Настоящее изобретение относится согласно пункту 1 формулы изобретения к обрабатывающему устройству для одностадийной обработки изделий, и согласно пункту 12 формулы изобретения к способу обработки по меньшей мере для травления и фосфатирования металлического обрабатываемого изделия.
В существующих на сегодня обрабатывающих установках для фосфатирования изделий требуются многочисленные технологические стадии, в частности, 7 технологических стадий, и имеются для этого многочисленные различные ванны. При этом изделие сначала помещается в первую ванну, в которой предусматривается первая жидкость для обезжиривания изделия. После обезжиривания изделие должно быть извлечено из первой ванны и перемещено во вторую ванну. Во второй ванне предусматривается промывная жидкость для промывания изделия. После промывания изделие переносится в третью ванну. Третья ванна заполнена смесью соляной кислоты и серной кислоты. После обработки соляной кислотой и серной кислотой изделие последовательно перемещается в две других в каждом случае заполненных промывной жидкостью ванны для промывания изделия. Затем изделие после последней промывной ванны переносится в ванну для пассивирования. После пассивирования изделие подвергается фосфатированию и затем высушиванию в другом месте. При такой установке после производственного цикла продолжительностью от около 6 до 8 недель высокотоксичные и вредные для окружающей среды химикаты в обезжиривающих ваннах и в обрабатывающих ваннах должны быть полностью заменены, так как химикаты после этого времени расходуются, и из ванн должен быть удален образовавшийся шлам. Это означает прекращение работы установки и высокие затраты на замену и удаление отходов.
Очевидно, что известные из прототипа установки, во-первых, занимают очень много места, поскольку для них должны быть приготовлены шесть различных ванн, и, во-вторых, требуются весьма многочисленные различные химические вещества в больших количествах. Кроме того, для перемещения изделий из одной ванну в следующую требуются очень длительное время, соответствующие транспортирующие установки и обслуживающий персонал. К тому же используемые химикаты являются токсичными и, соответственно, вредными для окружающей среды, так как, например, применяются серная и соляная кислоты, вследствие чего должны быть предприняты дорогостоящие меры безопасности, либо возникает большая опасность для персонала и окружающей среды, а также в большинстве случаев для стальных несущих конструкций.
Кроме того, должно быть предотвращено водородное охрупчивание обрабатываемых деталей и, соответственно, обрабатываемых изделий. Водородное охрупчивание обычно обусловливается внедрением и накоплением водорода в металлической решетке, и может приводить к усталости материала. Водородное охрупчивание происходит, когда на поверхности металла - или вследствие коррозии с выделением водорода, или же в другой химической реакции при обработке металла, в которой участвует водород - образуется атомарный водород, который связывается с материалом быстрее, нежели соединяется на поверхности материала с образованием не способных к диффузии Н2-молекул. При этом часть водорода удерживается в металлической решетке или скапливается на дефектах решетки или на границах зерен. В зависимости от нагрузки, испытываемой данным изделием, например, при наличии растягивающих внутренних напряжений и/или напряжений от нагрузки, возникает опасность выхода материала из строя.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание обрабатывающего устройства и способа обработки, причем с помощью соответствующего изобретению обрабатывающего устройства и соответствующего изобретению способа обработки должны устраняться по меньшей мере один недостаток, и предпочтительно многие, и особенно предпочтительно все до сих пор названные недостатки известных из прототипа обрабатывающих установок для фосфатирования изделий.
Вышеуказанная задача решается согласно первому аспекту изобретения с помощью обрабатывающего устройства для одностадийной обработки металлического обрабатываемого изделия, причем обработка включает по меньшей мере травление и фосфатирование обрабатываемого изделия. Соответствующее изобретению обрабатывающее устройство, в частности, ванная установка, предпочтительно включает обрабатывающий резервуар для размещения обрабатываемого изделия и для принятия текучей обрабатывающей композиции, и насосное устройство для замены по меньшей мере части обрабатывающей композиции, причем по меньшей мере часть обрабатываемого изделия, в частности, все обрабатываемое изделие, омывается обрабатывающей композицией, причем обрабатывающая композиция представляет собой фосфор- или фосфатсодержащий раствор, в частности, фосфорную кислоту, причем фосфор- или фосфатсодержащий раствор состоит, во-первых, из воды, и во-вторых, из реагента, причем реагент состоит из фосфора или фосфата и дополнительного улучшающего эффект обработки вещества, причем содержание фосфора или фосфата в реагенте составляет по меньшей мере 95% (объемных процентов), причем реагент не содержит соляную кислоту и серную кислоту.
Этот раствор является предпочтительным, так как не используются никакие токсичные или вредные для окружающей среды химикаты. Кроме того, обрабатывающую композицию не нужно заменять и утилизировать каждые 6-8 недель, поскольку с помощью соответствующего изобретению обрабатывающего устройства создается установка с конструкцией, при которой используемая химическая среда постоянно очищается. Происходящие вследствие испарения и истощения потери обрабатывающей композиции могут быть пополнены добавлением воды и реагента, благодаря чему возможно то, что необходимое число замен обрабатывающей композиции в год может быть сокращено до менее 4 замен, в частности, до 2 или до менее 2 замен, до 1 или менее 1 замены. Обрабатывающая композиция предпочтительно заменяется лишь тогда, когда в обрабатывающей композиции находится растворенное железо в предварительно заданной концентрации, причем замена предпочтительно производится только при концентрации растворенного железа свыше 2%.
Кроме того, является благоприятным то, что с помощью настоящего изобретения становится возможной очень простая обработка обрабатываемых изделий. Обрабатываемые изделия должны быть по существу погружены только в обрабатывающую композицию, обрабатывающая композиция должна воздействовать и высыхать после извлечения обрабатываемого изделия из ванны. В частности, благодаря высокочистому фосфору или, соответственно, высокочистому фосфату на обрабатываемых изделиях после высушивания образуется защитный слой, так что они на протяжении длительного промежутка времени, в частности, многих недель, защищены от дальнейшего повреждения, причем это достигается без необходимого согласно прототипу пассивирования и последующего фосфатирования, и причем, в частности, полученный защитный слой оказывается значительно превосходящим фосфатирование согласно прототипу. Кроме того, это техническое решение является благоприятным в том отношении, что обрабатывающая композиция является негорючей, при применении обрабатывающей композиции не превышаются нормативы MAK (максимальная концентрация на рабочем месте), и не создаются коррозионно-агрессивные пары, благодаря чему не требуется вытяжка.
Дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что с помощью применяемого(-мых) улучшающего(-щих) эффект обработки вещества(веществ) достигается значительно более бережное воздействие на материал, и не ухудшается пригодность к сварке.
Еще одним дополнительным преимуществом является многообразная применимость настоящего изобретения. Например, оно может быть использовано для предварительной и последующей обработки в термических цехах для закалки, или оно может быть применено для удаления оксидного слоя на алюминии. Кроме того, с его помощью при гальванической последующей обработке отливок могут быть предотвращены выцветы. Поэтому становится существенной экономия на шпателях при удалении литейной корки на отливках. Кроме того, например, трубы гидравлических систем и трубопроводы могут быть подвергнуты травлению непосредственно на строительных площадках в единственной технологической операции, без того, чтобы потребовались бы дополнительные промывание и нейтрализация.
В особенности благоприятно то, что с помощью соответствующего изобретению обрабатывающего устройства, наряду с травлением и фосфатированием обрабатываемого изделия, предпочтительно достигается также обезжиривание обрабатываемого изделия, и/или удаление ржавчины, и/или удаление окалины с него, и/или его консервация, и/или удаление отложений накипи на нем.
В качестве обрабатываемых изделий, сугубо в порядке примера, предпочтительно могут быть обработаны: металлические детали, такие как алюминиевые детали, чугунные детали, детали из серого чугуна, проволока, стальные детали, медные детали, или детали из сплавов, полимерные детали, такие как детали из синтетических материалов или резиновые детали, и т.д., в частности, рамы транспортных средств, трубы, детали машин, детали турбокомпрессоров, корпуса, автомобильные детали, детали гидравлических систем, стальные отливки, детали турбин.
Если из сущности этого изобретения не следует иное, то величины в процентах в отношении изобретения подразумевают объемные проценты. Более того, следует упомянуть, что значения в процентах и температурные характеристики в °С в плане изобретения также соотносятся с давлением окружающей среды и, соответственно, нормальным давлением, если из сущности изобретения не следует иное, и, кроме того, данные в °С соответственно действительны также для градусов Кельвина. Однако для специалиста нет необходимости дополнительно разъяснять приводимые в изобретении данные в физических единицах в отношении общего описания изобретения, но если должен изменяться физический параметр, то специалисту очевидно, что с достигнутыми этим изменениями соответственно согласуются другие физические величины, без выхода при этом за пределы области правовой защиты изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, причем предусматривается термостатирующее устройство для термостатирования содержащейся в обрабатывающем резервуаре обрабатывающей композиции, причем с помощью термостатирующего устройства температура обрабатывающей композиции может регулироваться на определенный уровень.
Благоприятная температура обрабатывающей композиции предпочтительно составляет выше 0°С, в частности, является превышающей или равной 5°С, превышающей или равной 10°С, превышающей или равной 15°С, превышающей или равной 17°С, превышающей или равной 20°С, превышающей или равной 25°С, превышающей или равной 30°С, превышающей или равной 35°С, превышающей или равной 37°С, превышающей или равной 40°С, предпочтительно между 20°С и 60°С, и в особенности предпочтительно между 30°С и 50°С. Термостатирование обрабатывающей композиции предпочтительно предусматривает нагревание обрабатывающей композиции, причем, однако, также допустимо, что термостатирование представляет собой охлаждение. Кроме того, возможно, что с помощью термостатирующего устройства обрабатывающая композиция может периодически нагреваться и периодически охлаждаться. Термостатирующее устройство предпочтительно сформировано в виде электрического нагревательного устройства, электрического охлаждающего устройства и/или в форме теплообменной системы. Технологический режим может регулироваться в зависимости от температуры обрабатывающей композиции. Сугубо в порядке примера, при удалении ржавчины коэффициент ускорения может составлять 20:20С×6. Это значит, что обрабатываемое изделие может быть сделано свободным от ржавчины проводимой при температуре 20°С обработкой, которая продолжается 2 часа, или обработкой при температуре 40°С, которая длится 20 минут.
Особенно предпочтительный диапазон рабочей температуры составляет от 35°С до 45°С, причем этот температурный диапазон является благоприятным, поскольку не требуется вытяжка, так как не образуются никакие коррозионно-агрессивные или вредные для здоровья пары. Однако возможно, что вытяжка предусматривается, когда, например, производственное помещение расположено очень низко, или когда производственное помещение не может проветриваться.
Фосфор- и фосфатсодержащий раствор предпочтительно состоит из полностью декальцинированной воды и реагента, причем отношение доли реагента к доле деминерализованной воды составляет между 1:4 и 1:7, причем отношение доли реагента к доле полностью декальцинированной воды предпочтительно составляет 1:6, когда реагент присутствует в твердом состоянии, или причем отношение доли реагента к доле полностью декальцинированной воды предпочтительно составляет 1:5, когда реагент находится в жидком состоянии.
Кроме того, согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, реагент не содержит компоненты фтора, хлора, брома, иода, свинца, ртути и селена, так что соответствующее изобретению устройство действует без вредных для здоровья и, соответственно, вредных для окружающей среды веществ или материалов.
Насосное устройство предпочтительно выполнено в виде циркуляционного насоса, и предпочтительно обеспечивает циркуляцию обрабатывающей композиции внутри обрабатывающего резервуара. Однако альтернативно или дополнительно может быть так, что насосное устройство предусматривается для создания режима течения соответствующего течению через низконапорную плотину. С насосным устройством предпочтительно сопряжены одно или многие сопла, через которые выпускается обрабатывающая композиция, в частности, в обрабатывающий резервуар, в частности, для циркуляции в ванне.
Обрабатывающий резервуар предпочтительно может быть сформирован с любым произвольным размером. В особенности предпочтительно обрабатывающий резервуар с внутренней стороны, то есть, на находящейся в контакте с обрабатывающей композицией стороне, имеет материал или смесь материалов, которые не повреждаются обрабатывающей композицией. При этом предпочтительными материалами, наряду с прочими, являются, например, высокосортная сталь, GVP, поливинилхлорид (PVC). Однако также возможно, что из такого материала состоит не только поверхность обрабатывающего резервуара, находящаяся в контакте с обрабатывающей композицией, но и дополнительные элементы обрабатывающего резервуара, в частности, весь обрабатывающий резервуар в целом состоит из такого материала или смеси материалов.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, предусматривается фильтрационное устройство для фильтрования обрабатывающей композиции, причем благодаря фильтрованию из обрабатывающей композиции удаляются загрязнения, которые накапливаются в обрабатывающей композиции. Это вариант исполнения является благоприятным, поскольку обрабатывающая композиция в обрабатывающем резервуаре может непрерывно или периодически очищаться или, соответственно, подготавливаться.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, обрабатывающий резервуар соединен по меньшей мере с двумя приемными отсеками, причем первый приемный отсек преимущественно представляет собой сформированный под обрабатывающим резервуаром буферный приемный отсек для принятия определенного количества обрабатывающей композиции, и причем второй приемный отсек предпочтительно представляет собой сформированный сбоку от обрабатывающего резервуара термостатирующий отсек, причем в термостатирующем отсеке, по меньшей мере частично, размещается термостатирующее устройство. Первый приемный отсек и, соответственно, буферный отсек, может служить, например, для предварительного содержания желательного объема обрабатывающей композиции. Кроме того, возможно, что первый приемный отсек и, соответственно, буферный отсек, служит для принятия и, соответственно, для накопления осадков. При этом осадки могут представлять собой части или частицы, которые отделяются от обрабатываемых изделий во время обработки. Термостатирующий отсек предпочтительно размещается сбоку рядом с обрабатывающим резервуаром, так как тем самым может быть создана очень хорошая доступность к термостатирующему устройству. Однако кроме этого, также возможен альтернативный вариант, что термостатирующее устройство сформировано или, соответственно, размещено в первом приемном отсеке и, соответственно, в буферном отсеке, то есть, под обрабатывающим резервуаром. Этот вариант исполнения является благоприятным, поскольку отдельные доли обрабатывающей композиции могут поступать в различные области действия и, соответственно, приемные отсеки и в основной приемный отсек, без того, чтобы было возможным повреждение сформированных или размещенных в одной или многих приемных областях устройств, таких как термостатирующее устройство, вследствие столкновения с обрабатываемым изделием.
Обрабатывающий резервуар согласно еще одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения отделен перегородкой от сборного отсека для сбора протекающей через перегородку обрабатывающей композиции, причем поступившая в сборный отсек обрабатывающая композиция с помощью подающего устройства, в частности, с помощью насосного устройства, через подающий трубопровод может направляться обратно в обрабатывающий резервуар. Этот вариант исполнения является благоприятным, поскольку накопившиеся на поверхности обрабатывающей композиции и отделившиеся от обрабатываемого изделия частицы, и/или образовавшаяся на поверхности обрабатывающей композиции пена, и/или прочие скопления материалов, могут быть выведены из обрабатывающего резервуара, и предпочтительно направлены в фильтрационное устройство.
Насосное устройство и фильтрационное устройство согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения образуют составную часть подающего трубопровода, и подводимая обрабатывающая композиция предпочтительно подается насосным устройством и, соответственно, с его помощью через фильтрационное устройство. Этот вариант исполнения является благоприятным, так как посредством такой конфигурации насосного устройства обеспечивается подача обрабатывающей композиции через фильтрационное устройство, и по меньшей мере частично создается циркуляция обрабатывающей композиции в обрабатывающем резервуаре.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, подающий трубопровод сформирован таким образом, что подаваемая через него обратно в обрабатывающий резервуар обрабатывающая композиция может создавать режим течения соответствующий течению через низконапорную плотину для выпуска части обрабатывающей композиции из обрабатывающего резервуара наружу и направления в сборный отсек. Этот вариант исполнения благоприятен в том отношении, что с помощью предпочтительно одного насосного устройства могут быть обеспечены подача обрабатывающей композиции через фильтрационное устройство, по меньшей мере частичная циркуляция обрабатывающей композиции в обрабатывающем резервуаре и создание обусловленного плотиной течения.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, предусматривается дозирующее устройство для согласования состава обрабатывающей композиции, причем обрабатывающая композиция состоит из смеси многих компонентов. Дозирующее устройство предпочтительно соединено непосредственно с одним или многими сенсорными устройствами или косвенно через управляющее устройство, причем сенсорное(-ные) устройство(-ва) предпочтительно позволяет или позволяют контролировать или, соответственно, анализировать состав обрабатывающей композиции, и/или контролировать объем, или, соответственно, остающееся количество, или, соответственно, высоту заполнения имеющейся в обрабатывающем резервуаре обрабатывающей композиции.
Дозирующее устройство обеспечивает, в частности, компенсацию потерь путем добавления соответствующего количества утраченной обрабатывающей композиции, в частности, возмещаются потери, обусловленные разбавлением и/или погружением. С помощью дозирующего устройства предпочтительно производится добавление составляющих обрабатывающую композицию компонентов, в частности, деминерализованной воды, реагента и улучшающего эффект обработки вещества. Добавление составляющих обрабатывающую композицию компонентов предпочтительно производится в фиксированной пропорции, в частности, в пропорции, при которой отдельные компоненты также предусматриваются в обрабатывающем резервуаре, или в иной постоянной пропорции. Кроме того, может быть так, что добавляемая обрабатывающая композиция вводится уже в форме готовой смеси или, соответственно, готового раствора.
Сенсорное устройство предпочтительно может быть выполнено в виде устройства для выполнения титрования, то есть, для определения концентрации. Однако также представимо, что дозирование и введение веществ в обрабатывающую композицию обеспечивается по частям, время от времени, или всегда вручную.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, отношение доли реагента к доле деминерализованной воды составляет между 1:4 и 1:7, причем отношение доли реагента к доле деминерализованной воды предпочтительно составляет 1:6, когда реагент примешивается к деминерализованной воде в твердом состоянии, или причем отношение доли реагента к доле деминерализованной воды предпочтительно составляет 1:5, когда реагент примешивается к деминерализованной воде в жидком состоянии.
Потери также предпочтительно возмещаются в постоянной пропорции многих веществ. При этом предпочтительное(-ные) вещество(-ва) тем самым представляет(-ют) собой текучее(-чие), в частности, жидкое(-кие), или твердое(-дые) вещество(-ва), которое(-рые) предпочтительно примешивается(-ются) с разбавителем, например, таким как вода, в частности, декальцинированная или, соответственно, дистиллированная вода, или полностью деминерализованная вода (VE-вода). Кроме того, предпочтительные смесевые соотношения между реагентом и разбавителем, в частности, VE-водой, при этом составляют, например, 1:2; 1:3; 1:4; 1:5; 1:5,5; 1:6; 1:6,5; 1:7,5; 1:8; 1:8,5; 1:9.
Предпочтительно в зависимости от полученных датчиками показаний, автоматически или вручную выполняется примешивание к обрабатывающей композиции смеси или раствора из одной или многих добавок, в частности, одной или многих жидкостей, в частности, деминерализованной воды, и/или одной или многих предпочтительно растворимых добавок. Кроме того, может быть так, что в обрабатывающую композицию вносится добавка, в частности, для травильного обезжиривания и/или пеногашения. Добавка предпочтительно вводится в обрабатывающую композицию в количестве от около 0,5 до 10%, в частности, от 1% до 5%, в расчете на объем обрабатывающей композиции. При этом предпочтительно применение деминерализованной воды, поскольку благодаря этому получается в принципе такое же или вообще неизменное качество поверхности обрабатываемых изделий.
Является предпочтительным применение средства для травильного обезжиривания, так как его добавлением к обрабатывающей композиции могут быть в одной и той же технологической операции удалены загрязнения, такие как легкие жировые загрязнения, кусочки грязи, масло, уголь и графит.
Согласно одному особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, обрабатывающая композиция представляет собой фосфор- или фосфатсодержащий раствор, в частности, фосфорную кислоту, причем содержащийся фосфор или содержащийся фосфат в растворе является высокочистым, то есть, имеет чистоту свыше 95%, в частности, более 96%, 97%, 98%, 99%, и предпочтительно более 99,5%. Благодаря чистоте содержащегося фосфора или содержащегося фосфата, соответствующая изобретению обрабатывающая композиция почти не имеет загрязнений, так что на обрабатываемом изделии образуется соответствующий защитный слой.
Значение рН реагента предпочтительно составляет по существу 1, плотность реагента при температуре 20°С предпочтительно составляет 1,8, и температура вспышки реагента предпочтительно составляет 280°С, или предпочтительно выше 280°С.
В случае обрабатываемых изделий, которые содержат алюминий или состоят из алюминия, обрабатывающая композиция предпочтительно имеет деминерализованную воду и предпочтительно, в дополнение к деминерализованной воде, реагент в количестве 1-10%, в частности, 3-5%, в расчете на количество деминерализованной воды. При температуре ванны от 40°С до 45°С, то есть, когда обрабатывающая композиция термостатирована при температуре от 40°С до 45°С, продолжительность обработки, то есть, время, в течение которого обрабатываемое изделие подвергается воздействию обрабатывающей композиции в обрабатывающем резервуаре, предпочтительно составляет от 0,5 минуты до 20 минут, и в особенности предпочтительно от 1 минуты до 10 минут. При этом реагент предпочтительно состоит из фосфорной кислоты и ингибиторов.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, обрабатывающая композиция имеет добавку для травильного обезжиривания, или же в обрабатывающую композицию вносится такая добавка, причем добавка для травильного обезжиривания предпочтительно имеет водный раствор неионогенных биологически разложимых поверхностно-активных веществ и ингибиторов, в частности, бут-2-ин-1,4-диола, и причем добавка для травильного обезжиривания вводится в объеме от 0,5% до 7% объема фосфор- или фосфатсодержащего раствора или, соответственно, обрабатывающей композиции.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, обрабатывающая композиция имеет добавку для пеногашения, причем добавка для пеногашения предпочтительно содержит триизобутилфосфат, и причем добавка для пеногашения вводится в обрабатывающую композицию в объеме от 0,01% до 5%, в частности, в объеме от 0,1% до 1%, в расчете на объем фосфор- или фосфатсодержащего раствора или, соответственно, обрабатывающей композиции, или в объеме от 0,01% до 5%, в частности, в объеме от 0,1% до 1%, в расчете на объем смешанного с добавкой для травильного обезжиривания фосфор- или фосфатсодержащего раствора или, соответственно, обрабатывающей композиции.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, предусматривается управляющее устройство, причем управляющее устройство регулирует термостатирующее устройство таким образом, что обрабатывающая композиция термостатируется при заданной температуре или в заданном температурном режиме, и/или причем управляющее устройство так управляет насосным устройством, что обрабатывающая композиция подается с целевой скоростью течения или с заданной характеристикой течения, и/или управляющее устройство таким образом регулирует фильтрационное устройство, что профильтрованная доля обрабатывающей композиции имеет заданную чистоту, и/или управляющее устройство так управляет дозирующим устройством, что может быть отрегулирован заданный состав обрабатывающей композиции.
Кроме того, может быть так, что согласно одному дополнительному варианту исполнения или многим дополнительным вариантам исполнения, обрабатывающее устройство имеет одну или многие систему(-мы) отделения масла, систему(-мы) ультразвуковой обработки, высоконапорную(-ые) систему(-мы), поворотное(-ные) и подъемное(-ные) устройство(-ва), и/или систему(-мы) снабжения деминерализованной водой.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, может предусматриваться обезжиривающая ванна, в частности, для обезжиривания обрабатываемых изделий с необычно высоким содержанием жира, в частности, размещенная перед обрабатывающим резервуаром. Этот вариант исполнения является благоприятным в том плане, что обрабатывающая композиция в обезжиривающей ванне может быть нагрета предпочтительно до температуры, которая является более высокой, чем предпочтительная рабочая температура и, соответственно, температура обработки обрабатывающей композиции в обрабатывающем резервуаре. Температура в обезжиривающей ванне предпочтительно составляет свыше 50°С, в частности, более 52°С, и в особенности предпочтительно является большей или равной 60°С. Этот вариант исполнения благоприятен тем, что только очень сильно замасленные или покрытые жиром обрабатываемые изделия могут быть помещены в должным для обезжиривания образом термостатированную обезжиривающую ванну. Это обеспечивает существенные энергетические преимущества, так как термостатирование нагретой предпочтительно до температуры свыше 50°С обезжиривающей ванны предпочтительно не является длительным, и, соответственно, должно проводиться только эпизодически. Кроме того, предотвращается образование водяного пара в области обрабатывающего резервуара соответствующего изобретению обрабатывающего устройства, когда температура обрабатывающей композиции составляет величину ниже пороговой температуры, в частности, ниже 52°С, и, соответственно, нагревание не проводится сверх этой пороговой температуры.
Кроме того, изобретение относится к способу обработки по меньшей мере для травления и фосфатирования, в частности, металлического обрабатываемого изделия. Соответствующий изобретению способ предпочтительно включает стадии подготовки обрабатывающего резервуара для размещения по меньшей мере одного обрабатываемого изделия и для принятия текучей обрабатывающей композиции, причем для обезжиривания и фосфатирования не применяется никакой дополнительный обрабатывающий резервуар, заполнения обрабатывающего резервуара обрабатывающей композицией и загрузки обрабатываемого изделия в обрабатывающий резервуар, по меньшей мере частично заполненный обрабатывающей композицией, для приведения обрабатываемого изделия в контакт с обрабатывающей композицией, причем в результате контакта между обрабатывающей композицией и обрабатываемым изделием производится по меньшей мере травление и фосфатирование обрабатываемого изделия, причем обрабатывающая композиция представляет собой фосфор- или фосфатсодержащий раствор, в частности, фосфорную кислоту, причем фосфор- или фосфатсодержащий раствор состоит, во-первых, из полностью декальцинированной воды и, во-вторых, из реагента, причем реагент состоит из фосфора или фосфата и дополнительного улучшающего эффект обработки вещества, причем содержание фосфора или фосфата в реагенте составляет по меньшей мере 95%, причем реагент, в частности, не содержит соляную кислоту и серную кислоту.
Соответствующий изобретению способ обработки является благоприятным в том плане, что создается замкнутый контур, для которого не требуются процесс промывания и тем самым никакое перемещение изделия в промывную ванну. Кроме того, соответствующий изобретению способ обработки в высшей степени выгоден, поскольку он, в особенности по сравнению с механическими способами обработки, обеспечивает возможность бережной и быстрой обработки обрабатываемого изделия. Кроме того, этот раствор благоприятен в том отношении, что обрабатывающая композиция является негорючей, при применении обрабатывающей композиции не превышаются нормативы MAK (максимальная концентрация на рабочем месте), и не выделяются коррозионно-агрессивные пары, благодаря чему не требуется вытяжка.
Обрабатываемые изделия выдерживаются в обрабатывающем резервуаре вместе с обрабатывающей композицией предпочтительно в течение более 5 минут, в частности, свыше 10 минут, и предпочтительно между 20 минутами и 120 минутами, в частности, между 30 минутами и 90 минутами.
Соответствующий изобретению способ особенно предпочтительно способствует тому, что обрабатываемое изделие подвергается воздействию обрабатывающей композиции, что наряду с травлением и фосфатированием производится также обезжиривание обрабатываемого изделия, и/или удаление с него окалины, и/или его консервация, и/или удаление с него отложений накипи.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, на поверхности обрабатываемого изделия посредством обрабатывающей композиции, в частности, действием реагента, создается непористый защитный слой с предотвращением водородного охрупчивания, причем защитный слой имеет толщину по меньшей мере 2 мкм, и предпочтительно по меньшей мере 3 мкм. В частности, непористый защитный слой защищает обрабатываемое изделие от кислорода и воды, так что эффективно предотвращается поражение ржавчиной.
Защитный слой, в частности, фосфатный слой, в частности, слой фосфата железа, предпочтительно формируется с помощью соответствующего изобретению способа обработки, в частности, после времени сушки от 3 часов до 48 часов, в частности, от 6 часов до 24 часов, в окружающем воздухе, или после сушки с длительностью от около 5 минут до 60 минут, в частности, около 20 минут, в печи при температуре от 70°С до 150°С, в частности, при температуре около или точно 100°С, на поверхности материала обрабатываемого изделия (в частности, из чугуна или нормальной стали). Образовавшийся защитный слой имеет толщину предпочтительно между 2 мкм и 10 мкм, в частности, бóльшую или равную 3 мкм, 4 мкм или 5 мкм. В особенности предпочтительно защитный слой имеет толщину от 2 мкм до 10 мкм, и предпочтительно от 3 мкм до 8 мкм, и особенно предпочтительно от 4 мкм до 6 мкм. Защитный слой предпочтительно не имеет никаких или, соответственно, по существу никаких пор, и тем самым особенно предпочтительно является непористым. Кроме того, защитный слой является эластичным и особенно предпочтительно приспособлен к колебаниям температуры от -60°С до 750°С, и в особенности предпочтительно от -40°С до 680°С, без отслаивания при этом, причем защитный слой предпочтительно имеет высокую изгибаемость, в частности, вплоть до 180° или свыше 180° (например, в случае металлических прутков). При этом защитный слой может служить превосходной основой для дополнительной обработки, в частности, окрашивающей обработки, которая, например, может следовать после соответствующего изобретению способа. Защитный слой предпочтительно имеет нейтральную реакцию, и не образует никаких химических соединений с гидравлическими жидкостями. Дополнительные исключительно важные преимущества соответствующего изобретению способа состоят в том, что благодаря защитному слою не происходит поражение обрабатываемого изделия ржавчиной, и при травлении имеет место вынос материала предпочтительно менее 10 г/м2, в частности, менее 5 г/м2, и в особенности предпочтительно 2,24 г/м2 или менее.
Кроме того, соответствующий изобретению способ обработки предпочтительно имеет также стадию термостатирования находящейся в обрабатывающем резервуаре обрабатывающей композиции, и/или стадию создания течения по меньшей мере части обрабатывающей композиции, причем обрабатывающей композицией омывается часть обрабатываемого изделия.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, термостатирование содержащейся в обрабатывающем резервуаре обрабатывающей композиции производится с помощью термостатирующего устройства, причем с помощью термостатирующего устройства температура обрабатывающей композиции регулируется на определенный уровень, и причем с помощью насосного устройства создается течение для движения по меньшей мере части обрабатывающей композиции, причем обрабатывающей композицией омывается по меньшей мере часть обрабатываемого изделия.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, с помощью фильтрационного устройства обрабатывающая композиция фильтруется, причем путем фильтрования из обрабатывающей композиции удаляются загрязнения, которые накапливаются в обрабатывающей композиции.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, обрабатывающий резервуар отделен перегородкой от сборного отсека для сбора протекающей через перегородку обрабатывающей композиции, причем поступившая в сборный отсек обрабатывающая композиция с помощью подающего устройства, в частности, с помощью насосного устройства, через подающий трубопровод направляется обратно в обрабатывающий резервуар.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту исполнения соответствующего изобретению способа обработки, насосное устройство и фильтрационное устройство образуют составную часть подающего трубопровода, и подводимая обрабатывающая композиция предпочтительно подается насосным устройством через фильтрационное устройство.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту исполнения соответствующего изобретению способа обработки, подающий трубопровод сформирован таким образом, что подаваемая через него обратно в обрабатывающий резервуар обрабатывающая композиция создает обусловленное плотиной течение для выпуска части обрабатывающей композиции из обрабатывающего резервуара наружу и направления в сборный отсек.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту исполнения соответствующего изобретению способа обработки, с помощью дозирующего устройства регулируется состав обрабатывающей композиции, причем обрабатывающая композиция состоит из смеси многих компонентов.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в обрабатывающую композицию вносится добавка для травильного обезжиривания и/или добавка для пеногашения, причем добавка для травильного обезжиривания предпочтительно имеет водный раствор неионогенных биологически разложимых поверхностно-активных веществ и ингибиторов, в частности, бут-2-ин-1,4-диола, и причем добавка для травильного обезжиривания вводится в объеме от 0,5% до 7% объема фосфор- или фосфатсодержащего раствора или, соответственно, обрабатывающей композиции, и причем добавка для пеногашения предпочтительно содержит триизобутилфосфат, и причем добавка для пеногашения вводится в обрабатывающую композицию в объеме от 0,1% до 1%, в расчете на объем фосфор- или фосфатсодержащего раствора, или в объеме от 0,1% до 1%, в расчете на объем смешанного с добавкой для травильного обезжиривания фосфор- или фосфатсодержащего раствора или, соответственно, обрабатывающей композиции.
Согласно одному дополнительному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, с помощью управляющего устройства термостатирующее устройство регулируется так, что обрабатывающая композиция термостатируется при заданной температуре или в заданном температурном режиме, и/или с помощью управляющего устройства насосное устройство управляется так, что обрабатывающая композиция подается с целевой скоростью течения или с заданной характеристикой течения, и/или с помощью управляющего устройства фильтрационное устройство управляется таким образом, что профильтрованная доля обрабатывающей композиции имеет заданную чистоту, и/или с помощью управляющего устройства дозирующее устройство управляется так, что может быть отрегулирован заданный состав обрабатывающей композиции.
Применение слов «по существу» предпочтительно уместно во всех случаях, в которых эти слова в рамках настоящего изобретения подразумевают отклонение в диапазоне 1%-30%, в частности, 1%-20%, в частности, 1%-10%, в частности, 1%-5%, в частности, 1%-2%, от оговоренного значения, которое без применения этих слов было бы заданным.
Отдельные или все изображения в описываемых впоследствии фигурах предпочтительно должны рассматриваться как конструкционные чертежи, то есть, явствующие из них и, соответственно, из фигур размеры, пропорции, функциональные взаимосвязи и/или компоновки соответствуют предпочтительно точно или предпочтительно по существу характеристикам соответствующего изобретению устройства и соответствующих изобретению продуктам.
Дополнительные преимущества, цели и свойства настоящего изобретения разъясняются с помощью последующего описания сопроводительных чертежей, в которых в качестве примера представлены соответствующие изобретению обрабатывающие устройства. Элементы соответствующих изобретению устройств и способов, которые в фигурах, по меньшей мере по существу, соответствуют друг другу в отношении их функции, при этом могут быть обозначены одинаковыми кодовыми номерами позиций, причем эти конструкционные детали и, соответственно, элементы должны быть пронумерованы или разъяснены не во всех фигурах. Далее изобретение, сугубо в порядке примера, описывается с помощью сопроводительных фигур.
В них показано:
Фиг. 1 представляет первое изображение соответствующего изобретению обрабатывающего устройства в нерабочем состоянии;
Фиг. 2 представляет второе изображение соответствующего изобретению обрабатывающего устройства в активном состоянии;
Фиг. 3 представляет перспективное изображение дополнительного соответствующего изобретению обрабатывающего устройства;
Фиг. 4 представляет перспективное изображение еще одного дополнительного соответствующего изобретению обрабатывающего устройства;
Фиг. 5 представляет дополнительное перспективное изображение показанного в Фиг. 4 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства;
Фиг. 6 представляет перспективное подробное изображение части показанного в Фигурах 4 и 5 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства;
Фиг. 7 представляет первый вид сверху показанного в Фигурах 4-6 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства;
Фиг. 8 представляет второй вид сверху показанного в Фигурах 4-6 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства;
Фиг. 9 представляет перспективное изображение по существу нижней стороны показанного в Фигурах 4-8 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства;
Фиг. 10A представляет первый схематический вид сбоку показанного в Фигурах 4-9 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства; и
Фиг. 10B представляет второй схематический вид сбоку показанного в Фигурах 4-9 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства.
В Фиг. 1 показано соответствующее изобретению обрабатывающее устройство. Обрабатывающее устройство 1 служит для обработки, в частности, для обезжиривания, травления, фосфатирования, удаления окалины, консервации и удаления ржавчины, на одном или многих обрабатываемых изделиях 2. Обрабатываемое изделие 2 вводится в обрабатывающий резервуар 4 обрабатывающего устройства 1 движущимся предпочтительно сверху. Обрабатывающий резервуар 4 при этом, предпочтительно по меньшей мере частично, и в особенности предпочтительно полностью, заполнен обрабатывающей композицией 6. Кроме того, предпочтительно предусматривается термостатирующее устройство 8 для термостатирования, в частности, для нагревания обрабатывающей композиции 6. Кроме того, предусматривается предпочтительно по меньшей мере одно насосное устройство 10 для циркуляции обрабатывающей композиции 6 и/или для создания режима течения 20, соответствующего течению через низконапорную плотину, и/или для обратной подачи выходящей из обрабатывающего резервуара 4 обрабатывающей композиции 6 обратно в обрабатывающий резервуар 4. Обрабатывающий резервуар 6 посредством перегородки 12 отделен от сборного отсека 14. Посредством создаваемого в обрабатывающем резервуаре 4 течения обрабатывающая жидкость 6 вытекает из обрабатывающего резервуара 4 через перегородку 12 и тем самым поступает в сборный отсек 14. Однако также возможно, что обрабатывающая композиция и, соответственно, жидкость 6, при введении обрабатываемого изделия 2 в обрабатывающий отсек 4 претерпевает вытеснение такого рода, что часть обрабатывающей композиции 6 вытекает через перегородку 12 из обрабатывающего резервуара 4. Кодовым номером 16 позиции обозначен подающий трубопровод, с помощью которого выходящая из обрабатывающего резервуара 4 обрабатывающая композиция 6 подается обратно в обрабатывающий резервуар 4. В области подающего трубопровода 16, или в подающем трубопроводе 16, или в качестве части подающего трубопровода 16, предпочтительно размещается фильтрационное устройство 18 для фильтрования и, соответственно, подготовки обрабатывающей композиции 6. При этом может быть так, что по ходу подающего трубопровода 16 размещено или сформировано насосное устройство 10 или дополнительное насосное устройство (не показано). Кроме того, может быть предусмотрено насосно-фильтрационное устройство, которое заменяет либо насосное устройство, и/или фильтрационное устройство, или же может быть сформировано в дополнение к ним. Кроме того, из изображения можно заключить, что обрабатывающий резервуар 4 предпочтительно имеет по меньшей мере один основной приемный отсек 22, первый вспомогательный приемный отсек 24 и второй вспомогательный приемный отсек 26. Отдельные приемные отсеки 22, 24, 26 при этом отделены друг от друга, например, решеткой 27, в частности, в каждом случае предохранительной решеткой. При этом решетка 27 препятствует тому, чтобы обрабатываемое изделие 2 могло попадать во вспомогательные приемные отсеки 24, 26. Кодовым номером 28 позиции обозначено сопло, с помощью которого может создаваться течение обрабатывающей композиции 6.
Фиг. 2 показывает известное из Фиг. 1 изображение, причем обрабатываемое изделие 2 согласно этому изображению размещено в обрабатывающем резервуаре 4 и тем самым находится в контакте с обрабатывающей композицией 6.
Фиг. 3 показывает дополнительный вариант исполнения соответствующего изобретению обрабатывающего устройства 1, в частности, для обработки мотков проволоки. Показанное в Фиг. 3 обрабатывающее устройство 1 в качестве примера имеет приемный стеллаж 40, который предпочтительно несет многочисленные обрабатываемые проволочные мотки 39. При этом приемный стеллаж 40 размещается на приемном участке 41, причем предпочтительно предусматриваются многочисленные приемные стеллажи 40 и многочисленные приемные участки 41. Кроме того, обрабатывающее устройство 1 предпочтительно имеет многочисленные, в частности, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или более, обрабатывающие ванны 42. В одну обрабатывающую ванну 42 могут быть предпочтительно, в частности, одновременно, помещены многочисленные, в частности, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или более, проволочные мотки 39, одновременно подвергаемые обработке. Кодовым номером 43 позиции обозначено, предпочтительно сугубо по выбору, устройство, а именно фиксажная ванна. При этом может быть так, что в фиксажную ванну 43 одновременно помещаются многочисленные проволочные мотки 39, в частности, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или более. Кроме того, представимо, что предусматриваются многочисленные фиксажные ванны 43. Обрабатываемые проволочные мотки 39 могут размещаться на разгрузочном участке 44 для выгрузки. Обрабатываемые проволочные мотки 39 предпочтительно подаются на данный разгрузочный участок 44 транспортировочным устройством 45, в частности, транспортной тележкой или, соответственно, портальным краном на рельсовом ходу. Кроме того, предпочтительно предусматриваются многочисленные устройства для обслуживания, регулирования обрабатывающего устройства 1 и управления им. Так, представленный вариант исполнения имеет, например, устройство 46 в виде ленточного фильтр-пресса, дозирующее устройство 47, устройство 48 для подготовки деминерализованной воды, управляющее устройство 49, дополнительное устройство 50 в виде ленточного фильтр-пресса, накопительный бак 51 для обрабатывающих ванн, и многочисленные вихревые насосы 52 с боковым каналом, в частности, 8 штук. Дозирующее устройство 47 предпочтительно является автоматизированным, и особенно предпочтительно имеет буферную емкость с объемом предпочтительно более 5 м3, в особенности предпочтительно свыше 10 м3, и наиболее предпочтительно бóльшую или равную 20 м3.
Фиг. 4 показывает перспективное изображение соответствующего изобретению обрабатывающего устройства 1. Обрабатывающее устройство 1 предпочтительно сформировано в L-образной форме, то есть, оно включает обрабатывающий резервуар 4, причем обрабатывающий резервуар 4 имеет первый внутренний отсек, который предпочтительно является протяженным перпендикулярно второму внутреннему отсеку. Один внутренний отсек предпочтительно является более длинным, чем другой внутренний отсек, причем также возможно, что внутренние отсеки имеют одинаковую длину, или же по существу одинаковую длину. Представленная конструкция позволяет обрабатывать, например, изогнутые элементы, такие как трубы, балки, облицовки, и т.д. Обрабатывающий резервуар 4 предпочтительно имеет по меньшей мере одну или ровно одну перегородку 12, причем перегородка 12 отделяет область, в которую помещаются обрабатываемые изделия, от сборного отсека 14. Сборный отсек 14 предпочтительно служит для сбора обрабатывающей композиции, переливающейся из обрабатывающего отсека через перегородку 12.
Кодовым номером 10 позиции обозначено насосное устройство, в частности, для создания течения внутри введенной в обрабатывающий отсек обрабатывающей композиции. Кодовым номером 18 позиции обозначено фильтрационное устройство 18 для фильтрования и, соответственно, подготовки обрабатывающей композиции.
Движение и, соответственно, течение обрабатывающей композиции обеспечивается с помощью сопел 28а, 28b и 29а, 29b, 29с (сравни Фиг. 5), из которых с помощью насосного устройства 10 нагнетается подводимая в обрабатывающий отсек обрабатывающая композиция.
Сопла 29а-29с охватывает и, соответственно, создает для них корпус защитное ограждение 61. Предпочтительно предусматриваются три ряда с 2 соплами 28а, 28b, и три ряда с тремя соплами 29а, 29b, 29с, причем также возможно, что предусматривается только одно или по меньшей мере одно сопло 28 и/или 29. В особенности предпочтительно сопла 28 ориентированы наклоненными к соплам 29, в частности, ориентированными под прямым углом.
Кодовым номером 60 позиции обозначен основной всасывающий трубопровод, с помощью которого через выпускные каналы 57а-57g (сравни Фиг. 7) обрабатывающая композиция выводится из обрабатывающего отсека, в частности, отсасывается. Выведенная обрабатывающая композиция предпочтительно подготавливается с помощью фильтрационного устройства 18, и с помощью насосного устройства 10 через сопла 28 и 29 подается обратно в обрабатывающий отсек.
Обрабатывающему устройству 1 предпочтительно могут быть приданы такие размеры, чтобы потребовалась занимаемая установкой площадь 5100 мм×3800 мм. Обрабатывающее устройство 1 предпочтительно включает ванну с объемом по существу по меньшей мере или точно до 14 м3. Полезный объем соответствующего изобретению обрабатывающего устройства 1 предпочтительно составляет 3400 мм×3000 мм×1500 мм, и высота перепуска до верхнего края предпочтительно составляет 200 мм.
Фиг. 5 показывает дополнительный вид вышеуказанного варианта исполнения соответствующего изобретению обрабатывающего устройства 1. Из этого изображения можно заключить, что сопла 29а-29с и, соответственно, 3×3-конфигурация сопел предпочтительно размещены в выемке 61 в стенке обрабатывающего резервуара 4, чтобы благоприятным образом не занимать и, соответственно, не нарушать полезную площадь. Сопла 28а-28b также предпочтительно размещаются в выемке на другой стенке обрабатывающего резервуара 4, чтобы благоприятным образом не занимать и, соответственно, не нарушать полезную площадь. Выемки 61 предпочтительно оснащены необозначенным трубчатым отбойником, чтобы предотвращать повреждение конструкционных элементов.
Кроме того, представлено дополнительное фильтрационное устройство 19, причем дополнительное фильтрационное устройство 19 предпочтительно выполнено в виде фильтра грубой очистки. В особенности предпочтительно подготавливаемая обрабатывающая композиция сначала отсасывается из обрабатывающего резервуара, затем подается в дополнительное фильтрационное устройство 19, затем пропускается через насос 10, затем пропускается через фильтрационное устройство 18, которое предпочтительно может быть сформировано как мешочный фильтр, и затем подается через сопла 28, 29 обратно в обрабатывающий резервуар.
Кроме того, изображение показывает, что днище обрабатывающего резервуара 4 имеет наклоненные относительно горизонтали плоские участки 53, 54, 55, 56. Плоские участки 53-54 и 55-56 в каждом случае предпочтительно размещены таким образом, что они в области самой глубокой точки, если рассматривать по вертикальному направлению, совместно образуют линейный контактный участок. При этом контактный участок предпочтительно находится на уровне ниже контактного участка между наружной, протяженной по вертикальному направлению стенкой резервуара, и данным плоским участком, и, соответственно, донным участком 53, 54. Плоские участки и, соответственно, донные участки 53, 54 и 55, 56 тем самым предпочтительно образуют желоба, через которые обрабатывающая композиция и частицы загрязнений целенаправленно отводятся к одному или многим выпускным каналам. Плоские участки 53-56 предпочтительно ориентированы с наклоном на угол от 2° до 25°, и в особенности предпочтительно с наклоном на угол от 6° до 15°, и наиболее предпочтительно с наклоном примерно или точно на 10° относительно горизонтали.
Кодовым номером 8 позиции обозначено предпочтительно предусматриваемое термостатирующее устройство. Термостатирующее устройство 8 предпочтительно имеет 8 электрических нагревательных элементов, в частности, мощностью по 2 кВт. Нагревательные элементы предпочтительно также размещены в выемке 61 в стенке, чтобы благоприятным образом не занимать и, соответственно, не нарушать требуемую полезную площадь. Расчет мощности нагревания термостатирующего устройства предпочтительно может ориентироваться на параметры установки Wessling (мощность нагрева 20 м3=20 кВт).
Фиг. 6 показывает, в частности, подробное изображение выемки 61, в которой размещаются сопла 29а-29с и термостатирующее устройство 8.
Фиг. 7 показывает первый участок 62 желоба, образованного ориентированными наклонно относительно друг друга донными участками 53, 54 и 55, 56 обрабатывающего резервуара 4, и второй сформированный участок 63 желоба. Желоб предпочтительно является протяженным также внутрь сборного отсека 14. В особенности предпочтительно в желобе, и, соответственно, в области желоба предусматриваются выпускные каналы 57а-57f, в частности, многочисленные выпускные каналы, для выпуска и, соответственно, отсасывания обрабатывающей композиции наружу из обрабатывающего отсека. Кроме того, в сборном отсеке 14 предпочтительно предусматривается по меньшей мере один выпускной канал 57g для выпуска и, соответственно, отсасывания обрабатывающей композиции наружу из сборного отсека 14. Выпускные каналы 57а-57g предпочтительно через соединительные трубопроводы сообщаются по текучей среде с основным отсасывающим трубопроводом 61.
Не показана предохранительная решетка, которая ориентирована предпочтительно горизонтально и, соответственно, располагается под прямым углом к боковым стенками обрабатывающего резервуара 4, перекрывая донные участки 53, 54, 55, 56 обрабатывающего отсека, причем предохранительная решетка находится на расстоянии от днища, в частности, отдалена более чем на 20 мм, и предпочтительно более чем на 50 мм, и в особенности предпочтительно более чем на 100 мм, причем предохранительная решетка особенно предпочтительно отдалена от днища обрабатывающего резервуара максимально на 500 мм. Предохранительная решетка предпочтительно служит для отдаления вносимого в обрабатывающий отсек обрабатываемого изделия от днища обрабатывающего отсека, благодаря чему отделяемые от обрабатываемых изделий частицы могут собираться под обрабатываемым изделием, и тем самым всегда обеспечивается возможность отсасывания этих частиц.
Фиг. 8 показывает основной отсасывающий трубопровод 60 и часть соединительных трубопроводов 58а-58g, через которые выпускные каналы 57а-57g соединяются с основным отсасывающим трубопроводом 60. Общий отсасывающий трубопровод, предпочтительно состоящий по меньшей мере из соединительных трубопроводов 58а-58g и основного трубопровода 60, предпочтительно выполнен разборным. Это является благоприятным, в частности, для очистки отдельных частей общего отсасывающего трубопровода.
Фиг. 9 показывает перспективное изображение нижней стороны соответствующего изобретению обрабатывающего устройства 1. По этому изображению могут быть, в частности, сделаны выводы о соединительных трубопроводах 58а-58g, соединенных с выпускными каналами и основным отсасывающим трубопроводом.
Фигуры 10A и 10B показывают различные виды сбоку изображенного в Фигурах 4-9 соответствующего изобретению обрабатывающего устройства 1.
Настоящее изобретение относится к обрабатывающему устройству 1 для одностадийной обработки металлического обрабатываемого изделия 2, причем обработка включает по меньшей мере травление и фосфатирование обрабатываемого изделия 2, причем обрабатывающее устройство 1 включает по меньшей мере указанные далее устройства: обрабатывающий резервуар 4 для принятия обрабатываемого изделия 2 и для принятия текучей обрабатывающей композиции 6, и насосное устройство 10 для смены по меньшей мере части обрабатывающей композиции 6, причем обрабатывающей композицией 6 омывается по меньшей мере часть обрабатываемого изделия 2, в частности, все обрабатываемое изделие 2, причем обрабатывающая композиция 6 представляет собой фосфор- или фосфатсодержащий раствор, в частности, фосфорную кислоту, причем фосфор- или фосфатсодержащий раствор состоит, во-первых, из воды, и, во-вторых, из реагента, причем реагент состоит из фосфора или фосфата и дополнительного улучшающего эффект обработки вещества, причем содержание фосфора или фосфата в реагенте составляет по меньшей мере 95%, причем, в частности, реагент не содержит соляную кислоту и серную кислоту.
Список условных обозначений
1 Обрабатывающее устройство
2 Обрабатываемое изделие
4 Обрабатывающий резервуар
6 Обрабатывающая композиция
8 Термостатирующее устройство
10 Насосное устройство
12 Перегородка
14 Сборный отсек
16 Подающий трубопровод
18 Фильтрационное устройство
19 Дополнительное фильтрационное устройство
20 Обусловленное плотиной течение
22 Основной приемный отсек
24 Первый вспомогательный приемный отсек
26 Второй вспомогательный приемный отсек
27 Решетка
28 Сопло
39 Моток проволоки
40 Обрабатывающее устройство для обработки проволоки
41 Приемный участок
42 Обрабатывающая ванна
43 Фиксажная ванна
44 Разгрузочный участок
45 Транспортировочное устройство
46 Устройство в виде ленточного фильтр-пресса
47 Дозирующее устройство
48 Устройство для подготовки деминерализованной воды
49 Управляющее устройство
50 Дополнительное устройство в виде ленточного фильтр-пресса
51 Накопительный бак
52 Вихревой насос с боковым каналом
53 Первый наклонный донный участок
54 Второй наклонный донный участок
55 Третий наклонный донный участок
56 Четвертый наклонный донный участок
57 Выпускной канал
58 Соединительный трубопровод
60 Основной отсасывающий трубопровод
61 Выемка для сопел
62 Первый участок желоба
63 Второй участок желоба
Изобретение относится к обрабатывающему устройству (1) для одностадийного травления и фосфатирования металлического обрабатываемого изделия (2). Устройство содержит обрабатывающий резервуар (4) для принятия изделия (2) и текучей обрабатывающей композиции (6), насосное устройство (10) для циркуляции по меньшей мере части композиции (6), фильтрационное устройство (18) для фильтрования композиции (6) и удаления загрязнений. Устройство (1) выполнено с возможностью омывать по меньшей мере часть обрабатываемого изделия (2). Резервуар (4) отделен перегородкой (12) от сборного отсека (14) для сбора протекающей через перегородку (12) композиции (6), причем собранная в сборном отсеке (14) композиция (6) посредством подающего трубопровода (16) направляется обратно в резервуар (4). Насосное устройство (10) и фильтрационное устройство (18) образуют составную часть подающего трубопровода (16), и подаваемая обрабатывающая композиция (6) пропускается насосным устройством (10) через фильтрационное устройство (18), причем подающий трубопровод (16) выполнен таким образом, что подаваемая через него обратно в обрабатывающий резервуар (4) обрабатывающая композиция (6) может создавать режим течения (20), соответствующий течению через низконапорную плотину, для выпуска части обрабатывающей композиции (6) из обрабатывающего резервуара (4) наружу и направления ее внутрь сборного отсека (14). Изобретение улучшает эффективность одностадийного травления и фосфатирования металлического обрабатываемого изделия и обеспечивает предотвращение охрупчивания изделия. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.
1. Обрабатывающее устройство (1) для одностадийного травления и фосфатирования металлического обрабатываемого изделия (2), содержащее по меньшей мере перечисленные устройства:
обрабатывающий резервуар (4) для принятия обрабатываемого изделия (2) и для принятия текучей обрабатывающей композиции (6),
насосное устройство (10) для циркуляции по меньшей мере части обрабатывающей композиции (6),
причем обрабатывающее устройство (1) выполнено с возможностью омывать по меньшей мере часть обрабатываемого изделия (2), в частности все обрабатываемое изделие (2), с помощью обрабатывающей композиции (6), представляющей собой фосфор- или фосфатсодержащий раствор, в частности фосфорную кислоту, в которой фосфор- или фосфатсодержащий раствор состоит из воды и реагента, причем реагент состоит из фосфора или фосфата и по меньшей мере одного дополнительного улучшающего эффект обработки вещества, и не содержит соляную кислоту и серную кислоту, а содержание фосфора или фосфата в реагенте составляет по меньшей мере 95%,
отличающееся тем, что обрабатывающий резервуар (4) отделен перегородкой (12) от сборного отсека (14) для сбора протекающей через перегородку (12) обрабатывающей композиции (6), причем собранная в сборном отсеке (14) обрабатывающая композиция (6) посредством подающего трубопровода (16) направляется обратно в обрабатывающий резервуар (4),
причем предусмотрено фильтрационное устройство (18) для фильтрования обрабатывающей композиции (6), причем посредством фильтрования из обрабатывающей композиции (6) удаляются загрязнения, которые накапливаются в обрабатывающей композиции (6),
причем насосное устройство (10) и фильтрационное устройство (18) образуют составную часть подающего трубопровода (16), и подаваемая обрабатывающая композиция (6) пропускается насосным устройством (10) через фильтрационное устройство (18),
причем подающий трубопровод (16) выполнен таким образом, что подаваемая через него обратно в обрабатывающий резервуар (4) обрабатывающая композиция (6) может создавать режим течения (20), соответствующий течению через низконапорную плотину, для выпуска части обрабатывающей композиции (6) из обрабатывающего резервуара (4) наружу и направления ее внутрь сборного отсека (14).
2. Обрабатывающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит термостатирующее устройство (8) для термостатирования содержащейся в обрабатывающем резервуаре (4) обрабатывающей композиции (6), причем с помощью термостатирующего устройства (8) температура обрабатывающей композиции (6) может устанавливаться на определенный уровень.
3. Обрабатывающее устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что упомянутый фосфор- или фосфатсодержащий раствор состоит из полностью декальцинированной воды, полученной, в частности, из деминерализованной воды и реагента, и отношение доли реагента к доле деминерализованной воды составляет между 1:4 и 1:7, причем отношение доли реагента к доле деминерализованной воды предпочтительно составляет 1:6, когда реагент перед смешением с деминерализованной водой находится в твердом состоянии, или отношение доли реагента к доле деминерализованной воды предпочтительно составляет 1:5, когда реагент перед смешением с деминерализованной водой находится в жидком состоянии.
4. Обрабатывающее устройство (1) по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что упомянутый реагент не содержит фтор, хлор, бром, йод, свинец, ртуть и селен.
5. Обрабатывающее устройство (1) по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что содержание фосфора или фосфата в реагенте составляет по меньшей мере 97%, или 98%, или 99%.
6. Обрабатывающее устройство (1) по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью посредством обрабатывающей композиции (6) на поверхности обрабатываемого изделия (2) создавать непористый защитный слой с предотвращением водородного охрупчивания при высыхании обрабатывающей композиции, причем защитный слой имеет толщину от 2 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 3 мкм до 8 мкм, в особенности предпочтительно от 4 мкм до 6 мкм.
7. Обрабатывающее устройство (1) по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью введения в обрабатывающую композицию (6) добавки для травильного обезжиривания, предпочтительно имеющей водный раствор неионогенных биологически разлагаемых поверхностно-активных веществ и ингибиторов, в частности бут-2-ин-1,4-диола, и вводимой в объеме от 0,5% до 7%, в частности от 1% до 5%, объема фосфор- или фосфатсодержащего раствора.
8. Обрабатывающее устройство (1) по одному из пп. 1-7, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью введения в обрабатывающую композицию (6) добавки для пеногашения, предпочтительно содержащей триизобутилфосфат и вводимой в обрабатывающую композицию (6) в объеме от 0,01% до 5%, в частности 0,2%, в расчете на объем фосфор- или фосфатсодержащего раствора, или в объеме от 0,01% до 5%, в частности 0,2%, в расчете на объем смешанного с добавкой для травильного обезжиривания фосфор- или фосфатсодержащего раствора.
9. Обрабатывающее устройство (1) по одному из пп. 1-8, отличающееся тем, что обрабатывающий резервуар (4) имеет такого рода основной приемный отсек (22), в который может вноситься обрабатываемое изделие (2), и по меньшей мере один первый вспомогательный приемный отсек (24), причем основной приемный отсек (22) и первый вспомогательный приемный отсек (24) таким образом соединены друг с другом, что обрабатывающая композиция (6), во-первых, может перетекать из основного приемного отсека (22) в первый вспомогательный приемный отсек (24), и, во-вторых, из первого вспомогательного приемного отсека (24) может протекать в основной приемный отсек (22), причем основной приемный отсек (22) и первый вспомогательный приемный отсек (24) отделены друг от друга так, что по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, предотвращается проникновение обрабатываемого изделия (2) в первый вспомогательный приемный отсек (24), и
причем основной приемный отсек (22) также соединен со вторым вспомогательным приемным отсеком (26),
причем первый вспомогательный приемный отсек (24) представляет собой сформированный под основным приемным отсеком (22) буферный приемный отсек для принятия определенного количества обрабатывающей композиции (6), и
причем второй вспомогательный приемный отсек (26) предпочтительно представляет собой сформированный сбоку от основного приемного отсека (22) термостатирующий отсек, причем во втором вспомогательном приемном отсеке (26) по меньшей мере частично размещено термостатирующее устройство (8).
10. Обрабатывающее устройство (1) по одному из пп. 1-9, отличающееся тем, что оно содержит управляющее устройство, причем управляющее устройство регулирует термостатирующее устройство (8) таким образом, что обрабатывающая композиция (6) термостатируется при заданной температуре или в заданном температурном режиме, и/или управляющее устройство так управляет насосным устройством (10), что обрабатывающая композиция (6) подается с целевой скоростью течения или с заданной характеристикой течения, и/или управляющее устройство таким образом регулирует фильтрационное устройство (18), что профильтрованная доля обрабатывающей композиции (6) имеет заданную чистоту, и/или управляющее устройство так управляет дозирующим устройством, что может быть отрегулирован заданный состав обрабатывающей композиции (6).
11. Способ одностадийного травления и фосфатирования металлического обрабатываемого изделия (2), включающий этапы:
- подготовки обрабатывающего резервуара (4) для размещения по меньшей мере одного обрабатываемого изделия (2) и для принятия текучей обрабатывающей композиции (6), причем обрабатывающий резервуар (4) отделен перегородкой (12) от сборного отсека (14) для сбора протекающей через перегородку (12) обрабатывающей композиции (6), причем собранную в сборном отсеке (14) обрабатывающую композицию (6) посредством подающего трубопровода (16) направляют обратно в обрабатывающий резервуар (4), причем предусматривают фильтрационное устройство (18) для фильтрования обрабатывающей композиции (6), причем посредством фильтрования из обрабатывающей композиции (6) удаляют загрязнения, которые накапливаются в обрабатывающей композиции (6), причем насосное устройство (10) и фильтрационное устройство (18) образуют составную часть подающего трубопровода (16), и подаваемую обрабатывающую композицию (6) пропускают насосным устройством (10) через фильтрационное устройство (18), причем подающий трубопровод (16) выполняют таким образом, что подаваемая через него обратно в обрабатывающий резервуар (4) обрабатывающая композиция (6) может создавать режим течения (20), соответствующий течению через низконапорную плотину, для выпуска части обрабатывающей композиции (6) из обрабатывающего резервуара (4) наружу и направления ее внутрь сборного отсека (14),
- введения обрабатывающей композиции (6) в обрабатывающий резервуар (4), причем для травления и фосфатирования не применяют никакой дополнительный обрабатывающий резервуар, и
- загрузки обрабатываемого изделия (2) в обрабатывающий резервуар (4), по меньшей мере частично заполненный обрабатывающей композицией (6), для приведения обрабатываемого изделия (2) в контакт с обрабатывающей композицией (6),
причем в результате контакта между обрабатывающей композицией (6) и обрабатываемым изделием (2) производится по меньшей мере очистка, в частности обезжиривание, и фосфатирование обрабатываемого изделия (2),
причем обрабатывающая композиция (6) представляет собой фосфор- или фосфатсодержащий раствор, в частности фосфорную кислоту, в которой фосфор- или фосфатсодержащий раствор состоит из воды и реагента, причем реагент состоит из фосфора или фосфата и дополнительного улучшающего эффект обработки вещества, и не содержит соляную кислоту и серную кислоту, а содержание фосфора или фосфата в реагенте составляет по меньшей мере 95%.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что он дополнительно включает этап введения в обрабатывающую композицию (6) добавки для травильного обезжиривания, причем добавка для травильного обезжиривания предпочтительно имеет водный раствор неионогенных биологически разложимых поверхностно-активных веществ и ингибиторов, в частности бут-2-ин-1,4-диола, причем добавка для травильного обезжиривания вводится в объеме от 0,5% до 7%, в частности от 1% до 5%, объема обрабатывающей композиции (6).
13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что вводят в обрабатывающую композицию (6) добавки для пеногашения, причем добавка для пеногашения содержит триизобутилфосфат, причем добавку для пеногашения вводят в обрабатывающую композицию (6) в объеме от около 0,01% до 5%, в частности 0,2%, объема обрабатывающей композиции (6), или в объеме от около 0,01% до 5%, в частности 0,2%, в расчете на объем смешанной с добавкой для травильного обезжиривания обрабатывающей композиции (6).
14. Способ по одному из пп. 11-13, отличающийся тем, что на поверхности обрабатываемого изделия (2) под действием обрабатывающей композиции (6) создают непористый защитный слой с предотвращением водородного охрупчивания при высыхании обрабатывающей композиции (6), причем защитный слой имеет толщину от 2 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 3 мкм до 8 мкм, в особенности предпочтительно от 4 мкм до 6 мкм.
15. Способ по одному из пп. 11-14, отличающийся тем, что фосфор- или фосфатсодержащий раствор состоит из полностью декальцинированной воды и реагента, причем полностью декальцинированная вода сформирована, в частности, из деминерализованной воды, и отношение доли реагента к доле деминерализованной воды составляет между 1:4 и 1:7, причем отношение доли реагента к доле деминерализованной воды предпочтительно составляет 1:6, когда реагент перед смешением с деминерализованной водой находится в твердом состоянии, или отношение доли реагента к доле деминерализованной воды предпочтительно составляет 1:5, когда реагент перед смешением с деминерализованной водой находится в жидком состоянии.
16. Способ по одному из пп. 11-15, отличающийся тем, что содержание фосфора или фосфата в реагенте составляет по меньшей мере 99%.
17. Способ по одному из пп. 11-16, отличающийся тем, что обрабатывающую композицию (6) с помощью термостатирующего устройства (8) доводят до определенным образом регулируемой температуры и вводят во взаимодействие с обрабатываемым изделием (2) в обрабатывающем резервуаре (4).
18. Способ по одному из пп. 11-17, отличающийся тем, что реагент не содержит фтор, хлор, бром, йод, свинец, селен и ртуть.
| EP 0974682 A1, 26.01.2000 | |||
| US 4381249 A, 26.04.1983 | |||
| US 2008257202 A1, 23.10.2008 | |||
| Зажим для подсоединения провода | 1977 |
|
SU647782A1 |
| US 1949921 A, 06.03.1934 | |||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОГО ИНГИБИРУЮЩЕГО КОРРОЗИЮ ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ | 2003 |
|
RU2358035C2 |
