DE3639657A1

DE3639657A1 - Verfahren zum reinigen von metallbauteilen fuer kathodenstrahlroehren

Info

Publication number: DE3639657A1
Application number: DE19863639657
Authority: DE
Inventors: Emil Mateias
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1986-11-20
Filing date: 1986-11-20
Publication date: 1988-06-01
Also published as: EP0271135B1; EP0271135A1; JPS63137186A; ATE85090T1; US4919157A; DE3783884D1; JP2716707B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Metallbauteilen für Kathodenstrahlröhren.

Derartige Bauteile, z.B. Lochmasken, Maskenrahmen und Innenkonen für Farbbildröhren, werden üblicherweise durch Waschen mit Halogenkohlenwasserstoffen entfettet. Diese Entfettungsmittel sind umweltschädlich. Außerdem besteht die Gefahr, daß dabei chlor- und kohlenstoffhaltige Rückstände auf den Bauteilen verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein umweltfreundlicheres Reinigungsverfahren anzugeben, das nicht nur eine vollständige Entfettung, sondern auch die erforderliche Reinheit in bezug auf sonstige Verunreinigungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu reinigenden Metallbauteile 5 bis 45 Minuten lang, vorzugsweise 10 bis 25 Minuten lang, in einer reduzierenden Atmosphäre auf 500 bis 800°C erhitzt werden.

Die Erhitzung wird vorzugsweise in einer Atmosphäre aus 92 bis 96 Vol.% Stickstoff, 4 bis 8 Vol.% Wasserstoff und Wasserdampf (25°C bis -10°C Taupunkt) vorgenommen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Zusammensetzung und die Temperatur der Atmosphäre während des Verfahrensablaufs derart gesteuert, daß sich nachstehende Reaktionsfolge ergibt:

a. ein Verdampfen von Öl von der Oberfläche der Metallbauteile,
b. eine schwache Oxidation der Oberfläche durch den Wasserdampf, d.h. durch die Feuchtigkeit der Atmosphäre,
c. eine Reduktion der oxidierten Oberfläche.

Ferner ist es zweckmäßig, die zu reinigenden Metall bauteile in einem Durchlaufofen zu erhitzen, insbesondere in einem solchen, der mit einem Ofen für eine weitere thermische Behandlung, z.B. mit einem Schwärzungsofen, baulich verbunden ist. Dabei werden die beim Verdampfen entstehenden Abgase vorteilhafterweise in die Gasbrenner des baulich verbundenen Ofens geleitet, um dort verbrannt zu werden. Dies hat den Vorteil, daß die Emissionen dann nur noch aus Kohlendioxid und Wasser bestehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es einfach, reproduzierbar, ungefährlich und umweltfreundlich ist. Es entfällt eine Reihe von Behandlungs- und Transportschritten, so daß die Gefahr von Beschädigungen der Metallbauteile verringert wird. Bei dem erfindungs gemäßen Verfahren wird nicht nur das auf der Oberfläche der Metallbauteile befindliche Öl verdampft, sondern es werden auch gegebenenfalls auf der Metalloberfläche verbleibende Reste von organischem Material reduziert. Dadurch werden die erfindungsgemäß behandelten Bauteile für eine Hochvakuumanwendung geeignet. Gegenüber einem Abbrennen, d.h. einer thermischen Behandlung in Anwesen heit von Sauerstoff, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß auf der Metalloberfläche keine Verbrennungsrückstände verbleiben.

Ferner wirkt sich die Temperatur beim thermischen Entfetten positiv auf die physikalisch-mechanischen Eigenschaften, z.B. auf den Magnetismus, aus. Dies gilt auch für hochlegierte Werkstoffe, z.B. INVAR-Stähle, deren Oberfläche mit besonders schwer zu entfernenden Stoffen verunreinigt ist. Das thermische Entfetten ist auch billiger als das Entfetten mit chemischen Mitteln.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 das Prinzip des thermischen Entfettens in einem Temperatur/Zeit-Diagramm und

Fig. 2 eine Vorrichtung zum thermischen Entfetten und Schwärzen von Metallbauteilen für Kathodenstrahlröhren in schematischer Darstellung.

In dem Diagramm nach Fig. 1 ist die Zeit t in Minuten auf der Abszisse und die Temperatur T in Grad Celsius auf der Ordinate aufgetragen. Die Reinigungsphase ist mit A bezeichnet, eine nachfolgende Schwärzungsphase mit B. Die während der Reinigungsphase A ablaufenden thermo dynamischen Vorgänge bestehen aus drei Schritten oder Stufen, und zwar

a. aus einem Verdampfen von Öl,
b. aus einer schwachen Oxidation der Oberfläche durch die Feuchtigkeit der Atmosphäre und
c. aus einer anschließenden Reduktion der sehr dünnen Oxidschicht durch den Wasserstoffanteil der Atmosphäre.

Die Verfahrensschritte b und c wurden in einer sauerstofffreien Atmosphäre aus 94 Vol.% Stickstoff und 6 Vol.% Wasserstoff durchgeführt. Der Taupunkt der Feuchtigkeit betrug beim Verfahrensschritt b etwa 25°C, beim Verfahrensschritt c maximal 0°C.

Der Temperatur/Zeit-Verlauf bei der Behandlung von Lochmasken und Diaphragmateilen ist durch einen Kurvenzug aus gestrichelten Linien, von INVAR-Masken und Abschirm konen durch einen Kurvenzug aus durchgezogenen Linien dargestellt.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Durchlaufofen 1, der mit einem Schwärzungsofen 2 baulich verbunden ist. Der Durchlaufofen ist mit elektrischen Heizkörpern 3 beheizbar. Über eine Gasleitung 4 wird ein Gasgemisch aus 94 Vol.% Stickstoff und 6 Vol.% Wasserstoff durch den Ofen 1 geleitet. Über eine Wasserdampfleitung 5 wird eine entsprechende Menge an Feuchtigkeit (maximal 25°C Taupunkt) in den Ofen 1 geleitet.

Durch Kamine 6 und 7 mit Absperrgliedern 8 und 9 werden Druck und Strömungsgeschwindigkeit im Ofen 1 eingestellt. Der ölhaltige Abgasstrom wird entweder in einem Brenner 10 verbrannt oder über eine Leitung 11 den Gasbrennern des Schwärzungsofens 2 zugeleitet.

Der Ofen 1 wird auf eine Betriebstemperatur erhitzt, die bei Lochmasken und Maskenrahmen bzw. Maskendiaphragmen 530 bis 580°C, bei Masken aus INVAR-Stahl 750 bis 800°C und bei Innenkonen 700 bis 750°C beträgt. Sodann werden die diesen Temperaturen jeweils entsprechenden Metallbauteile durch den Ofen 1 geführt, was durch einen Pfeil 12 angedeutet ist. Die Verweildauer der Bauteile im Ofen 1 liegt in der Größenordnung von 25 Minuten.

Anschließend werden die Bauteile, wie durch einen Pfeil 13 angedeutet, durch den Schwärzungsofen 2, der mit Gasableitungen 14 und 15 mit Absperrgliedern 16 und 17 sowie mit Gasbrennern 18 ausgerüstet ist, geleitet.

Claims

1. Verfahren zum Reinigen von Metallbauteilen für Kathodenstrahlröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbauteile 5 bis 45 Minuten lang in einer reduzierenden Atmosphäre auf 500 bis 800°C erhitzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbauteile 10 bis 25 Minuten lang in der reduzierenden Atmosphäre erhitzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbauteile in einer Atmosphäre aus 92 bis 96 Vol.% Stickstoff, 4 bis 8 Vol.% Wasserstoff und Wasserdampf (25°C bis -10°C Taupunkt) erhitzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung und die Temperatur der Atmosphäre während des Verfahrensablaufs derart gesteuert werden, daß sich nachstehende Reaktionsfolge ergibt:

a. ein Verdampfen von Öl von der Oberfläche der Metallbauteile,
b. eine schwache Oxidation der Oberfläche durch den Wasserdampf,
c. eine Reduktion der oxidierten Oberfläche.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbauteile in einem Durchlaufofen erhitzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gereinigten Metallbauteile einem Ofen für eine weitere thermische Behandlung zugeführt werden, der mit dem Durchlaufofen baulich verbunden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Verdampfen entstehenden Abgase in die Gasbrenner des baulich verbundenen Ofens geleitet werden, um dort verbrannt zu werden.