DE60112642T2

DE60112642T2 - Sandstrahlvorrichtung

Info

Publication number: DE60112642T2
Application number: DE60112642T
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Yabu-gun Tochishita; Kazuaki Kinosaki-gun Okuno; Nobuhiro Yabu-gun Misumi; Takeshi Ibaraki-shi NISHIUCHI
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: US7086934B2; EP1145802B1; DE60112642D1; SG95638A1; CN1211188C; JP2013144358A; US6743082B2; JP5321541B2; CN1317393A; MY128139A; US20050009451A1; US20020023692A1; JP2010247327A; EP1145802A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strahlvorrichtung, die geeignet ist, eine Oberflächenbehandlung von gesinterten Produkten wie etwa Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis und Keramik durchzuführen.
BESCHREIBUNG DES BETROFFENEN STANDES DER TECHNIK
Eine Strahlvorrichtung wird herkömmlicherweise für eine Oberflächenbehandlung beispielsweise von Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis benutzt, d.h. eine Behandlung zum Entfernen einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche gebildet hat, einer Behandlung zur Säuberung der Oberfläche, oder einem Kugelstrahlen zur Endbehandlung eines Films, die sich auf der Oberfläche gebildet hat.
Es gibt verschiedene Arten von Strahlvorrichtungen. Bei einer Strahlvorrichtung des Trommeltyps werden beispielsweise Werkstücke in eine Trommel innerhalb der Vorrichtung platziert, und eine Einspritzdüse wird angebracht, um ein Strahlmaterial gegen die Werkstücke durch eine Öffnung in der Trommel einzuspritzen, während die Werkstücke durch Drehung der Trommel durchmischt werden (siehe die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-347941).
Eine Strahlvorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, ist zur Massenbehandlung von Werkstücken fähig und in ihrer Produktivität ausgezeichnet. Bei einer solchen Vorrichtung kann jedoch die Einspritzung des Strahlmaterials gegen die Werkstücke nur durch die Öffnung in der Trommel durchgeführt werden, und daher gibt es natürlich eine Beschränkung der Behandlungseffizienz. Wenn ein Versuch gemacht wird, die Werkstücke so homogen wie möglich zu durchmischen, indem die Behandlungsdauer verlängert oder die Drehgeschwindigkeit der Tommel erhöht wird, um die Behandlungseffizienz zu erhöhen, kommt die Kollision der Werkstücke gegeneinander häufig und mit einer großen Stoßkraft vor. Aus diesem Grunde werden Sprünge und Brüche in vielen der Werkstücke erzeugt. Das Durchmischen der Werkstücke muss so durchgeführt werden, dass sie nicht durch die Öffnung ausgeworfen werden, und daher ist die Einstellung der Durchmischungsbedingungen mit einer Beschränkung verbunden. Des Weiteren ist es notwendig, die Werkstücke vor und nach der Behandlung in der Trommel zu platzieren und sie daraus zu entfernen, und daher können Sprünge oder Brüche bei den Werkstücken verursacht werden.
GB-A-1315462 beschreibt eine Trommelvorrichtung, um Werkstücke gleichzeitig einem Trommelvorgang und einem bearbeitenden Sprayvorgang zu unterziehen, was eine im Wesentlichen gleichmäßige Einwirkung des bearbeitenden Sprays auf alle Werkstücke erlaubt. Für die Oberflächenbehandlung umfasst die Strahlvorrichtung ein Schleuderrad (Laufrad des Typs Blattlaufrad), der aus einer Vielzahl von flachen Blättern, die sich radial von einer horizontalen Welle erstrecken, besteht. Des Weiteren ist das Innere der Vorrichtung in Wände, die mehrere Abteile aufbauen, unterteilt. Die Unterbringung von Werkstücken in mehreren Sektoren innerhalb des Behälters führt zu einer ungleichmäßigen Einwirkung des bearbeitenden Sprays auf alle Werkstückoberflächen. Der Nachteil der Schleuderradkonstruktion ist, dass der Einspritzdruck gering und die Richtung, in der die Einspritzung durchgeführt wird, beschränkt ist. Daher ist die Vorrichtung nicht für die Verwendung von Strahlmaterial mit kleiner Größe und/oder kleinem spezifischem Gewicht geeignet. Ferner ist das Laufrad unterhalb der Trommel angebracht, und das Strahlmaterial wird gegen die Werkstücke von unterhalb der Trommel eingespritzt, was zwischen den Werkstücken und dem Gehäuse keinen Raum lässt. Daher könnten die Werkstücke durch das Muster des Abteils beschädigt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strahlvorrichtung bereitzustellen, die bei der Behandlungseffizienz von Werkstücken ausgezeichnet ist, und bei der das Auftreten von Sprüngen und Brüchen der Werkstücke vermindert werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Strahlvorrichtung bereitgestellt, umfassend eine Vielzahl von röhrenförmigen Trommeln, die aus einem Maschennetz zur Aufnahme von Werkstücken geformt sind und die umlaufend außerhalb einer Mittelachse eines Lagerteils, das um eine Mittelachse drehbar ist, zur Drehung um die Mittelachse gelagert sind, so dass die röhrenförmigen Trommeln um die in horizontaler Richtung angeordnete Mittelachse des Lagerteils durch Drehung des Lagerteils gedreht werden können, und eine Einspritzdüse, die angeordnet ist, um ein Strahlmaterial gegen die Werkstücke von der Außenseite der röhrenförmigen Trommeln, die um die Mittelachse gedreht werden, einzuspritzen.
Gemäß einem zweiten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, werden sechs röhrenförmige Trommeln in einer ringförmigen Form umlaufend außerhalb der Mittelachse des Lagerteils gelagert.
Gemäß einem dritten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem ersten Merkmal, sind die röhrenförmigen Trommeln und / oder das Lagerteil zum Lagern der röhrenförmigen Trommeln lösbar angebracht.
Gemäß einem vierten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Strahlen von Oberflächen von Werkstücken unter Verwendung einer Strahlvorrichtung gemäß dem ersten Merkmal bereitgestellt.
Gemäß einem fünften Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem vierten Merkmal, sind die Werkstücke Permanentmagnete auf Seltenerdmetallbasis.
Gemäß einem sechsten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen von Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis bereitgestellt, umfassend die Schritte des Entfernens einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis gebildet hat, wobei eine Strahlvorrichtung gemäß dem dritten Merkmal verwendet wird, des Entfernens der röhrenförmigen Trommeln, die die von den Oxidschichten befreiten Permanentmagnete auf Seltenerdmetallbasis enthalten, oder des Lagerteils zum Lagern der röhrenförmigen Trommeln aus der Strahlvorrichtung, und das Anbringen der röhrenförmigen Trommeln oder des Lagerteils an eine Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung, wo ein Metallfilm auf der Oberfläche jedes der Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis durch ein Aufdampfungsverfahren gebildet wird.
Gemäß einem siebten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem sechsten Merkmal, umfasst das Verfahren weiterhin einen Schritt des Entfernens der röhrenförmigen Trommeln, die die Permanentmagnete auf Seltenerdmetallbasis, auf denen die Metallfilme gebildet wurden, enthalten, oder des Lagerteils zum Lagern der röhrenförmigen Trommeln aus der Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung, und des erneuten Anbringens der röhrenförmigen Trommeln oder des Lagerteils an die Strahlvorrichtung gemäß dem dritten Merkmal, wo die Metallfilme einem Kugelstrahlen unterzogen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Stücke homogen und effizient ohne übermäßiges Vorkommen von Kollisionen der Werkstücke gegeneinander, und ohne Vorkommen von Kollisionen der Werkstücke gegeneinander mit großer Stoßkraft durchmischt werden. Somit wird die Behandlungseffizienz vergrößert, und des Weiteren ist es möglich, das Vorkommen von Sprüngen oder Brüchen der Werkstücke zu vermindern. Da die röhrenförmigen Trommeln aus dem Maschennetz geformt sind, kann das Strahlmaterial aus allen Richtungen eingespritzt werden. Daher kann eine beliebige Anzahl von Einspritzdüsen zum Einspritzen des Strahlmaterials an jedem Ort in jeder Weise angebracht werden, so dass das Strahlmaterial gleichmäßig und effizient gegen die Werkstücke eingespritzt werden kann.
Mit der Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die röhrenförmigen Trommeln, die aus dem Maschennetz zur Aufnahme der Werkstücke geformt sind, und die umlaufend außerhalb der Mittelachse des Lagerteils, das um die Mittelachse drehbar ist, zur Drehung um die Mittelachse gelagert sind, so dass die röhrenförmigen Trommeln um die Mittelachse des Lagerteils durch Drehung des Lagerteils gedreht werden können, und bei der die Einspritzdüse zum Einspritzen des Strahlmaterials gegen die Werkstücke von der Außenseite der röhrenförmigen Trommel, die um die Mittelachse gedreht wird, ist es möglich, das Vorkommen von Sprüngen und Brüchen der Werkstücke stärker zu vermindern, zusätzlich zu der Wirkung, die in der oben genannten Strahlvorrichtung bereitgestellt wird.
Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Vorderansicht des Inneren eines Beispiels einer Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Seitenansicht des Inneren eines Beispiels einer Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Seitenansicht des Inneren eines weiteren Beispiels einer Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Perspektivansicht, die die Ausführungsform mit den auf den Lagerteilen gelagerten zylindrischen Trommeln in der Strahlvorrichtung, die in 3 gezeigt wird, zeigt;
5 ist eine schematische Perspektivansicht, die eine andere Ausführungsform als die Ausführungsform mit den auf den Lagerteilen gelagerten zylindrischen Trommeln, die in 4 gezeigt wird, zeigt;
6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht der zylindrischen Trommel, die in der in 5 gezeigten Ausführungsform verwendet wird; und
7 ist eine schematische, teilweise Vorderansicht, die zeigt, wie bei der in 5 gezeigten Ausführungsform die zylindrische Trommel auf dem Lagerteil gelagert ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Typische Beispiele von Werkstücken, die unter der Verwendung einer Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, sind gesinterte Produkte, wie Permanentmagnete auf Seltenerdmetallbasis und Keramik, die dazu neigen zu springen und zu zerbrechen. Jedoch ist das Werkstück nicht auf diese gesinterten Produkte beschränkt und kann jedes beliebige Stück sein, falls die Oberflächenbehandlung eines solchen Stückes durch eine Strahlbehandlung erreicht werden kann. Zum Beispiel kann das Werkstück ein Stück sein, das zur Deformation neigt, dadurch, dass Sie aneinander stoßen, wie zum Beispiel ein Aluminiumgussteil. Wenn die Oberflächenbehandlung solcher Werkstücke unter Verwendung der Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, kann eine deformationsvermindernde Wirkung bereitgestellt werden.
Beispiele für Strahlmaterialien, die in der Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind metallische Strahlmaterialien wie Stahlkugeln und nichtmetallische Strahlmaterialien wie Alundum (ein Markenname der Norton Co.) und Glaskugeln, von denen jedes passend ausgesucht wird, abhängig vom Behandlungszweck.
Bei der Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt die Unterbringung der Werkstücke in der aus dem Maschennetz geformten röhrenförmigen Trommel sicher, dass die Werkstücke homogen und effizient in einem Zustand durchmischt werden können, in dem sie weniger aufeinander gehäuft sind, ohne übermäßiges Vorkommen der Kollision der Werkstücke gegeneinander und ohne das Vorkommen der Kollision der Werkstücke gegeneinander mit einer starken Stoßkraft. Daher wird die gestrahlte Fläche eines Werkstücks pro Zeiteinheit vergrößert, und somit wird die Behandlungseffizienz erhöht, und des Weiteren ist es möglich, das Vorkommen von Sprüngen und Brüchen der Werkstücke zu vermindern.
Da die röhrenförmige Trommel aus dem Maschennetz geformt ist, kann das Strahlmaterial aus allen Richtungen eingespritzt werden. Daher kann jede Anzahl von Einspritzdüsen zum Einspritzen des Strahlmaterials an jedem Ort in jeder Weise angebracht werden, so daß das Strahlmaterial gleichmäßig und effizient gegen die Werkstücke eingespritzt werden kann. Weiter kann die Strahlbehandlung mit ausgezeichneter Behandlungseffizienz durchgeführt werden, und kann daher bei einem niedrigeren Einspritzdruck als im Stand der Technik erreicht werden. Daher kann die Belastung eines Kompressors verringert werden, und eine Steigerung des Leistungsgrades kann zur Verfügung gestellt werden.
Nach dem Strahlen der Werkstücke ist es bevorzugt, dass das Strahlmaterial, das sich auf den Oberflächen der Werkstücke und auf der röhrenförmigen Trommel abgelagert hat, durch das Blasen von Luft bei Bedingungen von, zum Beispiel, einem Druck in einem Bereich von 0,1 MPa bis 0,5 MPa und einer Behandlungszeit in einem Bereich von 1 Minute bis 3 Minuten entfernt wird. Da die röhrenförmige Trommel aus dem Maschnnetz geformt ist, kann das Strahlmaterial einfach enfernt werden, und wenn die Behandlung durchgeführt wird, während die röhrenförmige Trommel gedreht wird, kann das Strahlmaterial effizienter entfernt werden.
Des Weiteren werden die Werkstücke in einem Zustand durchmischt, bei dem sie in der röhrenförmigen Trommel aufgenommen sind, und daher können die Werkstücke nicht durch eine Öffnung herausfallen, wie es der Fall ist bei einer herkömmlichen Vorrichtung des Trommeltyps.
Die Bereitstellung der röhrenförmigen Trommeln, die lösbar und einfach handhabbar sind, ergibt die folgenden Vorteile:
Zunächst kann das Platzieren und das Entfernen der Werkstücke in die und aus der röhrenförmige Trommel an jedem Ort druchgeführt werden, und somit ist es möglich, den Komfort zu verbessern.
Bei der Oberflächenbehandlung von Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis kann die einzelne röhrenförmige Trommel beständig bei einer Vielzahl von Schritten verwendet werden.
Insbesondere ist es möglich, die folgenden Schritte in Folge auszuführen: einen Schritt des Entfernens einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis gebildet hat, unter Verwendung dieser Strahlvorrichtung, einen Schritt des Entfernens der röhrenförmigen Trommel, in der die von der Oxidschicht befreiten Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis enthalten waren, aus der Strahlvorrichtung, einen Schritt des Anbringens der röhrenförmigen Trommel an eine Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung, um einen Metallfilm, wie einen Aluminiumfilm, auf der Oberfläche jedes der Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis durch einen Aufdampfungsprozess zu bilden, einen Schritt des Entfernens der röhrenförmigen Trommel, in der die Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis, die die auf Ihnen gebildeten Metallschichten aufweisen, enthalten waren, aus der Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung, einen Schritt des erneuten Anbringens der röhrenförmigen Trommel an die Strahlvorrichtung, um den Metallfilm einem Kugelstrahlen zu unterziehen, einen Schritt des Entfernens der röhrenförmigen Trommel, in der die Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis, welche die Metallschichten aufweisen, die dem Kugelstrahlen unterzogen wurden, enthalten waren, aus der Strahlvorrichtung, einen Schritt des Tauchens der röhrenförmigen Trommel in eine Flüssigkeit zur chemischen Konversionsbehandlung (zum Beispiel eine Flüssigkeit zur chemischen Konversionsbehandlung für eine Chromatierbehandlung, wie in der japanischen Patentschrift Nr. 6-66173 beschrieben, oder für eine Zirkoniumphosphatbehandlung, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-150216 beschrieben) in einem Zustand, bei dem die Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis in der röhrenförmigen Trommel enthalten waren (wobei die röhrenförmige Trommel in der Flüssigkeit zur chemischen Konversionsbehandlung gedreht werden kann, um einen gleichmäßigeren Film zu bilden), und einen Schritt des Hochziehens der röhrenförmigen Trommel, wodurch ein chemischer Konversionsfilm auf der Oberfläche jedes der Metallfilme gebildet wird.
Des Weiteren ist es möglich, nach dem Schritt des Entfernens einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis gebildet hat, unter Verwendung dieser Strahlvorrichtung, einen Schritt des Entfernens der röhrenförmigen Trommel, in der die von der Oxidschicht befreiten Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis enthalten waren, aus der Strahlvorrichtung, einen Schritt des Tauchens der röhrenförmigen Trommel in eine Flüssigkeit zur chemischen Konversionsbehandlung (zum Beispiel eine Flüssigkeit zur chemischen Konversionsbehandlung für eine Phosphatbehandlung oder eine Chromatierbehandlung wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 60-63903 beschrieben) in einem Zustand, bei dem die Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis in der röhrenförmigen Trommel enthalten waren (wobei die röhrenförmige Trommel in der Flüssigkeit zur chemischen Konversionsbehandlung gedreht werden kann, um einen gleichmäßigeren Film zu bilden), und einen Schritt des Hochziehens der röhrenförmigen Trommel, wodurch ein chemischer Konversionsfilm auf der Oberfläche jedes der Metallfilme gebildet wird, durchzuführen.
Solange die röhrenförmige Trommel beständig verwendet werden kann, kann die röhrenförmige Trommel bei einem anderen Schritt zwischen den oben beschriebenen Schjritten verwendet werden.
Daher ist die Notwendigkeit, einen Vorgang zum Überführen der Magnete zwischen den Schritten durchzuführen, beseitigt, und somit ist es möglich, das Vorkommen von Sprüngen und Brüchen der Magnete, das bei der Überführung der Magnete verursacht werden kann, zu vermindern, und zusätzlich die Arbeit für die Überführung zu vermeiden.
Wenn eine Vielzehl von röhrenförmigen Trommeln, die dieselbe Form aufweisen, angefertigt und in kontinuierlichen Betrieb genommen werden, kann die röhrenförmige Trommel X, die einen Schritt B durchlaufen hat, an einen Schritt C überführt werden, und dann kann die röhrenförmige Trommel Y, die einen Schritt A durchlaufen hat, an den Schritt B überführt werden, Somit können alle Schritte reibungslos durchgeführt werden, und daher kann die Zeit, die für alle Schritte benötigt wird, verkürzt werden. Insbesondere sind der Schritt des Strahlens und der Schritt des Entfernens von Strahlmaterial durch das Blasen von Luft, wie oben beschrieben, im Stand der Technik in derselben Behandlungskammer durchgeführt worden. Jedoch können, wenn die röhrenförmigen Trommeln lösbar und einfach handhabbar sind, diese beiden Schritte in verscheidenen, aneinandergrenzenden Behandlungskammern durchgeführt werden, und während der Schritt des Entfernens des Strahlmaterials in der röhrenförmigen Trommel X durchgeführt wird, kann der Schritt des Strahlens in der röhrenförmigen Trommel Y durchgeführt werden. Somit ist es möglich, die für den Schritt des Entfernens des Strahlmaterials notwendige Dauer, die während der für alle Schritte notwendigen Dauer belegt ist, zu reduzieren.
Das Anlagern eines Aufdampfungsmaterials wie Aluminium auf die röhrenförmige Trommel in moderatem Ausmaß verhindert die Beschädigung (einschließlich der Abnutzung, die Verringerung der Festigkeit und das Abblättern einer geschweißten Zone) des Maschennetzes, das die röhrenförmige Trommel bildet, bei dem Schritt des Strahlens und dem Schritt des Entfernens des Strahlmaterials, und daher ist es möglich, die Haltbarkeitsdauer der röhrenförmigen Trommel zu verlängern.
Des Weiteren kann das Aufdampfmaterial, wie Aluminium, und das Strahlmaterial, das sich im Übermass an die röhrenförmige Trommel angelagert hat, beim Schritt des Strahlens und dem Schritt des Entfernens des Strahlmaterials entfernt werden. Somit ist es möglich, die Haltbarkeitsdauer der röhrenförmigen Trommel zu verlängern und zu verhindern, daß sich Fremdkörper, die sich an der Trommel während der Bildung eines Metallfilms durch den Aufdampfungsvorgang angelagert haben, an der Oberfläche jedes der Werkstücke anlagern, um somit Vorsprünge zu erzeugen.
Die Form der Trommel ist nicht auf die zylindrische Form beschränkt, und die Trommel kann im Querschnitt mehreckig sein, wie zum Beispiel sechseckig oder achteckig, falls sie röhrenförmig ist.
Netzförmige Trennwände können vertikal in der Längsrichtung innerhalb der zylindrischen Trommel (dem Aufnahmeabschnitt) vorgesehen sein, so dass ein Werkstück in jedem der durch die Trennwände definierten unterteilten Kammerabschnitte aufgenommen werden kann, wobei die Werkstücke in voneinander getrennten Zuständen der Strahlbehandlung unterzogen werden können.
Beispiele des Maschennetzes, das die röhrenförmige Trommel bildet, schließen die ein, die aus rostfreiem Stahl und Titan gemacht wurden, jedoch ist das Maschennetz aus Titan wegen einer Gewichtsverminderung der röhrenförmigen Trommel bevorzugt. Das Maschennetz kann hergestellt werden, indem eine netzförmige Platte, die durch Stanzen oder Ätzen einer flachen Platte hergestellt wurde, verwendet wird, oder kann durch das Flechten eines linearen Materials hergestellt werden.
Das Öffnungsverhältnis der Masche (das Verhältnis der Fläche einer Öffnung zu der Fläche der Masche) hängt von der Form und Größe eines Werkstücks ab, liegt aber bevorzugt in einem Bereich von 50 % bis 95 %, noch bevorzugter in einem Bereich von 60 % bis 85 %. Wenn das Öffnungsverhältnis kleiner als 50 % ist, besteht die Möglichkeit, dass die Masche selbst ein Hindernis zwischen der Einspritzdüse und dem Werkstück darstellt, was in einer verminderten Behandlungseffizienz resultiert. Wenn das Öffnungsverhältnis größer als 95 % ist, besteht die Möglichkeit, dass die Masche während der Behandlung oder während einer anderen Handhabung deformiert oder beschädigt wird. Der Drahtdurchmesser wird unter Rücksichtnahme auf das Öffnungsverhältnis und die Festigkeit ausgewählt, und liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 mm. Des Weiteren liegt der Drahtdurchmesser bevorzugt in einem Bereich von 0,3 mm bis 5 mm, wenn leichte Handhabbarkeit berücksichtigt wird.
Eine Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von röhrenförmigen Trommeln, die aus einem Maschennetz geformt sind, zur Aufnahme von Werkstücken, und die umlaufend außerhalb der Mittelachse eines Lagerteils, das um die Mittelachse drehbar ist, zur Drehung um die Mittelachse gelagert sind, so dass die röhrenförmige Trommel um die Mittelachse des Lagerteils gedreht werden kann, und eine Einspritzdüse, die angeordnet ist, um ein Strahlmaterial gegen die Werkstücke von der Außenseite der röhrenförmigen Trommel, die um die Mittelachse gedreht wird, einzuspritzen. Der Abriss eines Beispiels der Strahlvorrichtung wird unten mit den Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Vorderansicht (eine zum Teil perspektivische Ansicht) des Inneren einer Strahlvorrichtung 101. Das um eine Mittelachse drehbare Lagerteil 107 ist auf Rollen 102 und 103 in einem unteren Gebiet in der Vorrichtung gelagert, und sechs zylindrische Trommeln 105, die aus einem Maschennetz aus einem rostfreiem Stahl geformt sind, sind in ringförmiger Form umlaufend außerhalb der Mittelachse des Lagerteils durch eine Lagerwelle 108 zur Drehung um die Mittelachse gelagert. Wenn das Lagerteil 107 um die Mittelachse gedreht wird, indem die Rollen 102 und 103 gedreht werden, indem ein Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird, wird die zylindrische Trommel 105, die durch die Lagerwelle 108 gelagert wird, um die Mittelachse als Reaktion auf die Drehung des Lagerteils 107 gedreht, wodurch Werkstücke 110 innerhalb der Trommel homogen und effizient durchmischt werden (siehe Pfeil in 1). Insgesamt sechs Einspritzdüsen 104 zum Einspritzen eines Strahlmaterials gegen die Werkstücke 110 in der zylindrischen Trommel 105 sind oberhalb der zylindrischen Trommel 105 in zwei Reihen in einer Längsrichtung der Trommel in einem geeigneten Einspritzwinkel angebracht. Falls eine mittlere Lagerwelle 106 auf der Mittelachse des Lagerteils 107 vorgesehen ist, ist es günstig wenn das Lagerteil 107, das die zylindrische Trommel lagert, aus der Vorrichtung entfernt und bewegt wird. 2 ist eine schematische Seitenansicht des Inneren der Strahlvorrichtung 101. Die einzelne Einspritzdüse 104 hat einen geeigneten Auslenkungswinkel in der Längsrichtung der zylindrischen Trommel 105 und ist daher in der Lage, das Strahlmaterial gleichmäßig und effizient gegen alle Werkstücke 110 (nicht in 2 gezeigt) in der Trommel einzuspritzen.
3 ist eine schematische Seitenansicht des Inneren eines weiteren Beispiels einer Strahlvorrichtung 151. Wie bei dieser Strahlvorrichtung 151 können zwei Serien der sechs zylindrischen Trommeln, die auf den Lagerteilen, die an entgegengesetzten Enden in der Strahlvorrichtung vorgesehen sind, die in den 1 und 2 gezeigt ist, gelagert sind (die zwölf zylindrischen Trommeln 55), auf Lagerteilen 157 gelagert sein, und eine einzelne Einspritzdüse 154 kann für jede dieser beiden Serien angeordnet sein. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Ausführungsform mit den auf den Lagerteilen 157 gelagerten zylindrischen Trommeln 155 zeigt.
5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform als die in 4 gezeigte Ausführungsform mit den auf den Lagerteilen gelagerten zylindrischen Trommeln zeigt. Sechs zylindrische, aus einem Maschennetz aus einem rostfreien Stahl geformte Trommeln 205 sind in einer ringförmigen Form umlaufend außerhalb einer horizontalen mittleren Lagerwelle 206, d.h. die mittlere Lagerwelle 206 eines Lagerteils 207 bei einem Lagerteil 208 für die Drehung um die Mittelachse, gelagert, so dass sie um die Mittelachse gedreht werden können (die zylindrischen Trommeln sind in zwei Serien gelagert, und daher ist die Gesamtzahl der gelagerten zylindrischen Trommeln 12) (die Werkstücke sind noch immer nicht aufgenommen).
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht der zylindrischen Trommel 205, die in der in 5 gezeigten Ausführungsform verwendet wird. Die zylindrische Trommel 205 kann in einer Längsrichtung geöffnet und geschlossen werden und umfasst ein oberes Käfigteil 205a und ein unteres Käfigteil 205b, die als symmetrische Elemente geformt sind, die durch ein Scharnier (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden können. Die zylindrische Trommel 205 weist eine Lagerwelle 208 auf, um durch das Lagerteil gelagert zu werden. Falls solch eine zylindrische Trommel 205 verwendet wird, ist es möglich, das Platzieren und Entfernen von Werkstücken in die und aus der zylindrischen Trommel 205 einfach durchzuführen, und somit ist es möglich, das Vorkommen des Springens und Zerbrechens von Werkstücken beim Platzieren und Entfernen von Werkstücken in die und aus der zylindrischen Trommel 205 zu vermindern. Während der Strahlbehandlung werden die oberen und unteren Käfigteile 205a und 205b aneinander mit einer Klammer (nicht gezeigt) befestigt. Netzförmige Trennwände können vertikal in der Längsrichtung innerhalb der zylindrischen Trommel 205 vorgesehen sein, so dass ein Werkstück in jedem der durch die Trennwände definierten unterteilten Kammerabschnitte aufgenommen werden kann, wobei die Werkstücke in voneinander getrennten Zuständen der Strahlbehandlung ausgesetzt werden können.
7 ist eine schematische teilweise Vorderansicht, die zeigt, wie bei der in 5 gezeigten Ausführungsform die zylindrische Trommel 205 auf dem Lagerteil 207 gelagert ist. Die zylindrische Trommel 205 wird gelagert, indem die Lagerwelle 208 in das Lagerteil 207 geklemmt wird. Es ist bevorzugt, dass das Einklemmen der Lagerwelle 208 in das Lagerteil 207 federnd ausgeführt wird, zum Beispiel wie bei einem Mechanismus, der eine Abstoßungskraft einer Feder verwendet, so dass die zylindrische Trommel 205 lösbar auf dem Lagerteil 207 gelagert ist.
Mit der Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden Vorteile bereitgestellt, wenn die röhrenförmige Trommel und/oder das Lagerteil zum Lagern der röhrenförmigen Trommel lösbar angebracht und einfach zu handhaben sind.
Die Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat bemerkenswerte Vorteile, die unten beschrieben werden.
Zunächst können die Werkstücke in geringerer Menge in jede der kleineren röhrenförmigen Trommeln platziert werden, anstatt in größerer Menge in eine einzelne größere röhrenförmigen Trommel, auch, wenn dieselbe Menge von Werkstücken der Strahlbehandlung unterzogen werden soll. In diesem Falle kann die Häufigkeit der Kollisionen der Werkstücke gegeneinander weiter reduziert werden, und die Kollisionsenergie kann reduziert werden, und daher können die Werkstücke in einem Zustand, bei dem Sie weniger aufeinander gehäuft sind, homogen und effektiv durchmischt werden. Daher ist es möglich, das Vorkommen von Sprüngen und Brüchen der Werkstücke stärker zu unterbinden.
Werkstücke, die verschiedene Formen aufweisen, oder Werkstücke, die verschiedene Größen aufweisen, können jeweils in jeder der röhrenförmigen Trommeln aufgenommen werden, und die röhrenförmigen Trommeln sind in einer ringförmigen Form umlaufend außerhalb der Mittelachse des Lagerteils befestigt, um die Strahlbehandlung durchzuführen. Daher können die Strahlbehandlungen einer Vielzahl von Typen von Werkstücken zu einer Zeit durchgeführt werden.
Eine Vielzahl von röhrenförmigen Trommeln, die verschiedene Maschenformen aufweisen, werden miteinander kombiniert verwendet und in einer ringförmigen Form umlaufend außerhalb der Mittelachse des Lagerteils befestigt, um die Strahlbehandlung durchzuführen, wobei die Effizienz der Behandlung für jede röhrenförmige Trommel variiert werden kann. Daher können die Werkstücke, die in jeder der röhrenförmigen Trommeln aufgenommen sind, jeweils in unterschiedlichen Maßen behandelt werden.
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Strahlvorrichtung und der in 3 gezeigten Strahlvorrichtung sind die sechs zylindrischen Trommeln auf einer Oberfläche eines der Lagerteile gelagert (bei in 3 gezeigten Strahlvorrichtung sind die zylindrischen Trommeln in zwei Serien gelagert, und daher ist die Gesamtzahl der gelagerten Trommeln zwölf), jedoch ist die Anzahl der auf einem der Lagerteile gelagerten röhrenförmigen Trommeln nicht auf sechs beschränkt und kann eins sein.
Die röhrenförmige Trommeln kann so gelagert sein, dass sie durch das Drehen des Lagerteils um die Mittelachse gedreht werden kann und auch um ihre Achse durch einen bekannten Mechanismus gedreht werden kann.
Das Innere der röhrenförmigen Trommel kann radial von der Mittelachse in zwei oder mehr Aufnahmeabschnitte unterteilt sein.
Wenn eine Oxidschicht, die sich auf jedem der Permanentmagneten auf Seltenerdbasis gebildet hat, entfernt werden soll, oder ein Metallfilm, der durch ein Aufdampfungsverfahren auf den Permanentmagneten auf Seltenerdbasis gebildet wurde, für eine Endbehandlung einem Kugelstrahlen unterzogen werden soll, kann die Oberflächenbehandlung der Permanentmagneten auf Seltenerdbasis gleichmäßig und effizient unter Verwendung der Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, wenn das Strahlmaterial unter einem Einspritzdruck in einem Bereich von 0,1 MPa bis 0,5 MPa eingespritzt wird, während das Lagerteil in der Strahlvorrichtung mit einer Drehgeschwindigkeit in einem Bereich von 0,5 Umdrehungen pro Minute bis 30 Umdrehungen pro Minute (bevorzugt in einem Bereich von 1 Umdrehung pro Minute bis 10 Umdrehungen pro Minute) gedreht wird.
BEISPIELE
Die Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Detail weiter mittels der folgenden Beispiele beschrieben, aber es versteht sich, daß die Strahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf solche Beispiele beschränkt ist.
Die folgenden Beispiele wurden durchgeführt unter Verwendung von gesinterten Magneten, die eine Zusammensetzung von 14Nd-79Fe-6B-1 Co und eine Größe von 30 mm × 15 mm × 6 mm aufweisen, und die hergestellt wurden, indem ein bekannter Gußblock pulverisiert wird und dann das entstandene Pulver einem Pressen, einem Sintern, einer Hitzebehandlung und einer Oberflächenbearbeitung, wie zum Beispiel in den US Patenten Nr. 4770723 und 4792368 beschrieben, unterzogen wird (solche gesintereten Magnete werden fortan als Magnetteststücke bezeichnet).
Beispiel 1: Erstes Beispiel der Entfernung einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche eines Magnetteststücks (nicht in der Erfindung enthalten) gebildet hat.
(Bedingung)
Die Entfernung einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Magnetteststücke gebildete hatte, wurde unter Verwendung nur einer aus einem Maschennetz geformten röhrenförmigen Trommel durchgeführt. Die in Beispiel 1 verwendete zylindrische Trommel wurde aus einem rostfreien Stahl, mit einem Durchmesser von 355 mm und einer Länge von 600 mm gefertigt und hatte ein Öffnungsverhältnis einer Masche von 70 % (eine Öffnung war quadratisch mit einer Länge einer Seite, die gleich 5,1 mm war, und einem Drahtdurchmesser von 1,0 mm). 414 Magnetteststücke wurden in der zylindrischen Trommel platziert. Alundum A#180 (hergestellt von Sinto Brator Co., Ltd, mit einer Korngröße von #180 nach JIS) wurde als Strahlmaterial verwendet und unter einem Einspritzdruck von 0,2 MPa für 20 Minuten eingespritzt, während die zylindrische Trommel bei 5 Umdrehungen pro Minute gedreht wurde.
(Ergebnis)
Nachdem das Strahlmaterial 20 Minuten lang eingespritzt wurde, wurden die zehn Magnetteststücke aus der zylindrischen Trommel entfernt und einer Oberflächenbetrachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen. Das Ergebnis zeigte, daß es kein Magnetteststück gab, das die Oxidschicht noch auf seiner Oberfläche hatte. Des Weiteren wiesen 5 der 414 Magnetteststücke jedes einen Sprung und einen Bruch auf.
Beispiel 2: Zweites Beispiel der Entfernung einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche eines Magnetteststücks gebildet hat
(Bedingung)
Die Entfernung einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Magnetteststücke gebildete hatte, wurde unter Verwendung der in den 1 und 2 gezeigten Strahlvorrichtung durchgeführt. Jede der in Beispiel 2 verwendeten zylindrische Trommeln wurde aus einem rostfreien Stahl mit einem Durchmesser von 110 mm und einer Länge von 600 mm gefertigt und hatte ein Öffnungsverhältnis einer Masche von 70 % (eine Öffnung war quadratisch mit einer Länge einer Seite, die gleich 5,1 mm war, und einem Drahtdurchmesser von 1,0 mm). 69 Magnetteststücke wurden in jeder der zylindrischen Trommeln platziert (insgesamt wurden 414 Magnetteststücke in den sechs zylindrischen Trommeln untergebracht). Alundum A#180 (hergestellt von Sinto Brator Co., Ltd, mit einer Korngröße von #180 nach JIS) wurde als Strahlmaterial verwendet und unter einem Einspritzdruck von 0,2 MPa für 20 Minuten eingespritzt, während die zylindrische Trommel bei 5 Umdrehungen pro Minute gedreht wurde.
(Ergebnis)
Nachdem das Strahlmaterial 15 Minuten lang eingespritzt wurde, wurden die zehn Magnetteststücke aus der zylindrischen Trommel entfernt und einer Oberflächenbetrachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen. Das Ergebnis zeigte, daß es kein Magnetteststück gab, das die Oxidschicht noch auf seiner Oberfläche hatte. Des Weiteren wies eines der 414 Magnetteststücke einen Sprung und einen Bruch auf.
Beispiel 3: Kugelstrahlen zur Endbehandlung eines Aluminiumfilms, die sich auf der Oberfläche eines Magnetteststücks (nicht in der Erfindung enthalten) gebildet hat.
(Bedingung)
Eine Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Magnetteststücke gebildet hatte, wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 entfernt, und die zylindrische Trommel, die die von der Oxidschicht befreiten Magnetteststücke enthielt, wurde aus der Strahlvorrichtung entfernt und an einer im US-Patent Nr. 4116161 beschriebenen Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung angebracht, wo die Magnetteststücke einem Aufdampfungsvorgang unterzogen wurden, wodurch ein Aluminiumfilm, der eine durchschnittliche Dicke von 7 μm aufwies, auf den Oberflächen jedes der Magnetteststücke gebildet wurde. Dann wurde die zylindrische Trommel, die die Magnetteststücke enthielt, die die Aluminiumfilme aufwiesen, die sich auf ihren Oberflächen gebildet hatten, aus der Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung entfernt und erneut and die in Beispiel 1 verwendete Strahlvorrichtung angebracht, wo GB-AG (von Sinto Brator Co., Ltd hergestellte Glaskugeln mit einer Korngröße von #180 nach JIS) als Strahlmaterial verwendet und unter einem Einspritzdruck von 0.2 MPa für 15 Minuten eingespritzt wurde, während die zylindrische Trommel bei 5 Umdrehungen pro Minute gedreht wurde
(Ergebnis)
Nachdem das Strahlmaterial 15 Minuten lang eingespritzt wurde, wurden die zehn Magnetteststücke aus der zylindrischen Trommel entfernt und einer Oberflächenbetrachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop unterzogen. Das Ergebnis zeigte, daß kein Magnetteststück dem Kugelstrahlen unvollständig ausgesetzt war, und alle Magnetteststücke zeigten eine gute Korrosionsbeständigkeit. Sieben der 414 Magnetteststücke wiesen jedes einen Sprung und einen Bruch auf.
Wie oben beschrieben, kann die zylindrische Trommel, die die Magnetteststücke enthält, beständig verwendet werden, ohne, dass die Magnetteststücke bei jedem Schritt überführt werden, d.h., beim Schritt des Entfernens der Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Magnetteststücke gebildet hat, beim Schritt des Bildens des Aluminiumfilms, der sich auf der Oberfläche jedes der Magnetteststücke gebildet hat, durch den Aufdampfungsvorgang und den Schritt, den Aluminiumfilm auf der Oberfläche jedes der Magnetteststücke dem Kugelstrahlen zu unterziehen, und trotzdem kann das Vorkommen von Sprüngen und Brüchen der Magnetteststücke außer bei den sieben Magnetteststücke, die jedes einen Sprung und einen Bruch haben, vermindert werden.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verscheidene Modifikationen bei der Ausgestaltung vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Eine Strahlvorrichtung (101), umfassend eine Vielzahl von röhrenförmigen Trommeln (105), die aus einem Maschennetz zur Aufnahme von Werkstücken (110) geformt sind und die umlaufend außerhalb einer Mittelachse eines Lagerteils (107), das um eine Mittelachse drehbar ist, zur Drehung um die Mittelachse gelagert sind, so dass die röhrenförmigen Trommeln (105) um die in horizontaler Richtung angeordnete Mittelachse des Lagerteils (107) durch Drehung des Lagerteils (107) gedreht werden können, und eine Einspritzdüse (104), die angeordnet ist, um ein Strahlmaterial gegen die Werkstücke (110) von der Außenseite der röhrenförmigen Trommeln (105), die um die Mittelachse gedreht werden, einzuspritzen.
Strahlvorrichtung (101) gemäß Anspruch 1, bei der sechs röhrenförmige Trommeln (105) in einer ringförmigen Form umlaufend um die Mittelachse des Lagerteils (107) gelagert sind.
Strahlvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die röhrenförmigen Trommeln (105) und/oder das Lagerteil (107) zum Lagern der röhrenförmigen Trommeln (105) lösbar angebracht sind.
Ein Verfahren zum Strahlen von Werkstücken, bei dem eine Strahlvorrichtung gemäß Anspruch 1 verwendet wird.
Verfahren zum Strahlen von Werkstücken gemäß Anspruch 4, bei dem die Werkstücke (110) Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis sind.
Verfahren gemäß Anspruch 5, umfassend die Schritte des Entfernens einer Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche jedes der Permanentmagnete auf Seltenerdmetallbasis gebildet haben, des Entfernens der röhrenförmigen Trommeln (105), die die von den Oxidschichten befreiten Permanentmagnete auf Seltenerdmetallbasis enthalten, oder des Lagerteils (107) zum Lagern der röhrenförmigen Trommeln (105) aus der Strahlvorrichtung (101), und des Anbringens der röhrenförmigen Trommeln (105) und des Lagerteils (107) an eine Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung, bei der ein Film auf der Oberfläche jedes der Permanentmagneten auf Seltenerdmetallbasis durch ein Aufdampfungsverfahren gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem das Verfahren weiterhin einen Schritt des Entfernens der röhrenförmigen Trommeln (105) umfasst, die die Permanentmagnete auf Seltenerdmetallbasis, auf denen die Metallfilme gebildet wurden, enthalten, oder des Lagerteils (107) zum Lagern der röhrenförmigen Trommeln (105) aus der Vorrichtung zur Bildung eines Films durch Aufdampfung, und des erneuten Anbringens der röhrenförmigen Trommeln (105) oder des Lagerteils (107) an die Strahlvorrichtung (101), wo die Metallfilme einem Kugelstrahlen unterzogen werden.