Entphosphatieren zählt bei der Herstellung kaltumgeformter, hochfester Schrauben zu den wichtigen Arbeitsschritten. Dass sich dabei beachtliche Einsparungen an Energie, Kosten und CO2 realisieren lassen, zeigt der Einsatz eines neuen Niedertemperatur-Entphosphatiersystems bei einem führenden Hersteller von Verbindungselementen.
Das Ziel, ressourcenschonender und nachhaltiger zu produzieren, findet sich bei praktisch allen Industrieunternehmen sehr weit oben auf der Prioritätenliste. Auch bei einem führenden Hersteller von Verbindungselementen unterstützen Maßnahmen zur Einsparung von Energie und zur Effizienzsteigerung die Transformation zu einem klimaneutralen Unternehmen bis Mitte der 2030er Jahre.
Entphosphatieren bietet großes Optimierungspotenzial
Im Fertigungsbereich zählt dazu die Entphosphatierung. Für die Schraubenherstellung wird überwiegend phosphatierter Rohdraht aus Stahl eingesetzt. Das Phosphat fungiert als Trennschicht zwischen Werkstück und Werkzeug sowie als Schmiermittelträger und sorgt für ein optimales Verhalten während der Kaltumformung. Zwischen den verschiedenen Fertigungsschritten werden die Verbindungselemente üblicherweise gereinigt, um eine Verschleppung der Bearbeitungsmedien zu verhindern. Vor einer Wärmebehandlung erfolgt eine Entphosphatierung. Denn auf den Bauteilen verbliebene Phosphat- und Schmiermittelschichten können sich negativ auswirken, beispielsweise durch eine Deltaferritbildung, eingebrannte Rückstände und sonstige Fehlstellen auf der Oberfläche. Darüber hinaus können Schäden an den Härteanlagen entstehen.
Diese beispielhaft mit dem neuen Niedertemperatur-Entphosphatiersystem bearbeiteten Schrauben belegen, dass bereits ab 50 °C ein stabiles, prozesssicheres Ergebnis erzielt wird. Es lassen so hohe Einsparungen beim Energieverbrauch realisieren (Bild: Stockmeier Chemie)
Die Entphosphatierung wird bisher meist mit komplexen Medienformulierungen mit vier, fünf oder mehr Komponenten und Temperaturen zwischen 75 °C und 80 °C sehr energieintensiv durchgeführt. Der Einsatz eines modernen Entphosphatiersystems, dass seine reinigende Wirkung bereits bei geringen Temperaturen entfaltet, ermöglicht hier erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen.
Bereits ab 50 °C stabil entphosphatieren
Ein solches Medium stellte die Stockmeier Chemie, langjähriger Partner für Entphosphatier- und Reinigungsmedien des Unternehmens. Die Weiterentwicklung enthält nur drei Komponenten: Dem flüssigen Entphosphatiersystem bestehend aus Lerabilt®268 und Leraplex®63 sowie einem anwendungsspezifischen Aufbereitungsadditiv zur Optimierung der Standzeit des Mediums. Durch die spezielle Rezeptur des Systems wird bereits ab 50 °C eine stabile, prozesssichere Entphosphatierqualität erzielt. Dies musste die Neuentwicklung durch den Vergleich mit einem herkömmlichen Produkt mit vier Komponenten beweisen.
Optimales Ergebnis, längere Standzeit und höhere Prozesssicherheit
Für die Versuche wurden zwei nahezu identische Reinigungs-/Entphospahieranlangen mit den verschiedenen Produkten betrieben. Das etablierte, aus vier Komponenten bestehende Produkt wurde bei Temperaturen von 75 °C bis 80 °C eingesetzt. Bei der neuen Lösung wurde aus Sicherheitsgründen nicht bei den möglichen 50 °C, sondern bei 60 °C bis 65 °C Das Entphosphatieren betrieben.
Mit dem Niedertemperatur-Entphosphatiersystem wurde in den Vergleichsbearbeitungen nicht nur eine bessere Qualität erreicht, auch dessen Handhabung erwies sich als sicherer und einfacher. Letzteres ergab sich aus der geringeren Anzahl von Komponenten, die vom Personal an den Anlagen genau dosiert werden müssen. Eine Komponente weniger machte hier doch einen größeren Unterschied als gemeinhin angenommen. Darüber hinaus reagierte das neue System toleranter auf Abweichungen bei der Dosierung: Es wurden auch bei einem nicht exakt eingehaltenen Mischungsverhältnis noch stabile Entphosphatierergebnisse erzielt. Daraus resultiert eine verbesserte Prozesssicherheit. Ein weiterer Vorteil, der bei den Versuchen festgestellt wurde, war eine längere Standzeit des Mediums zur Entphosphatierung. Sie resultiert aus der hohen Demulgierleistung des neuen Entphosphatierers, dem ein leistungsstarkes Aufbereitungsadditiv beigemischt wird. Abgereinigtes Öl wird dadurch effektiver über den Ölabscheider aus der Reinigungslösung entfernt.
Hohe Einsparung bei Energie und CO2-Emissionen
Höchste Priorität hatte natürlich die Entphosphatierqualität. Danach folgte der Aspekt Ressourceneffizienz, der ebenfalls überzeugte. Die Temperaturabsenkung um 10 °C bis 15 °C führt bereits zu eine beachtlichen Energieeinsparung. Sie wurde bei diesem Hersteller von Verbindungsteilen noch dadurch erhöht, dass die mit einer niedrigeren Temperatur und geringeren Medienkonzentration betriebene Entphosphatierlösung nun auch für die Reinigung beziehungsweise Entfettung der Teile nach den verschiedenen Fertigungsschritten eingesetzt werden kann. Für diese Behandlungen nutzte das Unternehmen früher ein separates Becken, das ebenfalls befüllt, beheizt und gewartet werden musste. Die dafür eingesetzten Ressourcen sind nun nicht mehr erforderlich. Insgesamt wird durch den Einsatz des neuen Entphosphatiersystems rund ein Drittel Energie eingespart, weiteres Potenzial kann durch die mögliche Temperaturabsenkung auf
50 °C noch ausgeschöpft werden.
Stockmeier Chemie GmbH & Co. KG
- www.stockmeier.com
Halle 10, Stand E45
Text zum Titelbild: Für eine optimierte Standzeit beinhaltet das Niedertemperatur-Entphosphatiersystem anwendungsspezifische Aufbereitungsadditive (Bild: Stockmeier Chemie)
