PL202752B1 - Sposób wykańczania artykułów metalowych i artykuł poddany takiej obróbce - Google Patents
Sposób wykańczania artykułów metalowych i artykuł poddany takiej obróbceInfo
- Publication number
- PL202752B1 PL202752B1 PL362567A PL36256702A PL202752B1 PL 202752 B1 PL202752 B1 PL 202752B1 PL 362567 A PL362567 A PL 362567A PL 36256702 A PL36256702 A PL 36256702A PL 202752 B1 PL202752 B1 PL 202752B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- chemical solution
- metal article
- metal
- abrasive
- finishing device
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 120
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 103
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 93
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 37
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 34
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims description 18
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 13
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 11
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 10
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 10
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 7
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical class [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- -1 fatty acid salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 5
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical class [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 5
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 5
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 4
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Substances [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 61
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 14
- 229910001104 4140 steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 229910052816 inorganic phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 2
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004439 roughness measurement Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003805 vibration mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B29/00—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/06—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/12—Accessories; Protective equipment or safety devices; Installations for exhaustion of dust or for sound absorption specially adapted for machines covered by group B24B31/00
- B24B31/14—Abrading-bodies specially designed for tumbling apparatus, e.g. abrading-balls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Description
Opis wynalazku
Stan techniki
Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wykańczania artykułów metalowych i artykułu poddanego takiej obróbce wykończeniowej, a bardziej szczegółowo sposobu oczyszczania powierzchni artykułów metalowych w celach kosmetycznych i/lub w celach mechanicznego funkcjonowania tak, że powierzchnia tych artykułów jest izotropowa, dogładzona i ma lustrzany połysk. Niniejszy wynalazek obejmuje zarówno sposób oczyszczania tych powierzchni jak i nowe artykuły, które są wynikiem praktykowania tego sposobu. Udoskonalone powierzchnie wytworzone dzięki niniejszemu wynalazkowi mogą zapewniać poprawę działania części poddanych obróbce.
Istnieje bogaty wybór artykułów, dla których zarysowania po obróbce z zastosowaniem skrawania/szlifowania stanowią problem. Przykłady części mechanicznych z ważnymi (krytycznymi) powierzchniami pracującymi obejmują wypusty (otwory wielorowkowe), wały korbowe, wały rozrządcze, łożyska, przekładnie (koła) zębate, sprzęgła, i czopy (wału lub osi). Dla tych części, słabe oddziaływanie kontaktowe na powierzchni wywołane przez zarysowania może zwiększyć tarcie, moment obrotowy, hałas, drganie, temperaturę roboczą, i osłabioną smarowność i negatywne zniszczenie udarowe w obszarach ścierania, powstawanie wżerów, odkształcenie plastyczne, i zmęczenie kontaktowe i/lub zmęczenie zginania. Dla przekładni (kół) zębatych lub innych części umieszczonych w wymagającym środowisku, takim jak układ przeniesienia napędu helikoptera lub samochodu wyścigowego, odporność na takie rodzaje uszkodzenia w rzeczywistości określa trwałość użyteczną artykułu.
Powierzchnie krytyczne (obejmujące obszary wpuszczone) zazwyczaj oczyszczano w różnych procesach maszynowego szlifowania/polerowania. Jednak procesy te posiadają wiele wad. Dla złożonych kształtów maszynowe narzędzia szlifowania są bardzo drogie, wymagają wykwalifikowanych operatorów i podlegają nadmiernemu zużyciu. Części metalowe posiadające HRC około 42 i wyższe nie są odpowiednie dla tych metod. Maszynowe szlifowanie często prowadzi do kierunkowych linii szlifowania, co może uszkodzić obróbkę cieplną powierzchni metalu, wytwarzając potencjalne miejsca uszkodzenia. W końcu, maszynowe szlifowanie przeprowadza się na zasadzie część po części, i jako takie jest związane z problemami powtarzalności i jednorodności.
W REM Chemicals, Inc. opracowano i ujawniono w opisach patentowych metody, które oczyszczają części metalowe, na zasadzie procesu masowego, do powierzchni gładkiej i błyszczącej. Metody te, w których cel procesu jest ukierunkowany głównie na zewnętrzny wygląd części raczej, niż jego osiągi mechaniczne, stosowano komercyjnie przez wiele lat. W takim celu amerykański opis patentowy REM nr 4491500 ujawnia udoskonalenie tradycyjnych sposobów masowej obróbki wykańczającej, w których pewne środki chemiczne (chemikalia) są dodawane do urządzenia masowej obróbki wykańczającej (takiego jak misa wibracyjna lub oczyszczarka bębnowa) w połączeniu z ciałami ceramicznymi (zwanymi „środkami”) i jednym lub więcej obrabianymi przedmiotami metalowymi. Środki chemiczne (chemikalia) są słabo reaktywne względem metalu, tworzą na powierzchni delikatną powłokę [zwaną „czarny osad”], która jest usuwana poprzez wibracyjne mieszanie ze środkami. Otrzymana powierzchnia jest gładka i lśniąca. Środki zastosowane w opisie patentowym (4 4 91 500) są ścierne - to znaczy są one (w porównaniu do środków słabo- lub nie-ściernych) szybciej degradowane podczas procesu obróbki wykańczającej.
Opis patentowy US nr 4 818 333 dla REM ujawnia udoskonalenie procesu opisu patentowego (4 491 500). Opis patentowy ujawnia zastosowanie z chemikaliami środków ceramicznych, o gęstości co najmniej 2,75 g/cm3, i które są względnie wolne od żwirku (drobnych zanieczyszczeń mechanicznych), jak to jest powszechnie spotykane w wibracyjnych środkach obróbki wykańczającej. Odpowiednie środki przedstawione w tamtym opisie patentowym obejmują wyroby ceramiczne krzemowe i glinowe, w połączeniu z innymi tlenkami metalu. Zastrzeż enia tego opisu patentowego charakteryzują środki w oparciu o procent utraty wagi, jeśli zastosowane w wibracyjnej misie obróbki wykańczającej, w pewnych określonych warunkach.
Żaden z opisów patentowych REM nie przedstawia jakiejkolwiek poprawy osiągów mechanicznych artykułów poddanych obróbce wykańczającej, z zastosowaniem ujawnionych procesów. Tym niemniej, REM wykazało, że poddanie obróbce według opisów patentowych (4 491 500) i (4 818 333) przekładni zębatych, łożysk, i innych artykułów może znacznie poprawić ich funkcjonowanie. W tym celu REM zastosował przemysłowo procesy według tych opisów patentowych. Przykładowo, opis patentowy US nr 5 503 481 ujawnia zastosowanie procesu patentowego (4 818 333) w celu otrzymania izotropowej powierzchni na łożyskach, a tym samym udzielenia tym częściom większej trwałości zmęczeniowej.
PL 202 752 B1
Jednak środki wykorzystane w opisach patentowych (4 491 500) i (4 818 333) nie są w pełni dostosowane do procesów obróbki wykańczającej, skierowanych na poprawę mechanicznych osiągów. Środki w opisie patentowym (4 818 333) mają wartość ś redniej twardoś ci według Vickersa (DPH), co najmniej 890, i dlatego nadają mechanicznie ukierunkowaną strukturę powierzchniom części, które są na to wystawione. Mimo, że niniejszy wynalazek ciągle daje się stosować do kosmetycznej obróbki wykańczającej, niniejszy wynalazek dotyczy problemu twardości środków dzięki zastosowaniu środków (takich jak metale i/lub tworzywa sztuczne), które są łagodniejsze, jednak nieścierne.
Łagodniejsze środki nie-ścierne stosowano przemysłowo (komercyjnie) w przeszłości do oczyszczania powierzchni metalu. Proces ABRIL, na przykład, wykorzystał środki cynkowe, lecz w połączeniu ze związkiem ściernym.
REM, ponad rok przed wydaniem niniejszego zgłoszenia zastosował pewne komercyjnie środki ścierne z tworzyw sztucznych w połączeniu z reaktywnymi środkami chemicznymi (chemikaliami) do obróbki wykańczającej części z mosiądzu i stali nierdzewnej. Lecz te procesy wytwarzają powierzchnie z Ra (6-10 mikrocali), które było niewystarczające dla lustrzanego połysku lub dogładzenia (superfinisz). Dzięki procesom ujawnionym niniejszym REM było w stanie poddać dogładzeniu (superfiniszowi) artykuły metalowe do lepszej powierzchni izotropowej.
Istota wynalazku
Sposób wykańczania artykułu metalowego według wynalazku obejmuje etapy: a) umieszczenia artykułu metalowego w wibracyjnym urządzeniu do wykańczania, w połączeniu z:
i) roztworem chemicznym zdolnym do reagowania z powierzchnią wymienionego artykułu metalowego, z utworzeniem czarnego osadu (blackmode) na powierzchni artykułu metalowego, oraz ii) nieściernymi środkami z tworzyw sztucznych i
b) mieszanie artykułu metalowego, nieściernych środków z tworzyw sztucznych i roztworu chemicznego w wibracyjnym aparacie do wykańczania tak, że nieścierne środki z tworzyw sztucznych mogą usunąć czarny osad (blackmode) z powierzchni artykułu metalowego, oczyszczając w ten sposób powierzchnię artykułu metalowego, po czym czarny osad (blackmode) jest natychmiast tworzony ponownie w reakcji pomiędzy artykułem metalowym i roztworem chemicznym do dalszego oczyszczania przez nieścierne środki z tworzyw sztucznych.
Korzystnie aparat do wibracyjnej obróbki wykończeniowej pracuje przy 800-1500 obrotów na minutę i amplitudzie 1 do 8 milimetrów.
Korzystnie roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,033-0,053 l/h na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
Korzystnie środki nieścierne z tworzyw sztucznych posiadają twardość około 57 według skali Barcol.
Korzystnie środki nieścierne z tworzyw sztucznych zawierają około 50% wagowych glinu związanego z nienasyconą żywicą poliestrową.
3
Korzystnie środki nieścierne z tworzyw sztucznych mają gęstość około 1,8 g/cm3.
Korzystnie środki nieścierne z tworzyw sztucznych mają wymiar kryształu mniej niż 0,9 mm.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera środki chemiczne (chemikalia) wybrane z grupy obejmującej kwas fosforowy, fosforany, kwas amidosulfonowy, kwas szczawiowy, szczawiany, kwas siarkowy, siarczany, kwas chromowy, chromiany, wodorowęglan, kwasy tłuszczowe, sole kwasów tłuszczowych, lub ich kombinacje.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera ponadto aktywator lub akcelerator (przyspieszacz), wybrany z grupy obejmującej cynk, magnez, fosforany żelaza i ich kombinacje.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera ponadto utleniacz, wybrany z grupy obejmującej utleniacz nieorganiczny, utleniacz organiczny, nadtlenki, metanitrobenzen, chloran, chloryn, nadsiarczany, azotany, związki azotynowe i ich kombinacje.
Korzystnie środek chemiczny jest dostarczony jako koncentrat, który jest rozcieńczony wodą w celu otrzymania roztworu chemicznego, w którym ś rodek chemiczny jest rozcień czony do 5-80% objętości roztworu.
Korzystnie artykuł metalowy obejmuje stal.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera fosforany.
Korzystnie roztwór chemiczny jest utrzymywany przy około 12,5% fosforanów.
Korzystnie roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,050 l/h na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
Korzystnie środki nieścierne z tworzyw sztucznych są w kształcie stożka.
PL 202 752 B1
Korzystnie roztwór chemiczny jest wybrany z grupy zawierającej FERROMIL® FML 575 IFP, FERROMIL® VII AERO-700, REM COPPERMIL 7.
Korzystnie po oczyszczeniu powierzchni artykułu metalowego, wprowadza się roztwór polerujący do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
Korzystnie artykuł metalowy obejmuje mosiądz.
Korzystnie roztwór chemiczny stanowi REM COPPERMIL 7, utrzymywany w stężeniu około 10% objętościowych.
Korzystnie roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,053 litrów na godzinę na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
Korzystnie środki nieścierne z tworzyw sztucznych są połączone ze środkami nieściernymi z metalu, który nie jest reaktywny wobec roztworu chemicznego.
Korzystnie szybkość tworzenia i usuwania czarnego osadu (blackmode) jest zrównoważona tak, że czarny osad (blackmode) jest dostatecznie miękki, aby pozwolić nieściernym środkom z tworzyw sztucznych usunąć czarny osad z powierzchni artykułu metalowego i poddać obróbce artykuł metalowy do Ra mniejszego niż lub równego 6,35x10-6cm.
Odmiana sposobu wykańczania artykułu metalowego, według wynalazku obejmuje etapy: a) umieszczenia artykułu metalowego w wibracyjnym urządzeniu do wykańczania, w połączeniu z:
i) roztworem chemicznym zdolnym do reagowania z powierzchnią artykułu metalowego, z utworzeniem czarnego osadu (blackmode) na powierzchni artykułu metalowego, oraz ii) nie-ściernymi środkami z metalu, który nie jest reaktywny wobec roztworu chemicznego i jest zdolny do dogładzania (superfinisz) artykułu metalowego; i b) mieszanie artykułu metalowego, nieściernych środków z metalu i roztworu chemicznego w wibracyjnym aparacie do wykańczania tak, żeby nieścierny środek z metalu mógł usunąć czarny osad z powierzchni artykuł u metalowego, oczyszczają c w ten sposób powierzchnię artykuł u metalowego, po czym czarny osad jest natychmiast tworzony ponownie pomiędzy artykułem metalowym i roztworem chemicznym do dalszego oczyszczania przez nieścierne środki z metalu.
W tym rozwiązaniu korzystnie metalowy ś rodek nie-ścierny jest wybrany z grupy obejmującej środki ze stali nierdzewnej, stopy tytanowe, stopy niklowo-chromowe i ich połączenia.
Korzystnie aparat do wibracyjnej obróbki wykończeniowej pracuje przy 800-1500 obrotów na minutę i amplitudzie 1 do 8 milimetrów.
Korzystnie roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,033-0,053 litrów na godzinę na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
Korzystnie kształt metalowego środka nie-ściernego jest wybrany z grupy obejmującej szpilki, stożkowe cylindry, satelity lub ich mieszaniny.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera środki chemiczne (chemikalia) wybrane z grupy obejmującej kwas fosforowy, fosforany, kwas amidosulfonowy, kwas szczawiowy, szczawiany, kwas siarkowy, siarczany, kwas chromowy, chromiany, wodorowęglan, kwasy tłuszczowe, sole kwasów tłuszczowych, lub ich kombinacje.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera ponadto aktywator lub akcelerator (przyspieszacz), wybrany z grupy obejmującej cynk, magnez, fosforany żelaza i ich kombinacje.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera ponadto utleniacz wybrany z grupy obejmującej utleniacz nieorganiczny, utleniacz organiczny, nadtlenki, meta-nitrobenzen, chloran, chloryn, nadsiarczany, azotany, związki azotynowe i ich kombinacje.
Korzystnie środek chemiczny jest dostarczony jako koncentrat, który jest rozcieńczony wodą w celu otrzymania roztworu chemicznego, w którym ś rodek chemiczny jest rozcień czony do 5-80% objętości roztworu.
Korzystnie artykuł metalowy obejmuje stal.
Korzystnie roztwór chemiczny zawiera kwas szczawiowy.
Korzystnie roztwór chemiczny jest otrzymywany przy około 75% kwasu szczawiowego.
Korzystnie roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,084 litra na godzinę na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
Korzystnie roztwór chemiczny jest wybrany z grupy zawierającej FERROMIL® FML 575 IFP, FERROMIL® VII AERO-700, REM® COPPERMIL 7.
PL 202 752 B1
Korzystnie po oczyszczeniu powierzchni artykułu metalowego, wprowadza się roztwór polerujący do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
Korzystnie środek nie-ścierny z metalu, który nie jest reaktywny wobec roztworu chemicznego jest połączony ze środkami nie-ściernymi z tworzyw sztucznych.
Korzystnie szybkość tworzenia i usuwania czarnego osadu jest zrównoważona tak, że czarny osad jest dostatecznie miękki, aby pozwolić nie-ściernym środkom z metalu usunąć czarny osad z powierzchni artykułu metalowego i poddać obróbce artykuł metalowy do Ra mniejszego niż lub równego 6,35x10-6 cm.
Przedmiotem wynalazku jest także artykuł, który poddano obróbce wykańczającej wykorzystując sposób jak opisany wyżej.
Wynalazek obejmuje więc sposób, który dogładza (superfiniszuje) powierzchnie metalu do lustrzanego połysku i izotropowego wykończenia. Taki sposób na ogół obejmuje etap umieszczenia artykułu(ów) w wibracyjnej misie do obróbki wykańczającej, w połączeniu z nieściernymi środkami i roztworem chemicznym zdolnym do reagowania z powierzchnią wymienionego artykuł u metalowego, aby przekształcić ją w postać gładszą. Materiały te następnie miesza się przez czas wystarczający do nadania pożądanej powierzchni artykułowi. W praktycznej realizacji tego wynalazku, środek nieścierny stanowi środek z tworzywa sztucznego. W innej praktycznej realizacji środkiem jest metal. Korzystnie środki nie są znacząco reaktywne wobec roztworu chemicznego.
Zastosowanie środków metalowych lub z tworzyw sztucznych jest korzystne z kilku względów w porównaniu do procesów ujawnionych w opisach patentowych (4 491 500), (5503481) i (4 818 333). Jak odnotowano powyżej, te środki są łagodniejsze, i z tego powodu mniej skłonne do mechanicznego ukierunkowania struktury powierzchni poddanej obróbce. Ponadto, materiały z tworzyw sztucznych i metali są znacznie łatwiej formowane (w porównaniu do ceramicznych) w konkretne kształty i wymiary - co jest ważne w wykańczaniu części o różnym kształcie i wymiarze. Proces według wynalazku jest zilustrowany różnorodnymi przykładami poniżej. Te przykłady ilustrują inne praktyczne realizacje wynalazku - szczególnie artykuły poddane obróbce z zastosowaniem sposobów ujawnionych niniejszym. Definicje
Następujące definicje zastosowano celem opisania i/lub zastrzeżenia wynalazku:
„Ra” (lub średnia arytmetyczna chropowatości) jest zdefiniowana i zmierzona według ISO normy 4287, która jest taka sama jak DIN norma 4768.
Rmax (lub maksimum głębokości chropowatości) jest zdefiniowane i zmierzone według DIN normy 4768.
„Powierzchnia dogładzona (superfinisz)” oznacza taką, która posiada Ra mniejsze niż lub równe 6,35x10-8 m.
„Powierzchnia izotropowa” oznacza taką, która nie ma zasadniczo kierunkowości nieregularności tej powierzchni.
„Środki” oznaczają ciała stałe umieszczone w wibracyjnej misie do obróbki wykańczającej, inne niż artykuły poddane wykończeniu.
„Lustrzany połysk” oznacza właściwość powierzchni, w której można zobaczyć wyraźne odbicie obiektu.
„Nie-ścierne” środki oznaczają środki, które w zamierzonym układzie warunków procesowych, utracą mniej niż 0,1% ich wagi na godzinę, i osiągną zdefiniowany stan dogładzonej (superfinisz) powierzchni.
Krótki opis rysunku
Fig. 1 stanowi SEM obrazy powierzchni próbki wyciętej ze 4140 stali o HRC około 43-45, dogładzonej z zastosowaniem procesu patentowego REM (4 818 333) (1(a)) i procesu według niniejszego wynalazku, jak zrealizowane ze środkami z tworzyw sztucznych (1(b)) i środkami ze stali nierdzewnej (1(c)).
Opis ilustracyjnych praktycznych realizacji
Niniejszy wynalazek dostarcza sposobu wytwarzania na artykułach metalowych dogładzonych, izotropowych powierzchni z lustrzanym połyskiem. Artykuły metalowe są przetwarzane automatycznie według typowych sposobów, dobrze znanych w tej dziedzinie. Jako typowy, ostateczny etap wytwarzania, artykuł jest dogładzony do izotropowego wykończenia z lustrzanym połyskiem. Procedura przeprowadzenia tego jest opisana poniżej:
PL 202 752 B1
Procedura obróbki wykańczającej:
Dogładzoną, izotropową powierzchnię można uzyskać na artykule metalowym dzięki znaczącym i nowym modyfikacjom procesów ujawnionych w amerykańskich opisach patentowych numery 4 818 333, 4 491 500 i 5 503 481.
a. Misa wibracyjna
Powierzchnie izotropowe można uzyskać stosując typowe urządzenie do wibracyjnej obróbki wykańczającej, rodzaju opisanego w opisach patentowych 5 503 481, 4491500 i 4818333. Urządzenie może pracować przy 800-1500 obrotów na minutę, amplitudzie 1 do 8 milimetrów. Opis patentowy podaje jako korzystną 2-4 milimetrową amplitudę. Podczas operacji roztwór chemiczny można dodawać na zasadzie przepływu, w taki sposób, że świeży roztwór jest w sposób ciągły wprowadzany i zuż yty roztwór jest w sposób ciągły odcią gany i odrzucany. Ten roztwór można wprowadzać z szybkością 0,033-0,053 l/h na litr objętości. Praca urządzenia wytwarza ciepło, które typowo podnosi w czasie temperaturę ukł adu wibracyjnego (ś rodki, roztwór i części) do okoł o 35 stopni Celsjusza.
b. Środki
Niniejszy wynalazek osiąga lepsze wyniki obróbki wykańczającej metalu (względem sposobów opisanych w zgłoszeniach patentowych REM 4818333, 4491500 i 5503481) dzięki zastosowaniu różnych środków i obróbek chemicznych, które są kompatybilne z tymi środkami. W jednej praktycznej realizacji, środki składają się z tworzywa sztucznego, które jest nie-ścierne w warunkach operacyjnych misy wibracyjnej. Takie środki korzystnie posiadają twardość około 57 według skali Barcol, i są „łagodne” w porównaniu do środków ceramicznych, ujawnionych w opisie patentowym REM 4818333. W warunkach obróbki chemicznej ujawnionych poniżej, te łagodne środki z tworzywa sztucznego dają lepszą obróbkę powierzchni niż osiągnięta po zastosowaniu środków ceramicznych z opisu patentowego REM 4818333. Przykładem odpowiedniego (i dostępnego w handlu) środka z tworzywa sztucznego jest produkt TROWALPLAST PP, sprzedawany przez Walther Trowal, LTD. Środek ten składa się z 50% (wagowych) glinu związanego nienasyconą żywicą poliestrową. Posiada on gęstość około 1,8 g/cm3 i wymiar kryształ u mniej niż 0,9 mm.
W innej praktycznej realizacji niniejszego wynalazku, ś rodki składają się z metalu, który jest obojętny w warunkach chemicznej obróbki. Takim materiałem, który jest kompatybilny z obróbką chemiczną ujawnioną poniżej jest stal nierdzewna AISI klasa 302. Takie środki są dostępne u różnych dostawców, w różnych kształtach i rozmiarach. Abbott Ball jest jednym z dostawców takiego środka. Podczas stosowania takich środków może być niezbędne użycie mis wibracyjnych posiadających większą ładowność masy.
c. Roztwór chemiczny
Roztwory chemiczne użyteczne w niniejszym wynalazku są ogólnie opisane w opisach patentowych 4491500 i 4818333. Roztwór chemiczny reaguje z metalem artykułów poddanych obróbce, pozostawiając łagodną powłokę produktu reakcyjnego na powierzchni („czarny osad”). Reaktywne środki chemiczne (chemikalia) zastosowane w tych roztworach mogą obejmować kwas fosforowy lub fosforany, kwas amidosulfonowy, kwas szczawiowy lub szczawiany, kwas siarkowy lub siarczany, kwas chromowy lub chromiany, wodorowęglan, kwasy tłuszczowe sole kwasów tłuszczowych, lub mieszaniny tych materiałów, roztwór może zawierać również aktywator lub akcelerator [przyspieszacz), taki jak cynk, magnez, fosforany żelaza i podobne, jak również nieorganiczne lub organiczne utleniacze, takie jak nadtlenki, meta-nitrobenzen, chloran, chloryn, nadsiarczany, związki azotanowe i azotynowe.
Różnorodne roztwory chemiczne, użyteczne w niniejszym wynalazku są sprzedawane w handlu przez REM Chemicals, Inc. Te roztwory zawierają komponenty kwas/sól w zakresie procentu wagowego około 15-45%, promotory w zakresie 1% wagowo i utleniacze w zakresie 0 do 15% wagowo. Konkretne preparaty, które można zastosować w niniejszym wynalazku obejmują następujące produkty REM:
1. FERROMIL FML 575 IFP, wodny, kwasowy roztwór, który zawiera mieszaninę nieorganicznych fosforanów z firmowym (opatentowanym) utleniaczem i środkiem powierzchniowo-czynnym.
2. FERROMIL VII AERO-700, wodny roztwór kwasu organicznego z firmowym (opatentowanym) środkiem powierzchniowo-czynnym i inhibitorem.
3. REM COPPERMIL 7, wodny, kwasowy roztwór, zawierający nadtlenek wodoru i firmowy (opatentowany) inhibitor.
Te preparaty są dostępne jako koncentraty, które można rozcieńczyć z wodą w celu otrzymania roztworu chemicznego, który jest wprowadzany do misy. Typowe rozcieńczenia wprowadzają koncentrat jako 5-80% objętości roztworu.
PL 202 752 B1
Według niniejszej obróbki często pożądane jest wprowadzenie drugiego roztworu do misy wibracyjnej, celem wykończenia przez polerowanie artykułów metalowych. Odpowiedni roztwór do polerowania (nagniatania) stali jest sprzedawany przez REM Chemicals, Inc. z etykietą FERROMIL® FBC-218. Roztwór ten zawiera kompleks fosforanu nieorganicznego i firmowego (opatentowanego) środka powierzchniowo-czynnego. REM® COPPERMIL CBC-235 do polerowania (nagniatania) jest sprzedawany przez REM Chemicals, Inc. i jest odpowiedni do mosiądzu. Jest to wodny produkt, oparty o kwas fosforowy, który zawiera również firmowe (opatentowane) środki powierzchniowo czynne i inhibitory.
Niniejszy wynalazek zapewnia izotropową powierzchnię przez zrównoważenie szybkości tworzenia i usuwania czarnego osadu. Jeśli czarny osad jest zbyt twardy, wtedy nie ma dosyć energii, aby go usunąć i skuteczne oczyszczanie ulega zatrzymaniu. Jeśli czarny osad jest zbyt miękki, wtedy proces wytwarza powierzchnię, która ma mechanicznie ukierunkowaną strukturę. Cechy charakterystyczne czarnego osadu są również ważne do osiągnięcia jednorodnej obróbki wykańczającej, która po zakończeniu procesu pozostawi części w granicach tolerancji. Poniżej przedstawiono wielorakie przykłady warunków procesowych, które osiągają tę równowagę.
Poniżej przedstawiono opracowane przykłady niniejszego wynalazku, w porównaniu do procesu ujawnionego w opisie patentowym REM 4818333:
P r z y k ł a d 1 (porównanie)
Próbka wycięta ze stali SAE 4140, HRC 43-45 i klucz nastawny, HRC 42-45, są poddane obróbce wykańczającej według procesu ujawnionego w opisie patentowym REM 4818333.
Zastosowano misę wibracyjną Sweco 283 l, pod kątem wzniosu 60 stopni, z amplitudą wibracji 4,0 mm. Środki stanowią FERROMIL® Media #9 (dostępny w REM), których skład jest ujawniony jako „Media C” w opisie patentowym REM 4818333. Te środki są używane jako 3/4 calowe stożki. Roztwór chemiczny stanowi FERROMIL® FML-575 IFP, opisany powyżej, który jest utrzymywany przy 12,5% objętościowego przez 6,75 godzin przy szybkości przepływu 14,2 l/godzinę. Części są następnie poddane polerowaniu przez wprowadzenie roztworu FERROMIL® FBC-218 (opisanego powyżej) utrzymywanego przy 1% objętościowym, i przepływającego 90,8 l/godzinę przez okres 4 godzin. Misę załadowano wykorzystując 1,858 m2 prętów stalowych 4140 HRC 43-45.
Próbka wycięta ze stali ma początkowe Ra 59,4x10-6 cm (jak wszystkie wartości Ra i Rmax podane w niniejszym) i początkowe Rmax 508x10-6 cm, jak zmierzono przy pomocy profilometra. Po obróbce próbka posiada Ra 3,71x10-6 cm i Rmax 34,8x10-6 cm i średni lustrzany połysk. Fig. 1(a) pokazuje, że FERROMIL® Media #9 doprowadza do wysoce ukierunkowanej struktury końcowej wykończonej powierzchni na próbce wyciętej ze stali 4140 z 43-45 HRC.
Klucz nastawny nie wydawał się być całkowicie wykończony, posiadał pozostałości czarnego osadu (blackmode) w i wokół liternictwa, wzdłuż obszaru zgrubienia rączki i biegnące wzdłuż długości rączki. Pomiarów chropowatości dokonano stosując profilometr Model MP4i Perthometer wytwarzany przez Mahr, wraz z długością śladową 0,1524 cm z filtrem Gaussa.
P r z y k ł a d 2 - Obróbka wykańczająca ze środkami z tworzyw sztucznych
Próbka wycięta ze stali SAE 4140, HRC 43-45, i klucz nastawny, HRC 42-45, są poddane obróbce wykańczającej według praktycznej realizacji niniejszego wynalazku.
Zastosowano misę wibracyjną Sweco 283 l, pod kątem wzniosu 60 stopni z amplitudą wibracji 4,0 mm. Środki stanowią Walther Trowal TROWALPLAST PP Media, które opisano powyżej. Te środki są używane jako 19 mm stożki. Roztwór chemiczny stanowi FERROMIL® FML-575 IFP, opisany powyżej, który jest utrzymywany przy 12,5% objętościowym przez 6,75 godzin, przy szybkości przepływu 14,2 l/godzinę. Części są następnie poddane polerowaniu przez wprowadzenie roztworu FERROMIL® FBC-218 (opisanego powyżej), utrzymywanego przy 1% objętościowym, i przepływającego 90,8 l/godzinę przez okres 4-godzin. Misę załadowano wykorzystując 1,858 m2 prętów stalowych 4140 HRC 43-45.
Próbka wycięta ze stali posiada początkowe Ra 51,6x10-6 cm i początkowe Rmax 584x10-6 cm, jak zmierzono przy pomocy profilometra. Po obróbce próbka posiada Ra 1,24x10-6 cm i Rmax 18,59x10-6 cm. Ostatecznie próbka posiada lepszy lustrzany połysk, to znaczy powierzchnia jest tak odbijająca jak lustro. Fig. 1(b) pokazuje, że środki TROWALPLAST PP prowadzą do znacznie lepszej obróbki wykańczającej na próbce wyciętej ze stali 4140 z 43-45 HRC w porównaniu z Fig. 1(a), wytworzonym przy użyciu FERROMIL® Media #9.
Klucz nastawny również miał lepsze wykończenie niż otrzymane w przykładzie 1. Nie występuje pozostałość po czarnym osadzie (blackmode) na zgrubieniu rączki lub na wypukłym liternictwie. Wykończenie jest lepsze niż to uzyskane według procedury opisu patentowego '333 (przykład 1).
PL 202 752 B1
P r z y k ł a d 3 - Obróbka wykańczająca ze środkami ze stali nierdzewnej
Próbka wycięta 8620, utwardzana powierzchniowo metodami obróbki cieplno-chemicznej i przekładnia zębata są poddane obróbce wykańczającej według innej praktycznej realizacji niniejszego wynalazku.
Zastosowano misę wibracyjną Vibra Finish of Canada 113,3 l, pod kątem wzniosu 60 stopni z amplitudą wibracji 4,5 mm. Środki stanowi 302 stal nierdzewna, wprowadzona jako mieszanina elementów stalowych o odpowiednich kształtach: 20 wag./wag. % 3/32 X 3/8 szpilki; 40 wag./wag/% 1/8 stożkowe cylindry; 40 wag./wag.% 3/16. Roztwór chemiczny stanowi FERROMIL VII AERO-700, opisany powyżej, który jest utrzymywany przy 75% objętościowych przez 8,0 godzin przy szybkości przepływu 9,46 l/godzinę. Części są następnie poddane polerowaniu przez wprowadzenie roztworu FERROMIL FBC-218 (opisanego powyżej), utrzymywanego przy 1% objętościowym, i przepływającego 90,9 l/godzinę przez okres 4 godzin. Dla tego przykładu misę załadowano wykorzystując 1,858 m2 prętów stalowych 8620 HRC 58-60. Przekładnia (koło) zębate (Webster 8620 stal nawęglona, 20-zębowe koło zębate, 8-diametral pitch (wielkość określającą liczbę zębów przy padających na 2,54 cm2 średnicy podziałowej koła zębatego) i (25° kąt przyporu) posiada promień zaokrąglenia około 0,12 cm.
Próbka wycięta ze stali posiada początkowe Ra 75,7x10-6 cm i początkowe Rmax 665,5x10-6 cm, jak zmierzono przy pomocy profilometru. Po obróbce, próbki posiadają Ra 4,95x10-6 cm i Rmax 61,98x10-6 cm. Ostatecznie próbka posiada średni lustrzany połysk.
Pobocznica zęba koła zębatego posiada Ra 104,1x10-6 cm i początkowe Rmax 513,1x10-6 cm. Po obróbce, powierzchnia ta ma Ra 4,65x10-6 cm i Rmax 46,7x10-6 cm. Powierzchnia pracująca zęba koła zębatego ma początkowe Ra 26,9x10-6 cm i początkowe Rmax 240,0x10-6 cm. Po obróbce, powierzchnia ta ma Ra 9,91x10-6 cm i Rmax 79,77x10-6 cm. Ponieważ było to gotowe koło zębate motoryzacyjne OEM, nie było ono wystarczającej jakości, aby uzyskać dogładzanie (superfinisz) na pracujących powierzchniach. Jednak nawet nasadowe powierzchnie przejścia wgłębień koła zębatego wykazały w znacznym stopniu wykończenie powierzchni. Nie wystąpił czarny osad (blackmode) wewną trz wgłębień. Mimo, że części były lekko odbarwione po polerowaniu, miały one wygląd lustrzany.
Próbka wycięta ze stali SAE 4140 i z 43-45 HRC posiada początkowe Ra 60,2x10-6 cm i początkowe Rmax 614,7x10-6 cm, jak zmierzono przy pomocy profilometru. Po obróbce próbka posiada Ra 3,71x10-6 cm i Rmax 30,5 x 10-6 cm. Fig. 1 (c) pokazuje, że środki ze stali nierdzewnej 302 prowadzą do znacznie lepszego wykończenia powierzchni próbki wyciętej ze stali 4140 (FERROMIL VII AERO-700 w podobnych warunkach jak powyżej) w porównaniu z Fig. 1(a) wytworzoną przy uż yciu FERROMIL Media #9. Nie jest jednak ono tak dobre, jak to wytworzone zastosowaniem TROWALPLAST PP media.
P r z y k ł a d 4 - Obróbka wykańczająca delikatnej części z mosiądzu, ze środkami z tworzyw sztucznych
Delikatną, cienkościenną mosiężną zapalniczkę do papierosów poddano obróbce wykańczającej według jednej praktycznej realizacji niniejszego wynalazku.
Zastosowano misę wibracyjną Raytech 21,24 l, przy 25% mocy przez reostat zmiennej mocy. Środki stanowią Walther Trowal TROWALPLAST PP media, które opisano powyżej. Te środki są stosowane jako 19-mm stożki. Roztwór chemiczny stanowi REM COPPERMIL 7 opisany powyżej, który jest utrzymywany przy 10% objętościowych przez 5 godzin przy szybkości przepływu 1,36 l/godzinę. Części są następnie poddane polerowaniu przez wprowadzenie roztworu REM COPPERMIL CBC-235 (opisanego powyżej), utrzymywanego przy 1% objętościowym, i przepływającego 13,64 l/godzinę przez okres 1 godziny. Misę załadowano 1,21 m2 prętami mosiężnymi C36000.
Zapalniczka ma początkowe Ra 27,2x10-6 cm i początkowe Rmax 197,1x10-6 cm, jak zmierzono przy pomocy profilometru. Po obróbce próbka posiada Ra 3,1x10-6 cm i Rmax 34,0x10-6 cm. Ostatecznie zapalniczka posiada lepszy lustrzany połysk.
Claims (41)
1. Sposób wykańczania artykułów metalowych, obejmujący etapy: a) umieszczenia artykułu metalowego w wibracyjnym urządzeniu do wykańczania, w połączeniu z:
i) roztworem chemicznym zdolnym do reagowania z powierzchnią wymienionego artykułu metalowego, z utworzeniem czarnego osadu (blackmode) na powierzchni artykułu metalowego, oraz ii) nie-ściernymi środkami z tworzyw sztucznych i
PL 202 752 B1
b) mieszanie artykułu metalowego, nie-ściernych środków z tworzyw sztucznych i roztworu chemicznego w wibracyjnym paracie do wykańczania tak, że nie-ścierne środki z tworzyw sztucznych mogą usunąć czarny osad (blackmode) z powierzchni artykułu metalowego, oczyszczając w ten sposób powierzchnię artykułu metalowego, po czym czarny osad (blackmode) jest natychmiast tworzony ponownie w reakcji pomiędzy artykułem metalowym i roztworem chemicznym do dalszego oczyszczania przez nie-ścierne środki z tworzyw sztucznych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e aparat wibracyjnej obróbki wykończeniowej pracuje przy 800-1500 obrotów na minutę i amplitudzie 1 do 8 milimetrów.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,033-0,053 l/h na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środki nie-ścierne z tworzyw sztucznych posiadają twardość około 57 według skali Barcol.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e środki nie-ścierne z tworzyw sztucznych zawierają około 50% wagowych glinu związanego z nienasyconą żywicą poliestrową.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środki nie-ścierne z tworzyw sztucznych mają gęstość około 1,8 g/cm3.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środki nie-ścierne z tworzyw sztucznych mają wymiar kryształu mniej niż 0,9 mm.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór chemiczny zawiera środki chemiczne (chemikalia) wybrane z grupy obejmującej kwas fosforowy, fosforany, kwas amidosulfonowy, kwas szczawiowy, szczawiany, kwas siarkowy, siarczany, was chromowy, chromiany, wodorowęglan, kwasy tłuszczowe, sole kwasów tłuszczowych, lub ich kombinacje.
9. Sposób wedł ug zastrz. 8, znamienny tym, ż e roztwór chemiczny zawiera ponadto aktywator lub akcelerator (przyspieszacz), wybrany z grupy obejmującej cynk, magnez, fosforany żelaza i ich kombinacje.
10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że roztwór chemiczny zawiera ponadto utleniacz, wybrany z grupy obejmującej utleniacz nieorganiczny, utleniacz organiczny, nadtlenki, meta-nitrobenzen, chloran, chloryn, nadsiarczany, azotany, związki azotynowe i ich kombinacje.
11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że środek chemiczny jest dostarczony jako koncentrat rozcieńczony wodą w celu otrzymania roztworu chemicznego, w którym środek chemiczny jest rozcieńczony do 5-80% objętości roztworu.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że artykuł metalowy obejmuje stal.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że roztwór chemiczny zawiera fosforany.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że roztwór chemiczny jest utrzymywany przy około 12,5% fosforanów.
15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,050 l/h na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środki nie-ścierne z tworzyw sztucznych są w kształ cie stoż ka.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór chemiczny jest wybrany z grupy zawierającej FERROMIL FML 575 IFP, FERROMIL VII AERO-700, REM COPPERMIL 7.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po oczyszczeniu powierzchni artykułu metalowego, wprowadza się roztwór polerujący do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że artykuł metalowy obejmuje mosiądz.
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że roztwór chemiczny stanowi REM COPPERMIL 7, utrzymywany w stężeniu około 10% objętościowych.
21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,053 litrów na godzinę na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
22. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środki nie-ścierne z tworzyw sztucznych są połączone ze środkami nie-ściernymi z metalu, który nie jest reaktywny wobec roztworu chemicznego.
23. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szybkość tworzenia i usuwania czarnego osadu jest równoważona tak, że czarny osad jest dostatecznie miękki, aby pozwolić nie-ściernym
PL 202 752 B1 środkom z tworzyw sztucznych usunąć czarny osad z powierzchni artykułu metalowego i poddać obróbce artykuł metalowy do Ra mniejszego niż lub równego 6,35x10-8 m.
24. Sposób wykańczania artykułów metalowych, obejmujący etapy: a) umieszczenia artykułu metalowego w wibracyjnym urządzeniu do wykańczania, w połączeniu z:
i) roztworem chemicznym zdolnym do reagowania z powierzchnią artykułu metalowego, z utworzeniem czarnego osadu na powierzchni artykułu metalowego, oraz ii) nie-ściernymi środkami z metalu, który nie jest aktywny wobec roztworu chemicznego i jest zdolny do dogładzania (superfinisz) artykułu metalowego; i b) mieszanie artykułu metalowego, nie-ściernych środków z metalu i roztworu chemicznego w wibracyjnym aparacie do wykańczania tak, żeby nie-ścierny środek z metalu mógł usunąć czarny osad (blackmode) z powierzchni artykułu metalowego, oczyszczając w ten sposób powierzchnię artykułu metalowego, po czym czarny osad jest natychmiast tworzony ponownie pomiędzy artykułem metalowym i roztworem chemicznym do dalszego oczyszczania przez nie-ścierne środki z metalu.
25. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że metalowy środek nie-ścierny jest wybrany z grupy obejmującej środki ze stali nierdzewnej, stopy tytanowe, stopy niklowochromowe i ich połączenia.
26. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że aparat wibracyjnej obróbki wykończeniowej pracuje przy 800-1500 obrotów na minutę i amplitudzie 1 do 8 milimetrów.
27. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,033-0,053 litrów na godzinę na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
28. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że kształt metalowego środka nie-ściernego jest wybrany z grupy obejmującej szpilki, stożkowe cylindry, satelity lub ich mieszaniny.
29. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że roztwór chemiczny zawiera środki chemiczne (chemikalia) wybrane z grupy obejmującej kwas fosforowy, fosforany, kwas amidosulfonowy, kwas szczawiowy, szczawiany, kwas siarkowy, siarczany, kwas chromowy, chromiany, wodorowęglan, kwasy tłuszczowe, sole kwasów tłuszczowych, lub ich kombinacje.
30. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że roztwór chemiczny zawiera ponadto aktywator lub akcelerator (przyspieszacz), wybrany z grupy obejmującej cynk, magnez, fosforany żelaza i ich kombinacje.
31. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że roztwór chemiczny zawiera ponadto utleniacz wybrany z grupy obejmującej utleniacz nieorganiczny, utleniacz organiczny, nadtlenki, meta-nitrobenzen, chloran, chloryn, nadsiarczany, azotany, związki azotynowe i ich kombinacje.
32. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że środek chemiczny jest dostarczony jako koncentrat, który jest rozcieńczony wodą w celu otrzymania roztworu chemicznego, w którym środek chemiczny jest rozcieńczony do 5-80% objętości roztworu.
33. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że artykuł metalowy obejmuje stal.
34. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że roztwór chemiczny zawiera kwas szczawiowy.
35. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że roztwór chemiczny jest otrzymywany przy około 75% kwasu szczawiowego.
36. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że roztwór chemiczny wprowadza się do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej z szybkością 0,084 litra na godzinę na litr objętości wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowe.
37. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że roztwór chemiczny jest wybrany z grupy zawierającej FERROMIL FML 575 IFP, FERROMIL VII AERO-700, REM COPPERMIL 7.
38. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że po oczyszczeniu powierzchni artykułu metalowego, wprowadza się roztwór polerujący do wibracyjnego urządzenia obróbki wykończeniowej.
39. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że środek nie-ścierny z metalu, który nie jest reaktywny wobec roztworu chemicznego jest połączony ze środkami nie-ściernymi z tworzyw sztucznych.
40. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że szybkość tworzenia i usuwania czarnego osadu jest równoważona tak, że czarny osad jest dostatecznie miękki, aby pozwolić nie-ściernym środkom z metalu usunąć czarny osad z powierzchni artykułu metalowego i poddać obróbce artykuł metalowy do Ra mniejszego niż lub równego 2,5 mikrocala.
41. Artykuł, który poddano obróbce wykańczającej wykorzystując sposób jak określony w którymkolwiek z zastrz. 1-40.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/758,067 US20020088773A1 (en) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Nonabrasive media with accelerated chemistry |
| PCT/US2002/000230 WO2002055263A2 (en) | 2001-01-10 | 2002-01-07 | Nonabrasive media with accelerated chemistry |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL362567A1 PL362567A1 (pl) | 2004-11-02 |
| PL202752B1 true PL202752B1 (pl) | 2009-07-31 |
Family
ID=25050359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL362567A PL202752B1 (pl) | 2001-01-10 | 2002-01-07 | Sposób wykańczania artykułów metalowych i artykuł poddany takiej obróbce |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20020088773A1 (pl) |
| EP (1) | EP1349702B1 (pl) |
| JP (1) | JP2004522597A (pl) |
| KR (1) | KR100865814B1 (pl) |
| CN (1) | CN100406198C (pl) |
| AT (1) | ATE548156T1 (pl) |
| AU (1) | AU2002234216B2 (pl) |
| BR (1) | BR0206291A (pl) |
| CA (1) | CA2433298C (pl) |
| CZ (1) | CZ20031789A3 (pl) |
| HU (1) | HUP0302638A3 (pl) |
| IL (2) | IL156796A0 (pl) |
| MX (1) | MXPA03006150A (pl) |
| PL (1) | PL202752B1 (pl) |
| RU (1) | RU2287615C2 (pl) |
| SK (1) | SK8412003A3 (pl) |
| WO (1) | WO2002055263A2 (pl) |
| ZA (1) | ZA200305316B (pl) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2326652T3 (es) * | 2003-05-30 | 2009-10-16 | Rem Technologies, Inc. | Sistema de engranajes planetarios grandes con superacabado. |
| US20050202921A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-15 | Ford Global Technologies, Llc | Application of novel surface finishing technique for improving rear axle efficiency |
| US7229565B2 (en) * | 2004-04-05 | 2007-06-12 | Sikorsky Aircraft Corporation | Chemically assisted surface finishing process |
| WO2006108108A2 (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-12 | Rem Technologies, Inc. | Superfinishing of high density carbides |
| DE102005024733A1 (de) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum Oberflächenstrahlen von integral beschaufelten Rotoren |
| US7820068B2 (en) * | 2007-02-21 | 2010-10-26 | Houghton Technical Corp. | Chemical assisted lapping and polishing of metals |
| EP2195139B1 (en) | 2007-08-28 | 2014-11-12 | REM Technologies, Inc. | Method for inspecting and refurbishing engineering components |
| US20090173301A1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-09 | Roller Bearing Company Of America, Inc | Surface treated rocker arm shaft |
| US20090223052A1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-10 | Chaudhry Zaffir A | Gearbox gear and nacelle arrangement |
| US20100086397A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | General Electric Company | Surface Treatments for Turbine Components to Reduce Particle Accumulation During Use Thereof |
| US10179388B2 (en) * | 2009-05-12 | 2019-01-15 | Rem Technologies, Inc. | High throughput finishing of metal components |
| US8172716B2 (en) * | 2009-06-25 | 2012-05-08 | United Technologies Corporation | Epicyclic gear system with superfinished journal bearing |
| EP2283969A1 (en) | 2009-07-30 | 2011-02-16 | REM Technologies, Inc. | High throughput finishing of metal components |
| US9550272B2 (en) * | 2009-11-17 | 2017-01-24 | Rem Technologies, Inc. | Magnetic fixture |
| WO2011061686A1 (en) | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Rem Technologies, Inc. | Magnetic fixture |
| EP2364812A1 (en) | 2010-03-08 | 2011-09-14 | REM Technologies, Inc. | Magnetic fixture |
| DE102010037077B4 (de) | 2010-08-19 | 2014-03-13 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zum Konditionieren der Oberfläche gehärteter korrosionsgeschützter Bauteile aus Stahlblech |
| JP2012081569A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Engineered Abrasives Inc | ピーニング仕上げ |
| WO2012054435A1 (en) | 2010-10-18 | 2012-04-26 | World Heart Corporation | Blood pump with separate mixed-flow and axial-flow impeller stages, components therefor and related methods |
| WO2012092619A2 (en) | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Coated abrasive aggregates and products containg same |
| US9168638B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-10-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive products and methods for finishing hard surfaces |
| WO2013106575A1 (en) | 2012-01-10 | 2013-07-18 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive products and methods for finishing coated surfaces |
| CA2867350C (en) | 2012-03-16 | 2017-05-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive products and methods for finishing surfaces |
| US8968435B2 (en) | 2012-03-30 | 2015-03-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive products and methods for fine polishing of ophthalmic lenses |
| US10111994B2 (en) | 2013-05-14 | 2018-10-30 | Heartware, Inc. | Blood pump with separate mixed-flow and axial-flow impeller stages and multi-stage stators |
| US10792781B2 (en) | 2018-04-13 | 2020-10-06 | Bell Helicopter Textron Inc. | Masking tool system and method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3071456A (en) * | 1956-02-08 | 1963-01-01 | William D Cheesman | Barrel finishing |
| US4307544A (en) * | 1979-11-28 | 1981-12-29 | Roto-Finish Company, Inc. | Finishing machine with abrasive lined chamber and method of finishing |
| US4491500A (en) | 1984-02-17 | 1985-01-01 | Rem Chemicals, Inc. | Method for refinement of metal surfaces |
| US4705594A (en) * | 1986-11-20 | 1987-11-10 | Rem Chemicals, Inc. | Composition and method for metal surface refinement |
| US4818333A (en) * | 1987-08-03 | 1989-04-04 | Rem Chemicals, Inc. | Metal surface refinement using dense alumina-based media |
| US4906327A (en) * | 1989-05-04 | 1990-03-06 | Rem Chemicals, Inc. | Method and composition for refinement of metal surfaces |
| US5447465A (en) * | 1993-08-19 | 1995-09-05 | United States Surgical Corporation | Method of treating needle blanks |
| US5503481A (en) | 1993-12-09 | 1996-04-02 | The Timken Company | Bearing surfaces with isotropic finish |
| DE4445333A1 (de) * | 1994-12-19 | 1996-06-20 | Moeller Feinmechanik Gmbh & Co | Glättverfahren |
| CA2220820C (en) * | 1996-11-27 | 2002-05-07 | Akitaka Matsushita | Barrel polishing apparatus |
-
2001
- 2001-01-10 US US09/758,067 patent/US20020088773A1/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-01-07 KR KR1020037009235A patent/KR100865814B1/ko active IP Right Grant
- 2002-01-07 WO PCT/US2002/000230 patent/WO2002055263A2/en active IP Right Grant
- 2002-01-07 BR BR0206291-7A patent/BR0206291A/pt not_active Application Discontinuation
- 2002-01-07 AT AT02701014T patent/ATE548156T1/de active
- 2002-01-07 RU RU2003124647/02A patent/RU2287615C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-01-07 IL IL15679602A patent/IL156796A0/xx unknown
- 2002-01-07 JP JP2002555977A patent/JP2004522597A/ja active Pending
- 2002-01-07 CZ CZ20031789A patent/CZ20031789A3/cs unknown
- 2002-01-07 SK SK841-2003A patent/SK8412003A3/sk unknown
- 2002-01-07 PL PL362567A patent/PL202752B1/pl unknown
- 2002-01-07 HU HU0302638A patent/HUP0302638A3/hu unknown
- 2002-01-07 AU AU2002234216A patent/AU2002234216B2/en not_active Ceased
- 2002-01-07 CN CNB028036085A patent/CN100406198C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-01-07 EP EP02701014A patent/EP1349702B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-07 MX MXPA03006150A patent/MXPA03006150A/es active IP Right Grant
- 2002-01-07 CA CA2433298A patent/CA2433298C/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-07-06 IL IL156796A patent/IL156796A/en not_active IP Right Cessation
- 2003-07-09 ZA ZA200305316A patent/ZA200305316B/en unknown
- 2003-10-13 US US10/684,073 patent/US7005080B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100865814B1 (ko) | 2008-10-28 |
| KR20030077571A (ko) | 2003-10-01 |
| ZA200305316B (en) | 2004-10-15 |
| CA2433298C (en) | 2010-03-30 |
| EP1349702B1 (en) | 2012-03-07 |
| ATE548156T1 (de) | 2012-03-15 |
| WO2002055263A2 (en) | 2002-07-18 |
| RU2287615C2 (ru) | 2006-11-20 |
| BR0206291A (pt) | 2004-01-13 |
| CN100406198C (zh) | 2008-07-30 |
| AU2002234216B2 (en) | 2007-04-05 |
| IL156796A (en) | 2008-07-08 |
| CN1511075A (zh) | 2004-07-07 |
| HUP0302638A2 (hu) | 2003-12-29 |
| IL156796A0 (en) | 2004-02-08 |
| US7005080B2 (en) | 2006-02-28 |
| CA2433298A1 (en) | 2002-07-18 |
| SK8412003A3 (en) | 2004-03-02 |
| HUP0302638A3 (en) | 2012-09-28 |
| WO2002055263A3 (en) | 2003-03-13 |
| JP2004522597A (ja) | 2004-07-29 |
| US20020088773A1 (en) | 2002-07-11 |
| CZ20031789A3 (cs) | 2004-02-18 |
| EP1349702A2 (en) | 2003-10-08 |
| PL362567A1 (pl) | 2004-11-02 |
| US20040074871A1 (en) | 2004-04-22 |
| MXPA03006150A (es) | 2005-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL202752B1 (pl) | Sposób wykańczania artykułów metalowych i artykuł poddany takiej obróbce | |
| AU2002234216A1 (en) | Nonabrasive media with accelerated chemistry | |
| CA1218584A (en) | Method for refinement of metal surfaces | |
| CA2761874C (en) | High throughput finishing of metal components | |
| EP1358044B1 (en) | Chemical mechanical machining and surface finishing | |
| JPS63130787A (ja) | 金属表面清浄化組成物および清浄化方法 | |
| KR20080007231A (ko) | 고밀도 카바이드의 초정밀다듬질 | |
| IL95238A (en) | A method for polishing metal surfaces and preparations for it | |
| CA1289796C (en) | Steel abrading elements for mass finishing of workpieces and methods of making and using same | |
| JPS6047909B2 (ja) | 化学研磨併用のバレル研磨法 | |
| KR20000059342A (ko) | 진동 연마 공법을 이용한 자동차용 휠의 표면 처리 방법 | |
| Finn | Mechanical Finishing of Aluminum | |
| Wellborn | Fundamentals of mass finishing |