für die Reinigung von Bauteilen vor und nach der Wärmebehandlung

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1 Reinigungs-Anlagen für die Reinigung von Bauteilen vor und nach der Wärmebehandlung

2 AICHELIN Reinigungsanlagen Einwandfrei saubere Oberflächen sind bei der Wärmebehandlung von Bauteilen ausschlaggebend für die Qualität des Endproduktes. 1. Reinigungsverfahren Zur Teilereinigung vor und nach der Wärmebehandlung haben sich vor allem wässrige Reinigungssysteme durchgesetzt. Sie haben aus Umwelt- und Kostengründen weitgehend die Systeme ersetzt, die mit halogenierten Kohlenwasserstoffen oder Kaltreinigern arbeiten. Die wässrige Reinigung erweist sich aus ökonomischer und ökologischer Sicht in Härtereien als das beste Reinigungsverfahren. Die Qualität der Bauteilreinigung wird dabei von einer Reihe von Parametern beeinflusst - die Wichtigsten sind in Abb.1 dargestellt. CHEMIE VERSCHMUTZUNG bleibt und der Stoffaustausch über die Oberfläche ungehindert erfolgt. Hierbei sind vor allem anhaftende Kühlschmierstoffe sowie Späne aus den vorangehenden mechanischen Bearbeitungen zu entfernen. Nach der Wärmebehandlung sind die Teile je nach Anforderung der folgenden Fertigungsschritte zu reinigen, zu trocknen und gegebenenfalls mit einem Korrosionsschutz zu versehen. 2. Reinigungsmittel In der Bauteilreinigung mit wässrigen Reinigern haben sich weitgehend demulgierende Systeme durchgesetzt. Nur diese stellen eine niedrige Ölbeladung in der Waschlösung sicher, wodurch eine Rückbefettung der Bauteile verhindert wird. An wässrige Reiniger werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Generell kann man zwei Gruppen von Reinigern unterscheiden: TEMPERATUR KONSTRUKTIVE AUSFÜHRUNG, CHARGIERUNG Alkalische Reiniger, so genannte Buildersysteme, die auf KOH oder NaOH sowie anorganischen Salzen, wie Phosphaten, Silikaten, Boraten etc. basieren ZEIT MECHANIK Abb.1 - Qualitätsparameter der Bauteilreinigung Die sachgerechte Reinigung der Teile vor der Wärmebehandlung stellt sicher, dass die Ofenatmosphäre unbeeinflusst von Fremdstoffen Organische Neutralreiniger, die aus nichtionischen oder anionischen Tensiden bestehen und in der Regel Additive, wie Biozide oder Korrosionsinhibitoren, enthalten. Die bevorzugte Anwendung beider Produktlinien ist in Abb. 2 dargestellt. Für die Entfettung Befettungen und Verunreinigungen Verseifbare tierische und pflanzliche Öle und Fette Unverseifbare Mineralische Öle und Fette Emulgatoren und Schmierstoffkomponenten / Kühlschmierstoffe Anorganische Ziehhilfsmittel und Metallseifen Korrosionsschutzmittel Pigmente, Metallabrieb, Grafit, MoS2 Reaktionsprodukte der Befettungen und Verunreinigungen / Polymerisate Späne Schleifstaub / Strahlmittelrückstände Oxide / Korrosionsprodukte Abb.2 - Auswahl von Reinigersystemen Chemikalienbasis zur Entfernung Builder Tenside Komplexbildner

3 von mäßig verunreinigten Teilen vor der Wärmebehandlung werden bevorzugt organische Reiniger (Tenside) eingesetzt. Alkalische Reiniger (Builder) werden bevorzugt für hohe Reinigungsanforderungen sowie die Abreinigung von Pigmentschmutz benötigt. Rückstände einiger anorganischer Bestandteile können Passivschichten für die nachfolgenden thermochemischen Behandlungen darstellen. In vielen Fällen hat sich gezeigt, dass eine Kombination von Builderbestandteilen und Tensiden zu einer Verbesserung der Reinigungswirkung führt, wobei solche Systeme auch für universellen Einsatz am besten geeignet sind. 3. Reinigungsanlagen Ausgehend von den unterschiedlichen Anforderungen in Bezug auf Durchsatzleistung, Reinigungsqualität, Flexibilität und Schutz der Umwelt hat AICHELIN in der Vergangenheit eine Vielzahl von Reinigungsanlagen entwickelt und erfolgreich bei Kunden in Betrieb genommen. Aufbauend auf dieser immensen Erfahrung wurden vor allem zwei Baureihen weiterentwickelt : Die Auswahl der Reiniger muss demnach an den nachfolgenden Behandlungsschritt angepasst werden. Die Fachleute von AICHELIN untersuchen im Einzelfall Ihre Reinigungsanforderungen, führen entsprechende Reinigungsversuche mit Ihren Teilen durch und beraten Sie bei der optimalen Auswahl. Tauch-Spritz-Reinigungsanlage Typ KEKTE elektrisch beheizt Typ KEKTG gasbeheizt Typ KEKTD dampfbeheizt Vakuum-Reinigungsanlage FLEXICLEAN Typ EKFE elektrisch beheizt Typ EKFG gasbeheizt Typ EKFD dampfbeheizt Abb.3 - Kammer-Tauch-Spritz-Reinigungsanlage Beide Baureihen sind sowohl als Kammer-, als auch als Durchlaufanlage lieferbar. Sie können als Einzelanlage genauso betrieben werden wie in eine Wärmebehandlungslinie integriert. 3

4 3.1 Tauch-Spritz- Reinigungsanlage Ausführungsmerkmale Abb.5 - Chargenraum Kammer-Tauch-Spritz-Anlage Abb.4 - Kammer-Tauch-Spritz-Reinigungsanlage integriert in eine Kammerofenlinie Diese Anlage wird zur Reinigung eines breiten Teilespektrums vor und nach der Wärmebehandlung eingesetzt. Die wesentlichen Bauteile sind ein isolierter Behälter für zwei Reinigungsmedien, eine darüber angeordnete Spritzkammer mit rotierendem Spritzsystem, Senk-/Pendel-Bühne, Heizung für Tauch- und Spritzmedium, Spritzpumpe, Niveausteuerung und eine Ölabscheideeinrichtung. Pendeleinrichtung zum Tauchen der Charge in das Reinigungsbad Spritzeinrichtung mit rotierenden Düsenarmen Schwadenkondensator (opt.) Nachdosierung des Reinigungsbehälters aus dem Spritzbehälter Frischwasserzugabe zum Spritzbehälter Rostfreie Ausführung Ölabscheidung für Tauchbad Heizungstausch ohne Leeren der Behälter Nahezu abwasser- und abluftfreier Betrieb Reinigungsablauf Die zu reinigende Charge wird in die Reinigungsflüssigkeit (Medium 1) getaucht. Durch Pendelbewegungen wird der Reinigungsprozess verstärkt. Im Anschluss an die programmierbare Pendelzeit wird die Charge in die Spritzkammer gehoben und die anhaftenden Reinigungsreste von rotierenden Spritzdüsen mit dem zweiten Reinigungsmedium gereinigt. Ein Vermischen der Medien wird dabei durch Leiteinrichtungen zuverlässig vermieden. Nach dem Spritzvorgang und dem Abtropfen wird die Charge über einen Schwadenkondensator getrocknet. Die warme, feuchte Luft wird aus der Kammer gesaugt und das 4

5 Inhalt Bad 1 = 3800 Liter Inhalt Bad 2 = 3400 Liter Schaltschrank Abb.6 - Tauch-Spritz-Reinigungsanlage im Durchlaufprinzip Wasser auskondensiert. Die Luft wird anschließend wieder erwärmt und über eine Abb.8-3-Phasen Separator (Innenansicht) Nahezu abwasser- und abluftfreier Betrieb Kurze Taktzeiten und geringer Energieverbrauch Reinigungsablauf Der Reinigungszyklus ist abhängig von der Art und Stärke der Verschmutzung, dem verwendeten Reinigungsmittel und dem gewünschten Reinheitsgrad. Ein typischer Ablauf könnte wie folgt aussehen und ist frei programmierbar : Abb.7 - Koaleszenz-Ölabscheider Abb.9 - Rückansicht Kammer-Tauch-Spritz-Reinigungs- Anlage mit Koaleszenz-Ölabscheider 5

6 Nach dem Vorspritzen der Charge mit dem ersten Reinigungsmedium wird der Behälter mit Medium 1 befüllt und anschließend der Prozessschritt Unterdruck-Kochen gestartet. Nach erfolgtem Druckausgleich erfolgt das Entleeren des Behälters und ein Nachspritzen der Charge. zu kochen und es entstehen vorwiegend auf den Abb Prozess-Visualisierung mit Siemens MP 277 Werkstückoberflächen der Charge Dampfblasen. Abb.10 - Chargenraum Flexiclean -Kammeranlage Dieser Zyklus kann mit weiteren Reinigungs- bzw. Spül-Flüssigkeiten wiederholt werden. Zum Abschluss erfolgt die Vakuumtrockung und das Belüften des Behälters zum Entnehmen der Charge Unterdruck-Kochen VACUPEARL Beim patentierten Vacupearl-Verfahren wird oberhalb des Badspiegels ein Vakuum eingestellt. Dadurch beginnt die Reinigungsflüssigkeit Dies ergibt folgende Vorteile : erhöhte Flüssigkeitsbewegung an der Bauteiloberfläche waschaktive Reinigungslösung kommt direkt ans Werkstück und muss nicht durch die Flüssigkeitsgrenzschicht diffundieren Dampfblasen entstehen bevorzugt dort, wo die eingeschlossene Flüssigkeitsmenge im Verhältnis zur umgebenden Teileoberfläche klein ist, wie zum Beispiel in Sacklöchern, Rillen, Hohlräumen oder zwischen eng chargierten Teilen. Die durch das Einbringen von Luft hervorgerufene Flotationswirkung wird durch das expandierende Dampfvolumen noch verstärkt Vakuumtrocknung Um eine gute Reinigungswirkung zu erzielen, liegt die Arbeitstemperatur in der Regel bei C; die Charge besitzt demnach genügend Restwärme, die für das Verdampfen des Wassers an den Teilen ausgenutzt werden kann. Durch das Vakuumtrocknen ist es möglich, auch schwierige Stellen wie Sacklochbohrungen, dünne Schmierbohrungen und selbst Schöpfräume komplett auszutrocknen. In der Regel 6

7 haften an den Werkstücken 0,1-0,3 % des Chargengewichtes an Wasser. Durch das Vakuumtrocknen können bis zu 1 Gewichtsprozent Wasser abgetrocknet werden. Absolut trockene Teile sind notwendig vor Vakuum-Wärmebehandlungen vor Diffusions-Wärmehehandlungsprozessen vor Niedertemperatur-Anlassprozessen vor Arbeitsgängen, bei denen Wasser-Reste hinderlich sind zum Korrosionsschutz, da nur aufgetrocknetes Passivierungsmittel die Teileoberfläche schützt AICHELIN Flexiclean Reinigungsanlagen sind in ihren Baugrößen und Chargenabmessungen auf die AICHELIN Wärmebehandlungsanlagen optimal abgestimmt. Als Standard sind folgende Größen erhältlich : Weitere Größen sind auf Anfrage ebenfalls lieferbar. 5. Optionen Reinigungsanlagen von AICHELIN zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie technisch, wirtschaftlich und ökologisch genau auf die gestellten Anforderungen abgestimmt sind. Aus über einhundert in den letzten Jahren realisierten Anlagen haben sich, in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden, eine Fülle von zusätzlichen Sonderlösungen ergeben, über die wir Sie gerne informieren. So bekommen Sie genau die Anlage, die Sie zur Reinigung Ihrer Teile benötigen. Beispiele dieser optionalen Ausrüstungen sind : verstärkte Pumpen für erhöhten Spritzdruck wechselweises Abspritzen der Charge Abb.12 - Flexiclean mit 2 Medienbehältern - Rückansicht Ölabscheidung Die Medienbehälter sind über Kaskaden verbunden. Der erste Medienbehälter besitzt eine Überlaufkammer, in welche das demulgierte Öl-Reinigungs-Gemisch überläuft und von dort mit einer Abscheiderpumpe zum Koaleszenzabscheider gepumpt wird. Die gereinigte Flüssigkeit gelangt in den Medienbehälter zurück und treibt weiteres aufgeschwommenes Öl zur Überlaufkammer. Eingebaute Niveauschalter sorgen dafür, dass beim Absinken des Wasserstandes Frischwasser bzw. Reinigungsflüssigkeit aus dem nachgelagerten Medienbehälter nachgespeist wird. 4. Technische Daten AICHELIN Tauch-Spritz-Reinigungsanlagen und Abb.13 Flexiclean Durchlauf-Reinigungsanlage in eine Gasaufkohlungs-Durchstoßanlage integriert Druckumflutung bei der Flexiclean mit Eindüsen der Reinigungsflüssigkeit von unten bei befülltem Behälter Kippbühne zur Entleerung schöpfender Teile Schwenkeinrichtung in der Flexiclean 7

8 Trommeleinrichtung für Kleinteile Schwadenkondensator-Trocknung Einfachfilter mit und ohne Magneteinsatz Doppelfilter mit und ohne Rückspüleinrichtung Magnetstäbe bei hohem Späneanfall Ölabscheider für jeden Medienbehälter Umpumpeinrichtung für Medienbehälter Verdampferanlagen bei Salzbad-Reinigung Dosiereinrichtungen für Reinigungsmittel Externe Wasseraufbereitung mittels Zentrifuge Minderpreis für Normalstahl-Ausführung Grösse 3 4/1 4/2 4/3 5/1 5/2 5/3 Chargenmaße BxLxH in mm 600 x 1100 x x 1300 x x 1300 x x 1300 x x 1500 x x 1500 x x 1500 x 1150 Bruttocharge kg Ausführungen als reine Spritzmaschine Auffangwannen zur Einhaltung lokaler Vorschriften 6. Integration AICHELIN Reinigungsanlagen lassen sich problemlos in bestehende Wärmebehandlungslinien wie hier zum Beispiel in eine Durchlauf- Doppelkammerofenlinie integrieren. In Sonderfällen werden spezielle Reinigungsanlagen oder reine Spritz-Waschmaschinen mit der technischen Expertise von AICHELIN ausgewählt und von bewährten Zulieferfirmen bezogen. 8

9 C Durchlauf-Doppelkammerofen Typ 2KDKGs Aufgabe- und Entnahmetisch Zone - 2 Zone - 1 Ölbad und Auslaufschleuse mit Chargen- Kühleinrichtung Kammer-Vorwärmofen (Temp. max. 500 C) Typ VKHLG Kammer-Tauch-Spritz Waschmaschine Typ KEKTE Verbindungsrollbahn Aufgabe- und Entnahmetisch hydr. Hubtisch (beladen / entladen) Chargen-Speicher Kammer-Anlass- und Enspannungsofen (Temp. max. 500 C) Typ VKHLE Abb.14 - Flexiclean integriert in Doppel-Kammerofenlinie Mass- und Konstruktionsänderungen vorbehalten. Weitere technische Daten erhalten Sie gerne auf Anfrage. 9

10 10 Reinigungs-Anlagen

11 Referenzen 11

12 R e i n i g u n g s - A n l a g e n für die Reinigung von Bauteilen vor und nach der Wärmebehandlung AICHELIN Ges.m.b.H. Fabriksgasse 3 A-2340 Mödling Telefon (+43) (2236) Telefax (+43) (2236) marketing@aichelin.com AICHELIN Service GmbH Postfach 340 D Ludwigsburg Telefon (+49) (7141) Telefax (+49) (7141) info@aichelin.de NOXMAT GmbH Ringstraße 7 D Oederan Telefon (+49) (37292) Telefax (+49) (37292) info@noxmat.de AICHELIN Heat Treatment Systems (Beijing) Co. Ltd Beijing, China Phone (+86) (10) Telefax (+86) (10) aichelin@china.com SAFED Suisse SA 36, rue Emile-Boéchat CH Delémont Telefon (+41) (32) Telefax (+41) (32) contact@safed.ch EMA Indutec GmbH Petersbergstrasse 9 D Meckesheim Telefon (+49) (6226) Telefax (+49) (6226) info@ema-indutec.de Technische Änderungen vorbehalten AICHELIN, FLEXICLEAN sind eingetragene Warenzeichen TI90_3 /Feb2011/D