carried out in such a way that the boron most striking the surface of the workpiece hit. In the case of the round brush mentioned the individual bristle ends run through a circle, to which the surface of the workpiece is like a Tangent or secant is present. To meet the ends of the bristles on the surface of the work pieces, so there are already mentioned Creates micro-strokes that are very short and dense arranged close to the surface lie.
Es ist vorteilhaft, wenn als Bürste eine Drahtbür ste, insbesondere eine Drahtrundbürste verwendet wird. Somit kommt eine Drahtbürste mit Borsten aus Messingdraht, Neusilberdraht, Stahldraht, Edel stahldraht, Kupferdraht oder ähnliches zum Einsatz. Es ist jedoch auch möglich, daß als Bürste eine Kunststoffborsten-Bürste, insbesondere eine Kunst stoffborsten-Rundbürste, verwendet wird. Diese weist Kunststoffborsten mit in den Borsten eingela gerten Schleifkörnern auf.It is advantageous if a wire brush as a brush ste, in particular a wire brush used becomes. So a wire brush with bristles is enough Brass wire, nickel silver wire, steel wire, precious steel wire, copper wire or the like for use. However, it is also possible that a brush Plastic bristle brush, especially an art round bristle brush is used. This has plastic bristles inserted in the bristles the abrasive grains.
Bevorzugt wird vor dem erfindungsgemäßen Bürsten die Oberfläche des Werkstücks geschliffen, Sisal- Fibre behandelt und/oder poliert.Preference is given to brushing according to the invention sanded the surface of the workpiece, sisal Fiber treated and / or polished.
Für das erfindungsgemäße Verfahren werden insbeson dere Werkstücke verwendet, die als Gußteile, Dreh teile, Strangpreßteile, Schmiedeteile, Kaltfließ teile oder Bleche ausgebildet sind.In particular, for the method according to the invention whose workpieces are used as castings, turning parts, extrusions, forgings, cold flow parts or sheets are formed.
Als galvanisches Verfahren wird besonders bevorzugt ein Eloxierverfahren eingesetzt. Die Eloxierung er folgt in bekannter, gewünschter Art und Weise, wo bei die verschiedenen Parameter des Eloxiervorgan ges (wie Stromstärke, eingesetzte Elektrolyten usw.) variiert werden können.It is particularly preferred as the galvanic method an anodizing process is used. The anodizing follows in a known, desired manner where the different parameters of the anodizing process total (such as current, electrolytes used etc.) can be varied.
Es ist ferner - nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung - vorteilhaft, wenn nach dem Bürsten und vor der Behandlung mit dem galvanischen Verfahren die Oberfläche geglänzt wird. Beim Glänzen handelt es sich ebenfalls - wie beim Eloxieren - um ein che misches/elektrisches Verfahren. Dieses Glänzen wird jedoch nur derart intensiv durchgeführt, bis die gewünschte Rauhtiefe erzielt ist.It is also - according to an embodiment of the Invention - advantageous if after brushing and before treatment with the galvanic process the surface is polished. Act with shine it is also a che - as with anodizing mixing / electrical process. This shine will however only carried out so intensely until the desired roughness is achieved.
Schließlich ist es vorgesehen, daß beim erfindungs gemäßen Bürsten Hilfsmittel, nämlich Fette und/oder Schleifpasten und/oder Polierpasten und/oder Öle verwendet werden.Finally, it is provided that the invention according brushes aids, namely fats and / or Grinding pastes and / or polishing pastes and / or oils be used.
Das Oberflächenbild eines erfindungsgemäß behandel ten Werkstücks läßt sich durch die Verwendung die ser Hilfsmittel variieren, wobei eine Variation auch oder zusätzlich durch die Art und Weise des Bürstvorgangs, beispielsweise in Abhängigkeit von der Schnittgeschwindigkeit des Bürstvorgangs, herbeigeführt werden kann.The surface image of a treated according to the invention th workpiece can be used by using the These aids vary, with one variation also or additionally by the way of Brushing process, for example depending on the cutting speed of the brushing process, can be brought about.
Nachfolgend wird beispielhaft das erfindungsgemäße
Verfahren näher erläutert:
Ein als Schmiedeteil erstelltes Aluminium-Werkstück
wird zunächst mittels Korundband geschliffen. An
schließend erfolgt eine Bearbeitung mit einem Si
salgewebering und nachfolgend mit einer Stoff
scheibe, um die Oberfläche des Werkstücks zu polie
ren. Die nunmehr vorliegende, polierte Oberfläche
wird mittels einer Drahtrundbürste aufgerauht. Die
Drahtrundbürste weist einen auf der Achse eines An
triebs befestigbaren Kern auf, von dem radial die
Borsten der Drahtrundbürste ausgehen. Die Draht
rundbürste bildet insgesamt etwa die Form einer
Scheibe, wobei die Dicke der Scheibe der Breite der
Borstenpackung entspricht. Die Drahtrundbürste
weist Borsten aus Messingdraht auf. Beim Zuführen
des Werkstücks zur Drahtrundbürste bildet die Ober
fläche des Werkstücks mit der Scheibenkontur der
Drahtrundbürste eine Tangente beziehungsweise - je
nach Druck - eine Sekante. Bei der Bearbeitung er
zeugen die freien Enden der Borsten Mikrostriche
auf der Werkstückoberfläche, die dicht an dicht
liegen und sehr kurz sind. Nach Beendigung des
Bürstvorgangs wird die Oberfläche des Werkstücks
anodisch oxidiert, also einem Eloxal-Bad ausge
setzt. Das Eloxieren wird solange sowie mit ent
sprechend eingestellten Parametern durchgeführt,
bis sich die gewünschte Schichtdicke einstellt.The method according to the invention is explained in more detail below by way of example:
An aluminum workpiece created as a forged part is first ground using corundum tape. This is followed by machining with a silicon fabric ring and then with a cloth disc to polish the surface of the workpiece. The now polished surface is roughened using a wire brush. The wire round brush has an on the axis of a drive attachable core from which radially the bristles of the wire round brush extend. The wire round brush forms approximately the shape of a disk, the thickness of the disk corresponding to the width of the bristle pack. The wire brush has bristles made of brass wire. When the workpiece is fed to the wire round brush, the surface of the workpiece forms a tangent or - depending on the pressure - a secant with the disk contour of the wire round brush. When machining, the free ends of the bristles produce micro-lines on the workpiece surface that lie close together and are very short. After the brushing process is finished, the surface of the workpiece is anodically oxidized, i.e. exposed to an anodizing bath. The anodizing is carried out as long as with correspondingly adjusted parameters until the desired layer thickness is established.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin dung ist es auch möglich, daß anstelle des Eloxie rens ein Lackieren erfolgt.According to another embodiment of the Erfin It is also possible that instead of anodizing painting is carried out.
Die Figuren erläutern das erfindungsgemäße Verfah ren, und zwar zeigt:The figures explain the procedure according to the invention ren, which shows:
Fig. 1 eine Drahtrundbürste, mit der die Ober fläche eines Werkstücks aufgerauht wird und Fig. 1 is a wire brush with which the upper surface of a workpiece is roughened and
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das das erfindungsge mäße Verfahren verdeutlicht. Fig. 2 is a block diagram illustrating the method according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt eine Rundbürste 1, dessen Bür stenkern 2 um eine Drehachse 3 rotiert. Die Rund bürste 1 weist radial zur Drehachse 3 verlaufende Drahtborsten 4 auf. Mit den freien Enden der Draht borsten 4 wird ein Werkstück 5 gebürstet, so daß dessen Oberfläche aufgerauht wird. Nach dem Bürsten wird das Werkstück 5, das aus Aluminium besteht, eloxiert. Fig. 1 shows a round brush 1 , the brush core 2 rotates about an axis of rotation 3 . The round brush 1 has radially extending to the axis of rotation 3 wire bristles 4 . With the free ends of the wire bristles 4 , a workpiece 5 is brushed so that its surface is roughened. After brushing, the workpiece 5 , which is made of aluminum, is anodized.
Die Fig. 2 verdeutlicht nochmals das erfindungsge mäße Verfahren anhand eines Blockdiagramms. Der Block 10 verdeutlicht das Schleifen des Werkstücks 5. Nach dem Schleifen des Werkstücks 5 erfolgt ein Poliervorgang, der mittels des Blocks 20 darge stellt wird. Anschließend erfolgt das erfindungsge mäße Bürsten gemäß Block 30. Schließlich wird - ge mäß Block 40 - das Eloxieren des Werkstücks 5 durch geführt.The Fig. 2 again illustrates the erfindungsge Permitted method using a block diagram. Block 10 illustrates the grinding of workpiece 5 . After grinding the workpiece 5 , a polishing process takes place, which is represented by the block 20 Darge. This is followed by brushing according to the invention according to block 30 . Finally - according to block 40 - the anodizing of the workpiece 5 is carried out.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Strichbildung (größere Schleif- oder Polierstriche) vermieden. Ferner weist die Oberfläche kaum eine Blendwirkung bei Sonneneinstrahlung auf, sondern besitzt einen matten Glanz. Bevor das erfindungsge mäße Bürsten durchgeführt wird, wird die Oberfläche des Werkstücks beispielsweise geschliffen, poliert, gewalzt, gestrahlt und/oder geläppt. Die Wahl der Ausgangsoberfläche vor dem erfindungsgemäßen Bür sten ist davon abhängig, welche Endoberfläche ge wünscht wird. Das Verfahren ist anwendbar auf alle eloxalfähigen Materialien, insbesondere auf Alumi nium und Aluminiumlegierungen. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zur Herstellung einer gleichmäßig mattierten Oberfläche, die sich durch Mikrostriche sowie einen "Orangenhauteffekt" auszeichnet. Die Schnittgeschwindigkeit beim Bürsten verändert die fertige Oberfläche in Nuancen. Gleiches erfolgt, wenn beim Bürsten Hilfsmittel wie Fette, Schleif- beziehungsweise Polierpasten usw. hinzugefügt wer den.Because of the method according to the invention, a Line formation (larger grinding or polishing lines) avoided. Furthermore, the surface has hardly any Glare on exposure to the sun, but has a matt sheen. Before the fiction moderate brushing is carried out, the surface of the workpiece, for example, ground, polished, rolled, blasted and / or lapped. The choice of Starting surface in front of the office according to the invention Most depends on which end surface is desired. The procedure is applicable to everyone anodized materials, especially on aluminum nium and aluminum alloys. The invention Process leads to the production of a uniform matt surface, which is characterized by micro-strokes as well as an "orange peel effect". The Cutting speed when brushing changes the finished surface in nuances. Same thing happens if tools such as greases, abrasive or polishing pastes etc. who added the.
Claims (15)
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
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