„Passivierendes Gleitschleifen, insbesondere für Aluminium, Magnesium und Zink"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gleitschleifen und haftvermittelnden Passivieren von metallischen Bauteilen, die zumindest teilweise aus Metallen und/oder Legierungen ausgewählt aus Aluminium, Magnesium und/oder Zink bestehen, in einem Arbeitsschritt unter Verwendung einer wässrigen Zusammensetzung mit einem pH-Wert zwischen 0,3 und 3,5 enthaltend komplexe Fluoride der Elemente Bor, Silicium, Titan, Zirkon oder Hafnium einzeln oder im Gemisch miteinander in Konzentrationen der Fluoro-Anionen von insgesamt zwischen 100 und 4000 ppm als Gleitschleifmedium, sowie ein unmittelbar mit diesem Verfahren hergestelltes Bauteil und dessen Verwendung zum strukturellen Verkleben oder zur Aufbringung weiterer korrosionschützender Beschichtungen. Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Konzentrates zur Herstellung des Gleitschleifmediums im erfindungsgemäßen Verfahren.

Metallische Werkstücke oder Gebrauchsgegenstände werden heute weitgehend im Wege der industriellen Massenfertigung in automatisierten Verfahren hergestellt. Die Oberflächen derartiger Metallteile, die aus Stahl, Gusseisen, Kupfer und seinen Legierungen, Aluminium und seinen Legierungen, Zink, Magnesium und anderen Metallen hergestellt sind, müssen meist noch einer Endbearbeitung unterworfen werden, bevor sie unmittelbar vertrieben, bestimmungsgemäß verwendet oder in bekannten Veredelungsverfahren weiterverarbeitet werden.

Durch Drehen, Fräsen, Gießen oder ähnliche, metallverarbeitende Verfahren hergestellte metallische Werkstücke haben häufig scharfe Schnittkanten oder Ecken oder auch rauhe oder mit Zunderschichten überzogene Oberflächen, so dass ein Entgraten und Abrunden der Schnittkanten und Ecken, häufig auch ein Glätten oder Polieren der gesamten Oberfläche, erforderlich ist. Gerade in

Verfahren der Weiterverarbeitung ist die Qualität nachfolgend aufgebrachter Oberflächenschichten auf derartige Werkstücke in starkem Maße davon abhängig, wie gut die metallische Oberfläche für die Aufbringung derartiger zusätzlicher, veredelnder Schichten vorbereitet ist. Beispielsweise kann die galvanische Abscheidung von Metallen auf derartigen Oberflächen nur dann befriedigend verlaufen, wenn dem galvanischen Abscheidungsprozess eine Reinigung, Entzunderung und schleifende Bearbeitung der Oberfläche vorausgegangen ist. Gleiches gilt für das Zusammenfügen metallischer Bauteile mittels Klebetechniken, wofür die zu verklebenden Oberflächen eine spezifische Rauigkeit und Oberflächenspannung aufweisen müssen. Daher ist für das strukturelle Verkleben solcher Bauteile eine mechanische und chemische Vorbehandlung unabdingbar, die eine einheitliche Oberflächenstruktur und Oberflächenzusammensetzung bewirkt.

Die Bearbeitung metallischer Werkstücke oder Formteile kann entweder durch manuelles mechanisches Entgraten, Schleifen, Schmirgeln, Bürsten und Polieren oder durch ein mechanisch chemisches Bearbeitungsverfahren erfolgen. Die rein manuell mechanische Bearbeitung von in großen Stückzahlen hergestellten metallischen Teilen, insbesondere von metallischen Kleinteilen, ist heute aus Wirtschaftlichkeitsgründen kaum noch vertreten. Demgegenüber ist die mechanisch chemische Bearbeitung, wie z.B. das sogenannte "Gleitschleifen" ist ein Verfahren, das in Glockenapparaten, Trommelapparaten, Vibrationsmaschinen oder Fliehkraftmaschinen automatisiert vorgenommen werden kann. Die Werkstücke werden unter Besprühen mit speziell für das Gleitschleifen entwickelten Zusammensetzungen auf wässriger Basis in eine gleitende Berührung mit natürlichen (Kieselsteine, Dolomit, Quarz usw.) oder synthetischen (keramisch oder kunststoffgebundener Korund, Aluminiumoxid, Siliciumcarbid oder Borcarbid) Schleifkörpern unterschiedlichster Formen gebracht. Die Größe und äußere Form (Dreiecke, Zylinder, Sterne, Konusse, Kugeln usw.) und die Rauigkeit der Schleifkörper ("Chips") sorgt für eine abschleifende, gegebenenfalls auch polierende Bearbeitung der Metalloberflächen. Durch ein derartiges Gleitschleifen können

metallische Werkstücke und/oder Formkörper entzundert, entgratet, geschliffen, geglättet, geglänzt und poliert werden.

Die im Zuge des Gleitschleifens verwendeten chemischen Behandlungsmittel ("Compounds") werden in ihrer Zusammensetzung und ihrer Dosierung auf die metallischen Oberflächen abgestimmt, die gleitschleifend bearbeitet werden sollen, müssen jedoch auch Besonderheiten des speziellen Gleitschleifprozesses berücksichtigen. Die Hauptaufgabe derartiger Behandlungsmittel besteht dabei entweder darin, ein gutes Reinigungs-, Dispergier- und Schmutztragevermögen sicherzustellen oder lediglich ein und materialverträgliches Medium für den Gleitschleifprozess bereitzustellen, welches eine starke Korrosion des Bauteils verhindert und zudem die Schleifwirkung und/oder Polierwirkung während des Gleitschleifens günstig beeinflusst. Häufig werden die mechanisch zu bearbeitenden Bauteile vorgereinigt, so dass die Notwendigkeit, öl- und Fettverschmutzungen während des Gleitschleifens einzuemulgieren, nicht zwingend besteht.

üblicherweise werden die Mittel so konfektioniert, dass sie in flüssiger Form konzentriert oder vorverdünnt mittels automatisierten Pumpen dosiert werden können. üblicherweise reagieren derartige Gleitschleifmittel in Wasser neutral bis schwach alkalisch und enthalten Kombinationen waschaktiver und korrosions- inhibierender Substanzen.

Die alkalischen Gleitschleifmedien besitzen den Nachteil, dass diese die metallische Werkstoffoberfläche, insbesondere Aluminium, Magnesium und Zinkoberflächen, nur unzureichend haftvermittelnd passivieren. Derart im Gleitschleifverfahren behandelte Werkstücke können nach der mechanisch chemischen Vorbehandlung weder unmittelbar mit Lacksystemen beschichtet noch miteinander verklebt werden. Eine hinreichende Haftung des Lackes zum metallischen Untergrund oder eine dauerhafte Verbindung der Bauteile an der Klebestelle kann nach dem Gleitschleifen in alkalischen Medien nicht gewährleistet werden.

Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zum gleichzeitigen Gleitschleifen, Reinigen und Passivieren metallischer Werkstücke bekannt. So beschreibt die Druckschrift DE 38 00 834 ein Mittel bestehend aus Orthophosphorsäure und/oder Pyrophosphorsäuren und/oder deren wasserlöslichen Salzen, einer oder mehreren Oligocarbonsäuren, und gegebenenfalls einem oder mehreren Tensiden und einen oder mehreren Korrosionsinhibitoren, welches sich als saures Gleitschleifmedium eignet. Der Vorteil dieses Verfahrens ist gemäß dem Offenbarungsgehalt der DE 38 00 834, dass eine Reinigung und Passivierung der Werkstückoberfläche vor dem eigentlichen Gleitschleifprozess nicht mehr vorgenommen werden muss und sich damit die komplette Vorbehandlungskette bestehend aus chemischer und mechanischer Vorbehandlung des Werkstückes auf einem Prozessschritt reduziert. Weiterhin eröffnet das in der DE 38 00 834 offenbarte Verfahren die Möglichkeit verschiedenste metallische Werkstoffe während des Gleitschleifverfahren hinreichend zu passivieren. Die Zusammmensetzung des Mittels bewirkt dabei einerseits eine Passivierung unedler Werkstoffe, z.B. Eisen, über den Beizangriff im phosphorsauren Medium und anderseits einen Korrosionsschutz edler Werkstoffe, z.B. Kupfer, durch die Anwesenheit von Carbonsäuren und weiteren Inhibitoren, so dass Werkstücke aus unterschiedlichen metallischen Materialien im Gleitschleifverfahren bei Einsatz desselben Gleitschleifmediums, wie in der DE 38 00 834 offenbart, behandelt werden können.

Der Nachteil dieses Verfahrens ist der beträchtliche Anteil an Phosphaten in der Zusammensetzung des Gleitschleifmediums. In derartigen Zusammensetzung kommt es analog zu den Prozessen der Phosphatierung von Metallen stets zur Bildung von Phosphatschlämmen, die zum einen den Gleitschleifprozess selbst negativ beeinflussen können und zum anderen verfahrenstechnisch aufwendig aus dem Schleifmedium entfernt und entsorgt werden müssen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren zum Gleitschleifen von metallischen Werkstücken oder Formteilen, insbesondere solchen aus Aluminium, Magnesium und Zink, sowie deren jeweiligen Legierungen, bereitzustellen, welches die Metalloberfläche im Zusammenwirken

mit dem mechanischen Prozess des Gleitschleifens derart konditioniert, dass eine haftvermittelnde Passivierung der Oberfläche des Werkstücks oder des Formteils resultiert. Diese haftvermittelnde Passivierung muss sich für das strukturelle Verkleben der in diesem Verfahren behandelten Werkstücke und die Aufbringung weiterer Lacksysteme eignen. Ferner soll das im Verfahren verwendete Gleitschleifmedium zur Vermeidung von Phosphatschlämmen gänzlich frei von Phosphaten sein.

überraschenderweise wurde gefunden, dass bei der Verwendung einer sauren wässrigen Zusammensetzung mit einem pH-Wert zwischen 0,3 und 3,5 enthaltend komplexe Fluoride der Elemente Bor, Silicium, Titan, Zirkon oder Hafnium einzeln oder im Gemisch miteinander in Konzentrationen der Fluoro-Anionen von insgesamt zwischen 100 und 4000 ppm als Gleitschleifmedium eine hervorragende haftvermittelnde Passivierung metallischer Werkstoffoberflächen beim Gleitschleifen erreicht wird, wobei die im erfindungsgemäßen Verfahren behandelten metallischen Bauteile zumindest teilweise aus Metallen und/oder Legierungen ausgewählt aus Aluminium, Magnesium und/oder Zink bestehen. Die haftvermittelnde Passivierung ist für Bauteile aus Aluminium, Magnesium und Zink, sowie deren jeweiligen Legierungen, besonders wirksam, so dass bevorzugt solche Bauteile im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, die ausschließlich aus Metallen und/oder Legierungen ausgewählt aus Aluminium, Magnesium und/oder Zink zusammengesetzt sind, und die besonders bevorzugt vollständig aus Aluminium und/oder seinen Legierungen bestehen.

Das erfindungsgemäße Gleitschleifmedium enthält dabei nicht mehr als 50 ppm, vorzugsweise nicht mehr als 10 ppm und besonders bevorzugt nicht mehr als 1 ppm Phosphat.

Als Gleitschleifmedium wird im Allgemeinen die flüssige Zusammensetzung bezeichnet, die beim Gleitschleifen die gleitende Berührung des metallischen Bauoder Formteils mit dem Schleifmittel, auch Schleifkörper genannt, herstellt.

Unter Legierung im Sinne der vorliegenden Erfindung sind dabei solche Gemenge mit metallischem Charakter zu verstehen, in denen der Anteil des jeweiligen metallischen Elementes zumindest 50 At. -% beträgt.

Eine haftvermittelnde Passivierung liegt erfindungsgemäß dann vor, wenn durch die Konversion der Metalloberfläche bei Kontakt des Bauteils mit dem Schleifmedium eine korrosionsschützende Beschichtung im Gleitschleifverfahren resultiert, die zudem eine Oberflächenspannung von mehr als 36 mN/m, vorzugsweise mehr als 42 mN/m und besonders bevorzugt mehr als 50 mN/m aufweist.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zusammensetzungen bzw. Gleitschleifmedien können zusätzlich Polymere vom Typ der Polyacrylate und/oder der Umsetzungsprodukte von Poly(vinylphenol) mit Aldehyden und organischen Hydroxylgruppen-haltigen Aminen in Konzentrationen unter 500 mg/1, vorzugsweise unter 200 mg/1 enthalten. Enthält die Behandlungslösung Zirkon, soll die Konzentration der Umsetzungsprodukte von Poly(vinylphenol) mit Aldehyden und organischen Hydroxylgruppen-haltigen Aminen kleiner als 100 mg/l sein.

Weitere potentielle Komponenten des Gleitschleifmediums sind: freie Fluoridionen in Konzentrationen bis zu 500 mg/l und Polyhydroxycarbonsäuren oder ihre Anionen, insbesondere Gluconationen, in Konzentrationen bis zu 500 mg/l.

Die komplexen Fluoride der Elemente Bor, Silicium, Titan, Zirkon oder Hafnium, d.h. die Anionen BF ₄ ^" , SiF ₆ ^2" , TiF ₆ ^2" , ZrF ₆ ^2" oder HfF ₆ ^2" , können in Form der freien Säuren oder als Salze eingebracht werden. Als Gegenionen kommen insbesondere Alkalimetall- und Ammoniumionen in Betracht. Dies gilt ebenso für die fakultativen Komponenten freies Fluorid und Polyhydroxycarbonsäuren. Sofern diese Komponenten nicht oder nicht ausschließlich in Form der Säuren eingesetzt werden, kann eine Einstellung des pH-Werts des Gleitschleifmediums auf den erfindungsgemäßen Bereich von 0,3 bis 3,5 erforderlich werden. Hierfür sind insbesondere Phosphorsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure geeignet.

Bevorzugt ist eine Einstellung des pH-Werts des Gleitschleifmediums auf den Bereich 1 bis 3. Je nach Substrat kann die Anwesenheit von Sulfationen im Gleitschleifmedium in Konzentrationen bis zu 5 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,1 und 3 Gew.-%, vorteilhaft sein.

Als fakultative Zusätze in Konzentrationen unter 500 mg/l geeignete Polymere vom Typ der Acrylate einschließlich Acrylat-haltigen Copolymeren sind als Handelsprodukte im Stand der Technik bekannt. Besonders geeignet sind wasserlösliche Polyacrylsäuren im Molmassenbereich zwischen 20 000 und 100 000 Dalton, insbesondere solche mit einer mittleren Molmasse von etwa 50 000 bis 60 000 Dalton, deren 5 Gew.-%ige wäßrige Lösung einen pH-Wert von etwa 2 aufweisen.

Geeignete Polymere vom Typ der Umsetzungsprodukte von Polyvinylphenol mit Aldehyden und organischen Aminen sind als Mittel zur Oberflächenbehandlung von Metallen und insbesondere zu einer passivierenden Nachspülung konversions-behandelter Metalloberflächen bekannt, beispielsweise aus der EP-A-319 016 und der EP-A-319 017. Dabei handelt es sich um Polymere mit Molmassen bis zu 2 000 000 Dalton bei einem bevorzugten Molmassenbereich zwischen 7000 und 70 000 Dalton. In den Ketten können die gegebenenfalls substituierten Phenolringe über ein oder zwei Kohlenstoffatome verknüpft sein, wobei gegebenenfalls die Ketten einem Nachvernetzungsprozeß unterworfen worden sein können. Charakteristischerweise ist zumindest an einen Teil der Phenolringe über ein Kohlenstoffatom ein Stickstoffatom gebunden, das einen weiteren Alkylsubstituenten trägt, der mindestens über eine Hydroxy-Funktion verfügt. Dieser Aufbau verleiht dem Polymer chelatisierende Eigenschaften gegenüber Metallionen.

Zusätzlich kann das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Gleitschleifmedium zusätzlich wasserunlösliche, partikuläre anorganische Verbindungen der Elemente Silizium, Aluminium, Zink, Titan, Zirkon, Eisen, Kalzium und/oder Magnesium enthalten, wobei der Gehalt an diesen Verbindungen in der

Zusammensetzung bezogen auf das Element mindestens 10 ppm beträgt, aber 500 ppm nicht überschreitet und 50 Gew.-% der Partikel einen Teilchendurchmesser von weniger als 500 nm, vorzugsweise weniger als 200 nm aufweisen. Diese partikulären anorganischen Verbindungen eignen sich zum einen zur Erhöhung des Korrosionsschutzes der Passivierung und zum anderen erhöhen diese die Rauigkeit der hydrophilen Oberfläche, so dass eine höhere Oberflächenspannung der Werkstoffoberfläche resultiert und damit ein benetzendes Aufbringen von Klebstoffen erleichtert wird.

Das Gleitschleifmedium kann im erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich mindestens eine oberflächenaktive Verbindungen enthalten, um die Reinigung der metallischen Werkstoffoberflächen von Korrosions- und Schmierölen während des Gleitschleifverfahrens vorzunehmen und damit vorgelagerte Reinigungsschritte einzusparen.

Besonders geeignet sind hierfür sind in speziellen Ausführungsformen des Gleitschleifmediums Einzelverbindungen oder Mischungen ausschließlich nichtionischer Tenside oder stattdessen Kombinationen eines oder mehrerer nichtionischer Tenside mit einem oder mehreren anionischen oder alternativ einem oder mehreren kationischen Tensiden. Aufgrund guter Reinigungseigenschaften und aufgrund der Tatsache, dass solche Lösungen den Gleitschleifprozess in besonderer Weise fördern, sind in dem erfindungsgemäßen Verfahren wässrige Zusammensetzungen besonders bevorzugt, die Kombinationen eines oder mehrerer nichtionischer Tenside mit einem oder mehreren anionischen oder alternativ mit einem oder mehreren kationischen Tensiden enthalten. Dabei können mit besonderem Vorteil solche Kombinationen verwendet werden, in denen nichtionische und anionische, oder alternativ kationische Tenside im Mengenverhältnis 1 : 1 bis 10 : 1 stehen. Die Gesamtmengen der Tenside, die in den verwendeten wässrigen Lösungen enthalten sind, liegen dabei entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren im Bereich von 0,005 bis 2 Gew. %. Diese Angaben beziehen sich auf den Aktivsubstanzgehalt im Gleitschleifmedium.

AIs spezielle nichtionische Tenside kommen für das erfindungsgemäße Verfahren eine Vielzahl von an sich aus dem Stand der Technik als Tenside bekannten Verbindungen in Frage. So werden u.a. als nichtionische Tenside Additionsprodukte von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an Fettalkohole oder Fettamine eingesetzt, also Alkohole und/oder Amine, die 6 bis 18 C-Atome im geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkylrest tragen. Besonders bevorzugt sind hier jedoch nichtionische Tenside, die ausgewählt sind aus einem Anlagerungsprodukt von 3 bis 8, vorzugsweise von 4 bis 6 Ethylenoxid-Einheiten an ein Fettamin mit 10 bis 18, vorzugsweise 12 bis 14 C-Atomen.

Außerdem sind als nichtionische Tenside Polyalkylenglykolether der nachfolgenden allgemeinen Formel geeignet:

R'-O-[(CH ₂ ) _m -O] _n -R" in der

R' einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 18 C-Atomen, R" einen Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen, m eine Zahl von 2 bis 4 und n eine Zahl von 7 bis 12 bedeuten.

Derartige Polyalkylenglykolether sind als schwach schäumende nichtionische Tenside, z.T. sogar als ausgesprochene Entschäumer bekannt und damit besonders gut geeignet. Insbesondere sind Entschäumer auf Basis eines Fettalkohol-Ethoxylats/Propoxylats oder eines mit einer Alkylgruppe mit 4 bis 8 C- Atomen endgruppenverschlossenen Anlagerungsproduktes von 7 bis 12 Ethylenoxid-Einheiten an Fettalkohole mit 8 bis 18 C-Atomen bevorzugt.

Sofern anionische Tenside im Gleitschleifmedium des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, können diese beispielsweise Fettalkoholethersulfat und/oder Fettalkoholethersulfonate sein, die von den oben näher definierten Fettalkoholen abstammen. Außerdem sind als anionische Tenside auch Fett-

säuren und deren wasserlösliche Salze sowie ferner Naphthalinsulfonsäure bzw. deren wasserlösliche Salze geeignet.

Kationische Tenside, die in den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungs- gemäßen Verfahrens in Kombination mit nichtionischen Tensiden eingesetzt werden, sind üblicherweise Ammoniumverbindungen, die einen oder mehrere Alkylreste, Arylreste oder Aralkylreste mit mehr als 6 C Atomen enthalten. üblicherweise weisen solche Ammoniumverbindungen mindestens einen geradkettigen Alkylrest mit mehr als 12 C-Atomen auf, bevorzugt mit 14 bis 18 C- Atomen. Die Anionen derartiger Ammoniumsalze sind üblicherweise Anionen nichtkorrosiv wirkender Säuren. Beispiele für derartige Verbindungen sind Lauryldimethylbenzylammoniumsalze, Benzyltrimethylammoniumsalze, Thalkylhydroxyalkylammoniumsalze (wie beispielsweise Butyldimethyl-2-hydroxy- dodecylammoniumbenzoat oder Bis (benzyldimethyl-2-hydroxydodecyl- ammonium)succinat oder N-Benzyldimethyl-2-hydroxydodecylammoniumbenzoat) oder auch cyclische quartäre Ammoniumverbindungen (wie Imidazoliniumsalze und deren in 1 und 2 Stellung substituierte Derivate).

Bei dem erfindungsgemäßen Gleitschleifverfahren ist eine Temperatur des Schleifmediums von nicht weniger als 15 ⁰ C und nicht mehr als 60 ⁰ C bevorzugt.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei ferner, dass das Bauteil nach dem Gleitschleifen vorzugsweise mit oder ohne dazwischenliegendem Spülschritt bei einer Temperatur zwischen 40 und 85 ⁰ C getrocknet wird.

Erfindungsgemäß sind auch Verfahren, in denen der Anwender vor Ort ausgehend von einem Konzentrat das Gleitschleifmedium herstellt. Daher beinhaltet die vorliegende Erfindung auch die Verwendung von Konzentraten zur Herstellung eines Gleitschleifmediums für das erfindungsgemäße Verfahren. Ein derartiges Konzentrat ergibt durch Verdünnung mit Wasser um den Faktor 4 bis 50 die unmittelbar im Gleitschleifverfahren anwendbare wässrige Zusammensetzung.

Alternativ erfolgt die Verwendung eines wässhgen Konzentrates des Gleitschleifmediums derart, dass in einem Gleitschleifverfahren bei kontinuierlicher Dosierung des Konzentrates, welches durch Verdünnung mit Wasser um den Faktor 4 bis 50 die unmittelbar im Gleitschleifverfahren anwendbare wässrige Zusammensetzung ergibt, in den Trog einer im kontinuierlichen Durchlauf arbeitenden Gleitschleifanlage durch Verdünnung des Konzentrates mit dem Wasser, welches in den Trog eingespeist wird, im überlauf des Troges, die im Gleitschleifverfahren anwendbare wässrige Zusammensetzung vorliegt.

Ebenso umfasst die vorliegende Erfindung ein mit dem erfindungsgemäßen Gleitschleifverfahren unmittelbar bearbeitetes metallisches Bauteil, sowie dessen Verwendung in einem Verfahren zur Aufbringung weiterer Korrosionsschutzschichten oder zur strukturellen Verklebung mit anderen Bauteilen, bevorzugt solchen Bauteilen, die gemäß des hier beschriebenen Verfahrens bearbeitet wurden. Die sich dem Verfahren anschließende Verklebung der Bauteile ist aufgrund der im erfindungsgemäßen Gleitschleifverfahren erzeugten haftvermittelnden Passivierung der Oberflächen der Werkstücke besonders bevorzugt.

Die Erhöhung der Oberflächenspannung im erfindungsgemäßen Gleitschleifverfahren im Vergleich zum Stand der Technik wird im Folgenden dokumentiert. Den Stand der Technik bildet dabei ein Verfahren bei dem eine saure Phosphat- haltige Zusammensetzung entsprechend der DE 38 00 834 als Gleitschleifmedium eingesetzt wird.

Die jeweiligen Oberflächenspannungen wurden an den im Gleitschleifverfahren bearbeiteten Gehäuse- und Fahrwerksteilen aus Aluminium-Druckguss (AISi9Cu3) mittels Prüftinten ermittelt.

Dabei wird mit einem Pinsel eine Serie standardisierter Flüssigkeiten (Testtinten) in der Reihenfolge ihrer Oberflächenspannungen, auf den zu untersuchenden Untergrund aufgebracht. Wenn eine Flüssigkeit nicht mehr benetzt, d.h. nicht innerhalb von 2 Sekunden wieder zusammenfließt, dann entspricht die Oberflächenspannung der Werkstückoberfläche derjenigen der Testtinte, die zuvorletzt verwendet wurde (DIN 53 364).

Beispiel:

Als Gleitschleifmedium wurde Alodine 2040 ^® (Fa. Henkel) als Ausgangskonzentrat verwendet und im Verhältnis 1 : 4 mit entionisiertem Wasser vorverdünnt, so dass folgende Zusammensetzung vorlag:

88,7 % H ₂ O;

9,60 % H ₂ SO ₄ ;

1 ,74 % H ₂ TiF ₆ .

Der Speisewasserzulauf der Gleitschleifanlage wurde sodann, derart eingestellt, dass bei kontinuierlicher Zugabe des vorverdünnten Konzentrates in den Trog im

überlauf des Gleitschleiftroges die Konzentration von Titan zu 120 ppm mit einer

Toleranz von ± 30 ppm bestimmt wurde (entspricht ca. 400 ppm ± 100 ppm

H ₂ TiF ₆ ).

Die Testteile aus Aluminium-Druckguss wurden sodann in der derart eingestellten

Trog-Durchlauf-Vibrationsanlage der Fa. Rösler mit kunststoffgebundenen Korund in Form von pyramidalen Schleifsteinen mit einer Kantenlänge von 3 cm für 16 min trowalisiert.

Die Bestimmung der Oberflächenspannung der mit Leitungswasser (ca. 15° dH) abgespülten und bei 80 ⁰ C im Warmluftofen getrockneten Bauteile erfolgte mit

Prüftinten. Die Bestimmung unmittelbar nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur

(ca. 20 ⁰ C) ergab bei 20 Bauteilen aus Aluminium-Druckguss eine durchschnittliche Oberflächenspannung von 47 mN/m. Die maximal bestimmte

Oberflächenspannung lag bei 56 mN/m und die minimale Oberflächenspannung bei 42 mN/m.

Vergleichsbeispiel:

Die Trowalisierung entsprechend des erfindungsgemäßen Beispiels jedoch in einem sauren, phosphathaltigem Schleifmedium zusammengesetzt aus

98,1 % H ₂ O,

0,62 % Na ₂ H ₂ P ₂ O ₇ ,

1 ,18 % NaH ₂ PO ₄ ,

0,10 % Zitronensäure ergab nach dem Spülen mit Leitungswasser (ca. 15° dH), dem anschließenden

Trocknen der Bauteile bei 80 ⁰ C im Warmluftofen und dem Abkühlen auf

Raumtemperatur (ca. 20 ⁰ C) eine durchschnittliche Oberflächenspannung von

33 mN/m. Die maximal bestimmte Oberflächenspannung lag bei 37 mN/m und die minimale Oberflächenspannung bei 29 mN/m.