EP1557223A1 - Verfahren zur Behandlung von Aluminiumgussteilen - Google Patents

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EP1557223A1
EP1557223A1 EP04024902A EP04024902A EP1557223A1 EP 1557223 A1 EP1557223 A1 EP 1557223A1 EP 04024902 A EP04024902 A EP 04024902A EP 04024902 A EP04024902 A EP 04024902A EP 1557223 A1 EP1557223 A1 EP 1557223A1
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aluminum
wet blasting
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Marc Lösken
Olaf Heine
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0046—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier
    • B24C7/0076—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier the blasting medium being a liquid stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0007—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a liquid carrier

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment of aluminum castings after Preamble of claim 1.
  • Aluminum castings such as, for example, as a cylinder crankcase, cylinder head or the like.
  • Internal combustion engines are used to learn about their life cycle Surface loads, temperature effects, etc. especially on their outsides optical quality impairments. The latter can be targeted by Surface treatments are at least reduced.
  • From DE 43 03 339 C2 is a method for the treatment of Aluminum die castings, prior to the application of a porous catalytic Coating. These castings are degreased, a blast treatment and in deionized water at temperatures between 90 ° and 100 ° C in For 0.5 to 1 hour provided with a 0.5 to 1Nm thick boehmite layer.
  • the object of the invention is a process for the treatment of aluminum castings, Preferably to provide for internal combustion engines, through which the surfaces of these Aluminum castings receive a high quality level. But it should also ensure that the process is economically feasible.
  • the advantages achieved by the invention are to be seen in the fact that the Treatment of the aluminum castings by means of the first and second high pressure wet blasting leads to good quality surfaces on said aluminum castings, the latter is still supported by targeted rinsing, preserving and drying.
  • the applied method largely prevents residual particles of the Aluminum castings lead to malfunctions.
  • the medium for the first High-pressure wet blasting is used, consists of a mixture of water and Salt crystals, for example, potassium sulfate and soda, which are metered abrasive on the surfaces of Cast aluminum parts. In other words, by gently removing Oxyd layers become pronounced soiling and deep-seated efflorescence eliminated, but without material removal or damage.
  • An internal combustion engine 1 comprises aluminum castings 2 and 3 with one each Outside As and an inside ls, which through a cylinder crankcase and a Cylinder head are formed.
  • Other aluminum castings of the internal combustion engine 1 are a valve cover 4, a crankshaft bearing bridge 5 and an oil pan 6.
  • At the Internal combustion engine 1 are also a crankshaft 7 and camshafts 8 and 9 intended.
  • first high-pressure wet blasting is a medium of a mixture of water and Salt crystals used, for which potassium sulfate - K2S04 - and coarse-grained soda - Na2C03 - be used.
  • the media Potassium sulfate and soda may be fed dry or as a slurry, and The water, which is radiated under high pressure to 1000 bar, a suitable Be added rust inhibitor.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

Dieses Verfahren ist zur Behandlung von Aluminiumgussteilen (2,3), vorzugsweise für Brennkraftmaschinen geeignet, wobei die Aluminiumgussteile (2,3) mittels Strahlen bearbeitet werden. Um dieses Verfahren zu optimieren, werden zunächst die Außenseite der Aluminiumgussteile mittels eines ersten Hochdruck-Nassstrahlen und danach die Innenseite der Aluminiumgussteile mittels eines zweiten Hochdruck-Nassstrahlens behandelt, wobei in der Folge die Aluminiumgussteile gespült, konserviert und getrocknet werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Aluminiumgussteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aluminiumgussteile wie sie bspw. als Zylinderkurbelgehäuse, Zylinderkopf oder dgl. bei Brennkraftmaschinen eingesetzt werden erfahren über ihren Lebenszyklus durch Oberflächenbelastungen, Temperatureinwirkungen usw. vor allem an ihren Außenseiten optische Qualitätsbeeinträchtigungen. Letztere können durch gezielte Oberflächenbehandlungen zumindest reduziert werden.
Aus der DE 43 03 339 C2 geht ein Verfahren zur Behandlung von Aluminiumdruckgussteilen, und zwar vor dem Aufbringen eines porösen katalytischen Überzugs hervor. Dabei werden diese Gussteile entfettet, einer Strahlbehandlung unterzogen und in entionisiertem Wasser bei Temperaturen zwischen 90° und 100°C in 0,5 bis 1 Stunde mit einer 0,5 bis 1Nm dicken Böhmitschicht versehen.
Die DE 198 47 063 A1 befasst sich mit einem Verfahren zur Reinigung von Kraftfahrzeugteilen mit korrodierten und/oder durch eingebrannte Öl- und Fettrückstände verunreinigte Flächen. Hierzu werden die Kraftfahrzeugteile mehrstufig bearbeitet, dergestalt, dass die Vor- und/oder Grundreinigung durch ein Gleitschliff-Verfahren und das Finishing durch eine Hochdruckwasserstrahlung erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Aluminiumgussteilen, vorzugsweise für Brennkraftmaschinen zu schaffen, durch das die Oberflächen dieser Aluminiumgussteile einen hochwertigen Qualitätsstand erhalten. Dabei sollte aber auch sichergestellt werden, dass das Verfahren auf wirtschaftliche Weise durchführbar ist.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass die Behandlung der der Aluminiumgussteile mittels dem ersten und dem zweiten Hochdruck-Nassstrahlen zu qualitativ guten Oberflächen an besagten Aluminiumgussteilen führt, wobei letzteres noch durch gezieltes Spülen, Konservieren und Trocknen unterstützt wird. Das angewandte Verfahren verhindert weitgehend, dass Restpartikel der Aluminiumgussteile zu Funktionsstörungen führen. Das Medium, das für das erste Hochdruck-Nassstrahlen eingesetzt wird, besteht aus einem Gemisch aus Wasser und Salzkristallen bspw. Kaliumsulfat und Soda, die dosiert abrasiv auf die Oberflächen der Aluminiumgussteile einwirken. Anders ausgedrückt durch schonendes Entfernen von Oxydschichten werden ausgeprägte Verschmutzungen und tiefsitzende Ausblühungen beseitigt, jedoch ohne Materialabtrag oder Beschädigungen zu verursachen. Mit dem zweiten Hochdruck-Nassstrahlen, bei dem Wasser ohne Zugabe von festen Medien eingesetzt wird, werden Innenseiten der Aluminiumgussteile von Öl-Fettrückständen und die Dichtflächen von Ablagerungen z.B. aus Silikon befreit. Die etwa noch vorhandenen Strahlmittelreste werden durch einen wässerigen Strahlprozess von den Aluminiumgussteilen gelöst, wobei dem dabei verwendeten Medium ein flüssiges Konservierungsmittel beigeben wird. Darüber hinaus werden die Aluminiumgussteile durch Trocknen mittels einer geeigneten Einrichtung, die mit Druckluft betrieben werden kann, jedoch unter Vermeidung von Trocknungsflecken, in einen Endzustand versetzt. Schließlich können die Medien für die Hochdruck- Nassstrahlen, weil Naturprodukte, leicht entsorgt werden
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher beschrieben wird.
Es zeigen
Fig. 1
eine schematische Brennkraftmaschine mit Aluminiumgussteilen, die mit dem Verfahren nach der Erfindung behandelt werden;
Fig. 2
eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens;
Fig. 3
ein Diagramm über den Ablauf des Verfahrens.
Eine Brennkraftmaschine 1 umfasst Aluminiumgussteile 2 und 3 mit jeweils einer Außenseite As und einer Innenseite ls, die durch ein Zylinderkurbelgehäuse und einen Zylinderkopf gebildet werden. Weitere Aluminiumgussteile der Brennkraftmaschine 1 sind eine Ventilhaube 4, eine Kurbelwellenlagerbrücke 5 und eine Ölwanne 6. An der Brennkraftmaschine 1 sind ferner eine Kurbelwelle 7 und Nockenwellen 8 und 9 vorgesehen.
Zur Behandlung der Oberfläche der Außenseite As und der Innenseite Is der Aluminiumgussteile 2 und 3 wird ein Verfahren angewandt, bei dem zunächst die Außenseite As mit einem ersten Hochdruck-Nassstrahlen und danach die Innenseite Is mittels eines zweiten Hochdruck-Nassstrahlens behandelt werden, wobei dieses zweite Hochdruck-Nassstrahlen Wasser ohne Zugabe fester Medien auskommt. Im Anschluss daran werden die Aluminiumgusssteile gespült, konserviert und getrocknet. Bei dem ersten Hochdruck-Nassstrahlen wird ein Medium aus einem Gemisch aus Wasser und Salzkristallen eingesetzt, wofür Kaliumsulfat - K2S04 - und grobkörniges Soda - Na2C03 - verwendet werden.
Die Vermengung des Wassers mit dem Kaliumsulfat bzw. dem Soda, d.h. den Salzkristallen, erfolgt in einer Spritzeinrichtung 10, die Zuführleitungen 11 und 12 für Wasser bzw. das Kaliumsulfat und Soda aufweist. Beide Zuführleitungen 11 und 12 münden in eine Mischkammer 13, der eine Düse 14 nachgeschaltet ist. Die Medien Kaliumsulfat und Soda können trocken oder als Aufschlämmung zugeführt werden, und dem Wasser, das unter Hochdruck bis 1000 bar aufgestrahlt wird, kann ein geeigneter Rostinhibitor beigemengt werden.
Zum Spülen der Aluminiumgussteile 2 und 3 wird ein wässeriger Strahlprozess eingesetzt, bei welchem Strahlprozess dem Wasser ein flüssiges Konservierungsmittel beigeben werden kann. Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch, dass nach dem Spülen die Aluminiumgussteile 2 und 3 in ein Tauchbad eingebracht werden.
Darüber hinaus empfiehlt es sich, dass für die Durchführung des Verfahrens zur Behandlung der Aluminiumgusssteile folgende Verfahrensschritte eingesetzt werden:
  • 1. Schritt: Behandlung der Außenseite As der Aluminiumgussteile 2 und 3 durch Hochdruck-Nassstrahlen mit einem Medium, das zumindest Kaliumsulfat enthält,
  • 2. Schritt: Behandlung von Dichtflächen und der Innenseite Is der Aluminiumgussteile 2 und 3 mit Hochdruck-Nassstrahlen,
  • 3. Schritt: Spülen und Konservieren der Aluminiumgusssteile 2 und 3,
  • 4. Schritt: Trocknen der Aluminiumgussteile 2 und 3.
    • Schließlich kann das Verfahren noch dadurch verbessert werden, wenn nach dem Spülen und Konservieren der Aluminiumgussteile 2 und 3, diese in ein Tauchbad Tb eingebracht werden

    Claims (10)

    1. Verfahren zur Behandlung von Aluminiumgussteilen, vorzugsweise für Brennkraftmaschinen, bei dem die Aluminiumgussteile mittels Strahlen bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Außenseite (As) der Aluminiumgussteile (2 und 3) mittels eines ersten Hochdruck-Nassstrahlens und danach die Innenseite der Aluminiumgussteile mittels eines zweiten Hochdruck-Nassstrahlens (ls) behandelt werden, wobei in der Folge die Aluminiumgussteile (2 und 3) gespült, konserviert und getrocknet werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das erste Hochdruck-Nassstrahlen ein Medium aus einem Gemisch aus Wasser und Salzkristallen eingesetzt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch des Mediums Kaliumsulfat und Soda umfasst.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das zweite Hochdruck-Nassstrahlen Wasser ohne Zugabe fester Medien eingesetzt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Spülen der Aluminiumgussteile ein wässeriger Strahlprozess eingesetzt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Medium des Strahlprozesses ein flüssige Konservierung beigegeben wird.
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Spülen und der Konservierung die Aluminiumgussteile in ein Tauchbad eingebracht werden.
    8. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte
      1. Schritt: Behandlung der Außenseite (As) der Aluminiumgussteile (2 und 3) durch Hochdruck-Nassstrahlen mit einem Medium, das zumindest Kaliumsulfat enthält,
      2. Schritt: Behandlung von Dichtflächen und der Innenseite (Is) der Aluminiumgussteile (2 und 3) mit Hochdruck-Nassstrahlen,
      3. Schritt: Spülen und Konservieren der Aluminiumgusssteile (2 und 3),
      4. Schritt: Trocknen der Aluminiumgussteile (2 und 3).
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumgussteile nach dem 3. Schritt in ein Tauchbad eingelegt werden.
    10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Spritzeinrichtung (10) umfasst, die Zuführleitungen (11 und 12) für Wasser und Salzkristallen besitzt, wobei die Zuführleitungen (11 und 12) in eine Mischkammer (13) münden, der eine Düse nachgeschaltet ist.
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