DE3815111C1

DE3815111C1 - Treatment agent for vibratory grinding, and vibratory grinding process using this treatment agent

Info

Publication number: DE3815111C1
Application number: DE19883815111
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 5657 Haan De Prueller; Klaus 4044 Kaarst De Beckschaefer; Klaus-Peter Dose; Reimund 5600 Wuppertal De Glodde
Original assignee: Carl Kurt Walther GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Kurt Walther GmbH and Co KG
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1989-02-23

Description

Die Erfindung betrifft ein wäßriges, Wasserstoffperoxid enthaltendes Behandlungsmittel zum Gleitschleifen.

Für das Gleitschleifverfahren wird ein Werkstück-Schleifkörpergemisch derart umgewälzt, daß eine Relativbewegung zwischen den Bestandteilen des Gemisches auftritt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, Oberflächen zu glätten und Kanten zu brechen bzw. Grate abzutragen. Dem Gemisch aus Werkstücken und Schleifkörpern wird dabei üblicherweise ein Wasser enthaltendes Behandlungsmittel zugeführt, wodurch zum einen der Schleifabrieb abtransportiert werden kann und zum anderen eine auf chemischer Grundlage basierende Prozeßbeschleunigung eintritt. Das Behandlungsmittel führt zu einer Oxidbildung an der Werkstückoberfläche, wobei durch die Schleifkörper erreichbare Oxidschichten mit hohem Wirkungsgrad abgetragen werden, so daß sich in kurzer Zeit eine Flächeneinebnung einstellt. Zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen den Werkstücken und den Schleifkörpern sind verschiedene Möglichkeiten gegeben: Es können Trommelgleitschleifmaschinen, Vibrationsgleitschleifmaschinen oder aber auch Gleitschleifmaschinen eingesetzt werden, deren Behälter eine feststehende Mantelwand und einen relativ hierzu rotierenden Boden aufweisen.

Aus dem Stand der Technik ist es dabei bekannt, dem während des Gleitschleifverfahrens zugeführten Wasser Oxalsäure und Wasserstoffperoxid beizugeben. Dieses so gebildete Behandlungsmittel beschleunigt zwar den Gleitschleifprozeß, es bestehen jedoch erhebliche Gesundheitsrisiken, da Oxalsäure eine hohe Toxizität aufweist. Sie wird relativ gut durch die äußere Haut und sehr gut von der Schleimhaut resorbiert, so daß es bei Zufuhr größerer Mengen schnell zur Vergiftung kommt. Die orale Aufnahme ruft Reizwirkungen mit Schmerzen im Mund und Magen hervor. Übelkeit, blutige Erbrechen, Kollaps, Übererregbarkeit und Krämpfe sind die Folge. Ein Herz-Kreislaufversagen ist nicht ausgeschlossen. Nach Hantierung mit 5%iger Oxalsäurelösung ohne Schutzhandschuhe treten nach wenigen Tagen Schmerzen an den Händen auf, Blutstauchungen und Gefäßschädigungen sind die Folge, so daß u. U. die Amputation der Finger erforderlich wird. Bei stärkeren Lösungen steht die oberflächliche Ätzwirkung im Vordergrund. Inhalation von Dämpfen bzw. Staub ruft Reizwirkungen der Schleimhäute mit Kopfschmerzen, Übererregbarkeit, chronischem Husten, Erbrechen usw. hervor. Insgesamt gesehen wird somit deutlich, daß das Hantieren mit Oxalsäure aufgrund ihrer Gesundheitsschädlichkeit nur äußerst vorsichtig mit den entsprechenden Schutzmaßnahmen erfolgen kann. Überdies treten erhebliche Probleme bei der Entsorgung des bei dem Gleitschleifprozeß anfallenden, mit Oxalsäuren versehenen Abwassers auf.

Aus der Zeitschrift Galvanotechnik 69 (1978) Nr. 6, S. 520, ist es außerdem bereits bekannt, den Behandlungsmitteln Tenside als Beimengung zuzugeben.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Behandlungsmittel der eingangs genannten Art anzugeben, das eine Behandlung der Werkstücke mit hohem Wirkungsgrad ohne gesundheitsschädliche Folgen und Abwasserprobleme zuläßt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Behandlungsmittel eine weitere Komponente aus Tannin (Gerbsäure) aufweist. Von diesem erfindungsgemäß verwendeten Behandlungsmittel gehen keine gesundheitsschädlichen Wirkungen aus. Es ist daher nicht erforderlich, besondere Schutzmaßnahmen bei der Verarbeitung zu ergreifen, die über die üblichen hinausgehen und es stellen sich ferner auch keine Abwasserbeseitigungsprobleme von besonderer Bedeutung ein.

Der Zusatz des erfindungsgemäßen Behandlungsmittels zu dem Schleifkörper-Werkstückgemisch bewirkt überraschenderweise eine Beschleunigung der Oxidbildung auf den Werkstückoberflächen, wobei auf den (mikroskopisch) höhergelegenen Werkstückoberflächenbereichen die Oxidschicht durch den Angriff der Schleifkörper sehr schnell abgetragen wird. Die (mikroskopisch) tiefergelegenen Werkstückoberflächenbereiche können hingegen von den Schleifkörpern nicht erreicht werden, so daß hier die Oxidschicht nicht abgetragen, sondern quasi als eine Art Schutzschicht erhalten bleibt. Schon nach einer kurzen Bearbeitungszeit ebnet sich bei dem Gleitschleifprozeß die Werkstückoberfläche ein, so daß sehr gute Ergebnisse mit außerordentliche hohen Wirkungsgraden erzielt werden.

Aus der DE-PS 27 01 321 ist es zwar auch schon bekannt bei Verfahren zur Nachbehandlung von Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen neben Titanionen auch Tannin und Wasserstoffperoxid einzusetzen, jedoch soll aufgrund dieser Behandlung keine Einebnung der Oberfläche erfolgen, sondern eine Oberflächenveredlung erzielt werden. Überdies erfolgt im Stande der Technik der Einsatz von Tannin und Wasserstoffperoxid in Kombination mit Titanionen und gegebenenfalls noch mit weiteren Komponenten aus der Gruppe Phosphorsäure und Phytinsäure. Ferner ist der dort beschriebene Einsatz auf die Nachbehandlung von mit einem chemischen Umwandlungsüberzug versehenen Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen begrenzt, während bei dem erfindungsgemäßen Gleitschleifverfahren Werkstücke aus unterschiedlichsten Metallen oder Metallegierungen eingesetzt werden. Während also bei den Verfahren der DE-PS 27 01 321 eine Oberflächenveredlung im Sinne eines Korrosionsschutzes hergestellt werden soll, ist es Ziel der Erfindung einen hohen Wirkungsgrad in der Flächeneinebnung bei einem Gleitschleifverfahren ohne gesundheitliche Risiken und Abwasserprobleme zu erreichen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Behandlungsmittel eine weitere Komponente aus Schwefelsäure aufweist.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß eine weitere Komponente aus säurebeständigen Tensiden vorgesehen ist.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn eine weitere Komponente aus Polyglykol vorgesehen ist.

Die Effektivität des Behandlungsmittels kann durch die angegebenen, zusätzlichen Komponenten gesteigert werden. Beste Ergebnisse werden erzielt, wenn neben Tannin und Wasserstoffperoxid auch Schwefelsäure, säurebeständige Tenside und Polyglykol den beim Gleitschleifprozeß verwendeten Wasser zugesetzt werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Gleitschleifen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Behandlungsmittels, wobei dieses Verfahren eine Arbeitstemperatur in der dem Gleitschleifvorgang unterworfenen Masse von 30 bis 80°C kennzeichnet. Bevorzugt ist dabei eine Arbeitstemperatur von 50°C.

Die Erfindung wird ahand des folgenden Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Zum Einsatz gelangt eine Gleitschleifmaschine mit feststehender Behältermantelwand und rotierendem Behälterboden. Zwischen Boden und Mantelwand ist ein umlaufender Spalt ausgebildet, durch den das erfindungsgemäße Behandlungsmittel abfließen kann und dabei den Schleifabrieb austrägt. Hierdurch ist verhindert, daß der Behälterinhalt "verschlammt". Zum Einsatz gelangen Schleifkörper geeigneter Form, vorzugsweise aus Korund. Die Werkstücke bestehen aus Stahl; sie sollen an der Oberfläche geglättet werden. Außerdem ist die Entfernung von Stanzgraten und das Brechen von Kanten erforderlich.

Das Behandlungsmittel wird als wäßrige Lösung hergestellt. Es setzt sich wie folgt zusammen:

2 Vol.-% bis 12 Vol.-%, vorzugsweise 8 Vol.-% einer Lösung, die aus
5-30 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% Schwefelsäure,
5-30 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-% Tannin,
1-5 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% säurebeständige Tenside,
5-10 Gew.-%, vorzugsweise 8 Gew.-% Polyglykol und
zum Rest (zu 100 Gew.-%) aus Wasser besteht,
5 Vol.-% bis 20 Vol.-%, vorzugsweise 14 Vol.-% Wasserstoffperoxid als 35vol.-%iger wäßriger Ansatz und
einem Rest (Ergänzung zu 100 Vol.-%) aus Wasser.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird der Behälterinhalt durch Rotation des Behälterbodens umgewälzt und das Behandlungsmittel kontinuierlich zugeführt. Bei einem Behälterinhalt von 100 l wird vorzugsweise 5 l Behandlungsmittel pro Stunde eingeleitet. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise bei Zimmertemperatur, wobei durch die Umwälzung des Behälterinhaltes eine Temperaturerhöhung stattfindet. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn die Temperatur des Schleifkörper-Werkstück-Behandlungsmittelgemisches zwischen 30°C und 80°C, vorzugsweise 50°C beträgt.

Claims

1. Wäßriges, Wasserstoffperoxid enthaltendes Behandlungsmittel zum Gleitschleifen, gekennzeichnet durch eine weitere Komponente aus Tannin.

2. Behandlungsmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Komponente aus Schwefelsäure.

3. Behandlungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine weitere Komponente aus säurebeständigen Tensiden.

4. Behandlungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Komponente aus Polyglykol.

5. Verfahren zum Gleitschleifen unter Verwendung eines Behandlungsmittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Arbeitstemperatur in der dem Gleitschleifvorgang unterworfenen Masse von 30 bis 80°C.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitstemperatur 50°C beträgt.