專利名稱：鋁工件連續堿洗去除毛刺的生產方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁或鋁合金工件去除毛剌的生產方法及設備，特別是通過全自動
連續堿洗去除鋁及鋁合金工件表面毛剌(坯體)并附著一層鈍化保護膜的生產方法及設備。
背景技術：
隨著鋁或鋁合金用于精密零件的精加工越來越廣泛，精加工中的去毛剌及鈍化保護表層又一直是精密零件生產全自動化中難以克服的障礙。各種鋁合金以及鋁的精密加工制品，其中包括汽車的閥體、油壓機器軸、齒輪、電腦硬盤、散熱器、機床的搖臂、精密螺釘等在精加工中都需要將毛剌去除，對加工后去毛剌的要求也愈來愈高，用戶對該類零件的去毛剌提出了很高的要求，有的用戶要求零件去毛剌后在io倍顯微鏡下檢查時沒有任何突起、毛剌，并且零件表面無損傷、無變色，因此，去毛剌及鈍化保護成了影響零件品質和零件加工生產率的關鍵因素。所以在制造業中精密零件的精加工費用達總生產成本的15%。
目前，對于形狀復雜的精密零件清洗、去除毛剌和鈍化有多種方法，1、手工刮除毛剌，2、振動或滾動除毛剌，3、熱化學去毛剌，4、磨料噴射去毛剌，5、電解加工除毛剌，6、超聲波除毛剌。這幾種方法均存在不足之處，1、手工刮除毛剌。由于零件小，去毛剌部位多，工人在顯微鏡下操作，生產效率很低，并且零件品質受人為因素影響而不易保證。2、振動拋光去毛剌和滾桶拋光去毛剌。將零件和磨粒一起放入振缸或滾桶內，加入水或其它液體介質，缸體振動或滾桶滾動，通過磨粒和零件的碰撞、摩擦作用而達到去毛剌的目的。但該方法對精密零件可以去除毛剌部分，但同時也會損壞工件結構和改變工件尺寸。3、熱化學去毛剌。通常稱之為"燒毛剌"，其原理是將零件放入一個密閉的壓力容器內，通入按一定比例混合的可燃氣體，用火花塞點燃可燃氣體，通過可燃氣體爆燃瞬時的高溫(形成的局部溫度可選2500 3000°C )將毛剌燒除。由于這種零件的材料是鋁，其導熱性很好，用這種方法去毛剌的效果不理想。此外，燒毛剌時的高溫會使零件表面變色并使材料變軟。所以精密零件不能采用熱化學去毛剌的方法。4、磨料噴射去毛剌。它的原理是利用壓縮空氣將磨粒從噴嘴口高速噴向零件毛剌部位，通過磨粒的撞擊、摩擦作用去除毛剌。由于這種零件小而復雜，許多部位磨粒噴射不到，毛剌去除不干凈，并且生產率較低。5、電解加工除毛剌。利用電解加工的原理擊除毛剌.即利用金屬在電解液中可以發生陽極溶解的原理。去毛剌時，將工具電極接直流電源負極，零件接直流電源正極，使工具電極對準零件毛剌根部，在零件毛剌與工具電極之間通入流動的電解液。這樣，毛剌就會從根部被溶解脫落。采用電化學去毛剌的方法可以有效地擊除這種零件的毛剌。由于鋁的化學性質活潑，并且用戶對去毛剌后的零件要求很高，使得這種零件的電化學去毛剌不同于一般的鋼制零件。它要求在工藝上保證零件去毛剌時不產生雜散腐蝕，表面粗糙度好，并且去毛剌后零件表面不變色。所以該方法設備投資大，效率太低、能耗高，廢電解液處理較為復雜，很難適合大規模多工件生產。6、超聲波除毛剌。該方法是用真空減壓超聲波去毛剌法將清洗對象(包括去毛剌對象、腐蝕對象)放置于真空(減壓)中，除去其內部空氣，然后導人清洗劑浸泡后進行超聲
3波清洗。但該方法很難去除大于50ym以上的毛剌，而鋁工件切削加工過程所產生的毛剌 一般都會大于100 ii m。
發明內容
本發明的目的是提供一種較為簡單的工藝以及相對較少的設備就可以實現對形 狀復雜的鋁或鋁合金工件(精密零部件)表面毛剌進行去除并附著一層鈍化保護膜而使鋁 零件表面無損傷、無變色，清洗液容易處理等優點。 本發明的技術方案是采用類似全自動堿洗鋁合金的方法，其工藝包括工件的脫脂 除油、堿洗、中和、純水浸泡、表面鈍化、洗凈、吹風和烘干的步驟，其特點是在具有穩定的傳 送帶中連續操作，過程如下 1、脫脂除油，鋁或鋁合金工件切削或加工成形以后人工去除特別大的毛剌，然后
傳送進入脫脂除油工序，所述的脫脂除油過程是將鋁及鋁合金工件在自動傳送帶上用去
油、去污劑噴淋工件，或通過傳送裝置自動浸入槽的液體中，使工件清潔，所采用的去油、去
污劑是堿性、酸性或中性的化學藥品和水的混合物，噴淋溫度30 60°C。 2、堿洗，將脫脂除油的工件繼續傳送到堿洗槽中，浸入堿洗液，堿洗溫度70
ll(TC，時間1 6分鐘，堿洗液由5 10% (wt% )的硝酸鈉和氫氧化鈉或氫氧化鉀的水
溶液組成，硝酸鈉與氫氧化鈉或氫氧化鉀的質量比例為0. 5 1 : 3 4，堿洗液設有外循
環、液位高度控制系統。 3、中和，堿洗后的工件繼續傳送到中和室，用1 5% (wt% )的硝酸、硫酸和中和 添加劑浸泡2 4分鐘，然后用清水噴淋沖洗干凈。 4、純水浸泡，由于工件需要表面鈍化，所以清水噴淋沖洗干凈的工件需要用去離 子水浸泡，保證中性的pH值。 5、表面鈍化，將工件繼續沿著自動傳送帶送入鈍化槽，在由去離子水、硅酸鈉、葡 萄糖酸鈉、苯并三氮唑和表面活性劑組成的鈍化藥水中鈍化3 5分鐘，水、硅酸鈉、葡萄糖 酸鈉、苯并三氮唑和表面活性劑的質量比例是50 90 : 0. 5 1 : 0. 2 0. 6 : O. 4
i : o.05 o. i，所述的表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉或葉桂醇硫酸鈉等陰離子表面活性劑。 6、洗凈，鈍化后的工件出來后用清水噴淋沖洗干凈，洗凈可以分兩段進行，第一段 用常溫自來水沖洗，第二段用熱水噴淋，熱水的溫度為80-95°C ，這樣有利于下一步的干燥。
7、吹風和烘干，將工件沿著傳送帶進入熱風吹干室，鼓風吹干，下線，檢驗合格后 出廠。 上述全自動連續堿洗去除鋁及鋁合金工件表面毛剌的生產方法所采用的設備包 括傳送帶、脫脂除油室、堿洗槽、鈍化槽和加熱吹風室，所述的堿洗槽和鈍化槽均為弧形槽， 鋁及鋁合金工件沿著傳送帶進入弧形槽接觸堿洗液或鈍化液，所述的弧形槽也可以是底部 為平底，兩邊為斜坡，斜坡與傳送帶平面的夾角a為15 60°之間；另外，堿洗過程由于堿 液與鋁金屬反應溫度升高，所以要設外循環系統和液位高度控制裝置，適當加熱或冷卻，保 證堿洗的溫度，并控制合適的液面高度。所述的加熱吹風室是設有加熱管和四面能夠吹風 的箱子，使鋁及鋁合金工件進入后能夠被熱風吹干。
本發明的有益效果是
4
1、采用在傳送帶上一次完成脫脂除油、堿洗、中和、純水浸泡、表面鈍化、洗凈、吹 風和烘干的工序，保證了操作的連續性，減輕了工人以往的分段操作，節省了空間和能源。
2、脫脂槽、中和槽、堿洗槽和鈍化槽均為弧形槽，很好地控制了脫脂、堿洗、中和和 鈍化的時間和效果。 3、熱水噴淋的溫度為80-95t:，這樣有利于工件的干燥。 4、本發明人自行配置的堿洗液保證了工件表面毛剌的有效去除和對工件結構及 尺寸的有效保護和控制。 5、本發明人自行配置的鈍化劑保證了工件表面具有較好的抗氧化和耐腐蝕性能， 工件受到用戶的歡迎，特別是一些精密儀器零件，保證了產品質量。
圖1是本發明全自動連續堿洗去除鋁或鋁合金工件表面毛剌的生產設備結構示 意圖。 圖2是實施例1連續堿洗去除毛剌的生產過程的示意圖。
圖3是實施例2連續堿洗去除毛剌的生產過程的示意圖。 圖中看到，鋁工件連續堿洗去除毛剌的設備包括機架1，傳動輥2，傳送帶3，罩體 4，脫脂除油室5，堿洗槽6，中和室7，鈍化槽8和熱風吹干室9，傳動輥2安裝在機架1上， 傳動輥2有傳送帶3，脫脂除油室5， 堿洗槽6以及中和室7，鈍化槽8和熱風吹干室9均在 罩體4內。
具體實施方式
實施例1 如附圖2所示，本發明人于2008年9月為某計算機企業生產一批臺式電腦CPU散 熱器10，切削或加工成形以后人工去除特別大的毛剌，傳送進入脫脂除油室5進行脫脂除 油工序，采用的去油、去污劑是堿性化學藥品，溫度55t:，噴淋4分鐘，再繼續傳送到堿洗槽 6中，浸入堿洗液，堿洗溫度80 IO(TC，時間2分鐘，堿洗液由7. 5% (wt% )的硝酸鈉和氫 氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液組成，硝酸鈉與氫氧化鈉或氫氧化鉀的質量比例為0.8 : 3，堿 洗液設有外循環和液位高度控制系統；堿洗后的工件繼續傳送到中和室7，用4. 5% (wt%) 的硝酸浸泡4分鐘，然后用清水噴淋沖洗干凈，用去離子水浸泡，保證中性的pH值，再將工 件繼續沿著自動傳送帶送入鈍化槽8，在由硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、苯并三氮唑和表面活性劑 組成的鈍化劑中鈍化3分鐘，水、硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、苯并三氮唑和十二烷基苯磺酸鈉的
質量比例是i : 0.5 : 0.2 : 0.4 : o. 05，鈍化后的工件出來后用清水噴淋沖洗干凈，洗凈
可以分兩段進行，第一段用常溫自來水沖洗，第二段用熱水噴淋，熱水的溫度為90°C ，最后 將工件沿著傳送帶進入熱風吹干室9，鼓風吹干，下線，檢驗合格后出廠，經用戶使用后，于 2009年1月反饋該批零件質量很好，耐用度較高。
實施例2 如附圖3所示，2009年2月承接某移動通訊公司基站中繼設備散熱器11數百件， 切削或加工成形以后人工去除特別大的毛剌，傳送進入脫脂除油室5進行脫脂除油工序， 采用實施例1的去油、去污劑是堿性化學藥品，溫度35 50°C，噴淋3分鐘，再繼續傳送到堿洗槽6中，浸入堿洗液，堿洗溫度70 90°C，時間4分鐘，堿洗液由7% (wt% )的硝 酸鈉和氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液組成，硝酸鈉與氫氧化鈉或氫氧化鉀的質量比例為 0.7 : 3，堿洗液設有外循環和液位高度控制系統；堿洗后的工件繼續傳送到中和室7，用 4% (wt% )的硝酸浸泡3分鐘，然后用清水噴淋沖洗干凈，用去離子水浸泡，保證中性的pH 值，再將工件繼續沿著自動傳送帶送入鈍化槽8，在由硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、苯并三氮唑和表 面活性劑組成的鈍化劑中鈍化4分鐘，水、硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、苯并三氮唑和十二烷基苯 磺酸鈉的質量比例是與實施例1相同，鈍化后的工件出來后用清水噴淋沖洗干凈，洗凈可 以分兩段進行，第一段用常溫自來水沖洗，第二段用熱水噴淋，熱水的溫度為85°C ，最后將 工件沿著傳送帶進入熱風吹干室9，鼓風吹干，下線，檢驗合格后出廠，用戶驗收時較滿意。
權利要求
一種鋁或鋁工件連續堿洗去除毛刺及表面鈍化保護的生產方法，采用全自動堿洗的方法進行，其工藝包括工件的脫脂除油、堿洗、中和、純水浸泡、表面鈍化、洗凈、吹風和烘干的步驟，其特征在于鋁工件是在具有穩定的傳送帶中連續操作，過程如下1).脫脂除油，鋁及鋁合金工件切削或加工成形以后人工去除特別大的毛刺，然后傳送進入脫脂除油工序，所述的脫脂除油過程是將鋁及鋁合金工件在自動傳送帶上用去油、去污劑噴淋工件或浸入槽內液體中，使工件清潔，所采用的去油、去污劑是堿性、酸性或中性化工溶液，噴淋溫度為30～60℃；2).堿洗，將脫脂除油的工件繼續傳送到堿洗槽中，浸入堿洗液，堿洗溫度70～110℃，時間1～6分鐘，堿洗液由5～10％wt的硝酸鈉和氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液組成，硝酸鈉與氫氧化鈉或氫氧化鉀的質量比例為0.5～1∶3～4，堿洗液設有外循環和液位高度控制和溫度控制系統；3).中和，堿洗后的工件繼續傳送到中和室，用1～5％wt的硝酸、硫酸和中和添加劑組成的中和溶液浸泡2～4分鐘，然后用清水噴淋沖洗干凈；4).純水浸泡，由于工件需要表面鈍化，所以清水噴淋沖洗干凈的工件需要用去離子水浸泡，保證中性的pH值；5).表面鈍化，將工件繼續沿著自動傳送帶送入鈍化槽，在由硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、苯并三氮唑和表面活性劑組成的鈍化劑中鈍化3～5分鐘，水、硅酸鈉、葡萄糖酸鈉、苯并三氮唑和表面活性劑的質量比例是50～90∶0.5～1∶0.2～0.6∶0.4～1∶0.05～0.1，所述的表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉或葉桂醇硫酸鈉等陰離子表面活性劑；6).洗凈，鈍化后的工件出來后用清水噴淋沖洗干凈，洗凈可以分兩段進行，第一段用常溫自來水沖洗，第二段用熱水噴淋，熱水的溫度為60-95℃；7).吹風和烘干，將工件沿著傳送帶進入熱風吹干室(9)，鼓風吹干，下線，檢驗合格后出廠；
2. 如權利要求1所述的鋁或鋁工件連續堿洗去除毛剌的生產方法所采用的設備，其特征在于該設備包括機架(l)，傳動輥(2)，傳送帶(3)、脫脂除油室(5)、堿洗槽(6)、中和槽、鈍化槽(8)和熱風吹干室(9)，傳動輥(2)安裝在機架(1)上，傳動輥(2)有傳送帶(3)，堿洗槽(6)和鈍化槽(8)均為弧形槽，鈍化槽(8)和熱風吹干室(9)安裝在罩體(4)內，鋁或鋁合金工件沿著傳送帶進入弧形槽接觸堿洗液或鈍化液。
3. 根據權利要求1所述的鋁或鋁工件連續堿洗去除毛剌的生產設備，其特征在于所述的設備還包括外循環系統、液位高度控制裝置，設有加熱或冷卻溫度控制裝置，保證堿洗的溫度，并控制合適的液面高度。
4. 根據權利要求2所述的鋁或鋁工件連續堿洗去除毛剌的生產設備，其特征在于所述的弧形槽底部為平底，兩邊為斜坡，斜坡與傳送帶平面的夾角為15 60°之間。
5. 根據權利要求2所述的鋁或鋁工件連續堿洗去除毛剌的生產設備，其特征在于所述的熱風吹干室(9)設有加熱管和四面能夠吹風的箱子。
全文摘要
本發明是一種鋁工件連續堿洗去除毛刺的生產方法及設備，它采用較為簡單的工藝以及相對較少的設備就可以實現對形狀復雜的鋁或鋁合金工件(精密零部件)表面毛刺進行去除并附著一層鈍化保護膜，采用全自動的方法進行，它包括工件的脫脂除油、堿洗、中和、純水浸泡、表面鈍化、洗凈、吹風和烘干的步驟，其特征在于鋁工件是在具有穩定的傳送帶中連續操作，并具有去除毛刺效率高、零件表面無損傷、表面鈍化、無變色，清洗液容易處理等優點。
文檔編號C23C22/68GK101709476SQ200910114500
公開日2010年5月19日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者岑玉茉, 徐本海, 李彬, 陳平 申請人:南南鋁業股份有限公司