DE4005502A1

DE4005502A1 - Verfahren zur herstellung einer schutzschicht auf einer schraube

Info

Publication number: DE4005502A1
Application number: DE19904005502
Authority: DE
Inventors: Albert H Tu
Original assignee: Sheh Fung Screws Co Ltd
Current assignee: Sheh Fung Screws Co Ltd
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1991-08-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht auf einer Schraube und insbesondere ein Ver fahren zur Herstellung einer Schicht aus einer aluminiument haltenden Beschichtung auf einer Schraube mittels eines Elek troplattier-Verfahrens.

Es ist bekannt, daß eine mit einer aluminiumenthaltenden Schicht überzogene Schraube wirksam gegen Korrosion und Ro sten geschützt werden kann. Die übliche Methode zur Herstel lung einer solchen Schicht auf einer Schraube, die Aluminium enthält, besteht darin, die Schrauben in einen Behälter zu bringen, der eine Lösung enthält aus einem 50%igen Verdün nungs-Lösungsmittel sowie einem aluminiumenthaltendes Mittel, das besteht aus Aluminiumpulver, Silikonharz, Alkydharz und einem aromatischen Lösungsmittel. Durch Eintauchen der Schrauben in diese Lösung wird eine Beschichtung auf den Schrauben, die Aluminium enthalten, hergestellt. Die Schrauben werden dann aus dem Behälter entnommen und getrocknet. Diese konventio nelle Methode zur Herstellung einer aluminiumenthaltenden Beschichtung auf Schrauben hat jedoch folgende Nachteile.

1. Die Lösung mit dem aluminiumenthaltenden Material ver läuft auf der Oberfläche der Schraube während des Trock nungsprozesses, was zu ungleicher Dicke der Beschichtung auf den Schrauben nach dem Trocknen führt.
2. Bei der Herstellung der Lösung, die ein aluminiumenthal tendes Material enthält, werden allgemein 50 Volumenteile des Verdünnungs-Lösungsmittels, bezogen auf 100 Volumen- Teile dieser Lösung, zugegeben. Diese Verdünnungs-Lösungs mittel, das der Lösung zugegeben wird bzw. in dieser ent halten ist, verdunstet in die Luft des Arbeitsplatzes und kann die Bedienungspersonen schädigen, wenn sie diese Dämpfe einatmen.
3. Die in die Lösung eingetauchten Schrauben neigen dazu, aneinanderzukleben während des Eintauch- und Beschich tungsprozesses. Deshalb sind nicht nur einige der Schrau ben nicht ausreichend mit dem aluminiumenthaltenden Mit tel beschichtet, sondern, da die Schrauben aneinander kleben oder haften, werden sie nutzlos.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer aluminiumenthaltenden Schutzschicht auf einer Schraube zu schaffen, nach welchem diese Schutzschicht zuverlässig und im wesentlichen gleichförmig auf der Schrau be verteilt ist. Ferner soll möglichst wenig an flüchtigem Lösungsmittel erforderlich sein, um das Einatmen von Lö sungsmitteldämpfen durch die Bedienungspersonen weitgehend zu vermeiden oder zu reduzieren.

Nach der Erfindung ist hierzu ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht auf einer Schraube vorgesehen, wobei

1. ein Lösungsmittel, Wasser und ein aluminiumenthaltendes Mittel in einem ersten Behälter gemischt werden, um eine elektrolytische Lösung zu bilden;
2. eine Vielzahl von Schrauben in einen zweiten Behälter eingebracht werden, der in dem ersten Behälter aufgenom men wird, so daß die Schrauben in die elektrolytische Lösung eingetaucht werden;
3. eine aluminiumenthaltende Schicht auf jeder Schraube durch Elektrolyse gebildet wird;
4. der zweite Behälter in der elektrolytischen Lösung mit vorgegebener Rate während der Stufe (3) geschwenkt wird, so daß die Schrauben ihre Positionen relativ zueinander verändern können;
5. die Schrauben mit Wasser gewaschen werden, um die Lö sungsmittelreste, die an den Schrauben haften, zu ent fernen und die Temperatur der Schrauben zu reduzieren, nachdem sie elektroplattiert worden sind, und
6. die Schrauben getrocknet werden.

Vorzugsweise beträgt der Anteil des Lösungsmittels, das dem aluminiumenthaltenden Mittel zugegeben wird, etwa 2 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen der elektrolyti schen Lösung.

Auf diese Weise können alle Schrauben positiv gründlich und gleichmäßig mit einem aluminiumenthaltenden Mittel beschich tet werden. Da ferner nur eine kleine Menge an flüchtigem Lösungsmittel erforderlich ist, können die Bedienungsperso nen nicht zuviel schädliches Lösungsmittel einatmen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der

Fig. 1 in Form eines Blockdiagrammes eine bevor zugte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer aluminiumenthaltenden Schutzschicht auf einer Schraube zeigt.

Fig. 2 zeigt schematisch die Elektroplattierung der Schrauben in einem Behälter.

Fig. 3 zeigt schematisch den Behälter, der in dem Elektroplattier-Tank nach Fig. 2 aufgenommen ist, wobei dieser Behälter in diesem Tank ge schwenkt wird.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm des Verfahrens zur Her stellung einer aluminiumenthaltenden Schicht auf einer Schraube. Zunächst werden 2 Vol.-% eines Lösungsmittels und 2 Vol.-% Wasser sowie 96 Vol.-% eines aluminiument haltenden Beschichtungsmittels, das aus Aluminiumpulver, Silikonharz, Alkydharz und einem aromatischen Lösungsmit tel besteht, in einem Elektroplattier-Tank 10 (Fig. 2) gemischt, um eine Elektrolytlösung 13 zu bilden, wie in Block 1 von Fig. 1 dargestellt ist. Das Lösungsmittel in der Elektrolytlösung 13 ist ein leitendes Harz, be stehend aus einem Harz, einem Füllstoff, einem Pigment und 2 Vol.-% Dimethylbenzol, bezogen auf das Gesamtvolu men des Lösungsmittels. Eine Vielzahl von Schrauben 11, die zu beschichten sind, wird dann in einen Behälter 12 mit z. B. sechseckigem Querschnitt eingebracht, wie in Block 2 gezeigt. Der Behälter 12 wird in die Elektrolyt lösung 13 eingetaucht und er hat eine Vielzahl von Lö chern 121, so daß die Schrauben 11 in Kontakt mit der Elektrolytlösung 13 gelangen können, wie in Fig. 2 dar gestellt ist.

Jede der Schrauben 11 im Behälter 12 wird mit einer Schicht, die Aluminium enthält, durch Elektrolyse beschichtet, wie in Block 3 gezeigt ist. Während des Elektroplattierprozesses wird der Behälter 12 um eine rotierende Welle 32 geschwenkt, die an dem Elektroplattier-Tank 10 montiert ist, und zwar mit einer Rate von vier- bis sechsmal je Minute, wie Fig. 3 zeigt. Die rotierende Welle 32 wird durch einen Motor 10, der nahe dem Tank 12 installiert ist, angetrieben, wie Fig. 2 zeigt. In dieser Ausführungsform werden die Schrauben 11 durch einen anodischen Elektroplattierprozeß beschichtet. Die Reaktion läuft folgendermaßen ab:

Man erkennt, daß bei der obigen anodischen Elektroplattier reaktion die Schrauben 11, die in Kontakt mit der Anode stehen, mit einer aluminiumenthaltenden Beschichtung über zogen werden, an ihren Oberflächen durch Verwendung des Anions ∼COO⁻ in üblicher Weise, was daher nicht im einzel nen beschrieben wird.

Der Elektroplattierprozeß kann aber auch mit Hilfe einer kathodischen Elektroplattierreaktion wie folgt ausgeführt werden:

Während des Elektrolysenprozesses werden das Anion ∼COO⁻ und das Kation ∼NH⁺ entsprechend aus dem Lösungsmittel in der Elektrolytlösung 13 freigesetzt, so daß die alu miniumenthaltende Beschichtung entsprechend auf der Anode und der Kathode ausgefällt werden kann, wodurch die Ober flächen der Schrauben 11 beschichtet werden.

Es wird bemerkt, daß während des Elektroplattierprozesses die relativen Positionen der Schrauben 11 im Behälter 12 verändert werden, weil der Behälter 12 geschwenkt wird. Auf diese Weise kann jede Schraube 11 gründlich und gleich mäßig mit der aluminiumenthaltenden Schicht an ihren Ober flächen beschichtet werden. Darüber hinaus kann die Dicke der Aluminiumbeschichtung auf jeder Schraube 11 durch Ein stellen der Elektroplattierzeit gesteuert werden.

Danach werden die Schrauben 11 mit Wasser gewaschen, um die restliche Elektrolytlösung, die an den Schrauben 11 nach dem Elektroplattieren anhaftet, zu entfernen und um die Tem peratur der Schrauben 11 zu reduzieren, wie in Block 4 in Fig. 1 gezeigt ist. Nach dem Waschen der Schrauben kann das Wasser mittels Ultrafiltration umgewälzt werden, wodurch Wasser zum Waschen eingespart wird und eine Verschmutzung der Umgebung verhindert wird.

Die Schrauben 11 werden dann in ein wasserlösliches Fluor- Kohlenstoff-Harz eingetaucht, um einen dünnen Film auf ihnen zu bilden, wie in Block 5 gezeigt ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Oberflächen der Schrauben 11 klebend wer den. Die Schrauben 11 werden dann getrocknet, damit das Lö sungsmittel verdunsten kann, wie in Block 6 gezeigt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat folgende Vorteile:

Da die Beschichtung durch Elektrolyse auf die Schrauben aufgebracht wird, die in Kontakt mit der Anode oder der Kathode stehen, und die relativen Positionen der Schrau ben durch das Schwenken des Behälters verändert werden, kann die aluminiumenthaltende Schicht gleichmäßig und gründlich auf die Schrauben aufgebracht werden. Da fer ner die Schicht auf den Oberflächen der Schrauben gebil det wird, entsteht kein Verlaufen des Mittels auf den Schrauben. Da wesentlich weniger Lösungsmittel verwendet wird als bei den konventionellen Methoden, ist die Menge an Lösungsmitteldämpfen in der Luft wesentlich geringer als bisher. Schließlich kleben die Schrauben nicht an einander, da der Behälter während des Elektroplattier prozesses geschwenkt wird.

Claims

1. Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht auf einer Schraube, dadurch gekennzeichnet, daß

1. ein Lösungsmittel, Wasser und ein aluminiument haltendes Mittel in einem ersten Behälter ge mischt werden, um eine Elektrolytlösung zu bil den;
2. eine Vielzahl von Schrauben in einen zweiten Behälter eingebracht wird, der in dem ersten Behälter aufgenommen wird, so daß die Schrauben in die Elektrolytlösung eingetaucht werden kön nen;
3. eine Schicht, die Aluminium enthält, auf jeder Schraube durch Elektrolyse gebildet wird;
4. der zweite Behälter in der Elektrolytlösung mit einer vorgegebenen Rate während der Stufe (3) geschwenkt wird, so daß die Schrauben ihre Posi tionen relativ zueinander verändern können;
5. die Schrauben mit Wasser gewaschen werden, um an ihnen anhaftende Elektrolytlösung zu entfernen und die Temperatur der Schrauben zu reduzieren, nachdem sie elektroplattiert worden sind; und
6. die Schrauben getrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Behälter mit einer Rate von vier- bis sechs mal je Minute geschwenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytlösung besteht aus 2 Vol.-% des Lösungs mittels, 2 Vol.-% Wasser und 96 Vol.-% des aluminium enthaltenden Mittels.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel ein leitendes Harz ist, bestehend aus einem Harz, einem Füllstoff, einem Pigment und 2 Vol.-% Dimethylbenzol, bezogen auf das Gesamtvolumen des Lösungsmittels.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Arbeitsschritt (5) die Schrauben in ein wasser lösliches Fluor-Kohlenstoff-Harz getaucht werden.