在工件上涂附油剂的方法

摘要

将类型和剂量适于后续步骤的油剂应用到工件上，而不管前一步骤中所使用的油剂的类型和残余量。其上涂附了第一油剂的工件浸入除油溶液中，将其从除油溶液中取出并清洗，从而去除所有第一油剂。然后，去除了所有第一油剂的工件浸入油剂溶液，从而在工件上涂附类型和剂量适于后续步骤的、新的第二油剂。

说明书

技术领域

本发明涉及用于在金属材料、合成树脂材料等制造的工件上涂油剂的技术。

背景技术

当如生产机械零件的情况一样把材料由多个步骤连续加工时，由前一步骤机械加工金属材料所得到的工件上涂附和残留了油剂，所述油剂例如润滑油剂、切削油剂或研磨油剂等在如塑化、切削或研磨这样的机械加工时用于润滑或冷却。所残留的油剂的剂量和类型可能不适于此后的机械加工步骤或装配步骤。

而且，由前一步骤塑化合成树脂材料所得到的工件上涂附和残留了油剂，如润滑剂或分型剂这样的所述油剂在如拉伸、制模或压缩这样的塑化时用于润滑或分模。所残留的油剂的剂量和类型可能不适于此后的塑化步骤或装配步骤。

当残留在金属材料、合成树脂材料等的工件上的油剂的剂量对于此后的步骤太多或太少时，涂附油剂的剂量需要增加/减少到用于后续步骤的合适的剂量，使用的方式是冲洗掉所残留油剂的一部分或增加同样的油剂到残留油剂上。在增加/减少涂附油剂剂量的工作中，将涂附油剂的剂量调整到适于后续步骤的理想值要求有高级的技术和丰富的经验。

发明内容

发明要解决的问题

但是，上述在前一步骤中加工的金属材料、合成树脂材料等的工件中，残留油剂的剂量变化很大。相应地，上述方法要求大量的工作来冲洗掉残留油剂的一部分或增加新油剂到残留油剂上，以增加/减少涂附油剂剂量来适于后续步骤。

本发明的完成考虑到上述问题，并且本发明的目的是提供在工件上涂附油剂的方法，其中，当适于后续步骤的剂量和类型的油剂(特定油剂)涂附在工件上时，涂附油剂的剂量能够容易而精确地调整。

解决问题的方式

解决问题的方式是一种在工件上涂附油剂的方法，包括的步骤有：将具有残留油剂的工件浸入除油溶液中，将所述工件从除油溶液中取出并清洗工件，从而去除涂附在工件上的所有油剂(除油步骤)；以及将所有油剂已去除的工件浸入油剂溶液，从而涂附预定剂量的特定油剂(油剂涂附步骤)。

为调整涂附在工件上的油剂的剂量，在此之前已讨论的方法是去除涂附在工件上的油剂的一部分，或将新的油剂加到已涂附在工件上的油剂中。与此相反，按照本发明的油剂涂附方法中，所使用的方法是在去除涂附在工件上的所有油剂(残留油剂)之后，涂附新的油剂(特定油剂)。

按照这种方式，当预定剂量的特定油剂涂附在没有残留油剂的工件上时，涂附油剂的剂量能够容易而精确地调整。相应地，对于残留了在前一步骤等步骤中涂附的油剂的工件，即使在工件上涂附的油剂的剂量变化很大的情况下，也可去除油剂以及在工件上涂附新的油剂(特定油剂)。不要求大量工作来将涂附油剂的剂量调整到适于后续步骤的剂量。因为在本发明中使用了去除所有残留油剂以及涂附特定油剂的方法，即使在工件上残留的油剂的类型不适于后续步骤而需要在后续步骤中涂附另一类型油剂的情况下，按照本发明，适于后续步骤的油剂类型的预定剂量的油剂能够涂附到工件上。

附带地，部件、产品或其加工中的产品可作为工件的例子。工件的材料可以是金属、合成树脂或陶瓷。金属的例子包括碳素钢、不锈钢或合金钢这样的钢铁，或铜合金或铝合金这样的有色金属。例如，通用塑料或工程塑料可作为合成树脂使用。

连接到内燃机的金属部件可作为由金属制成的部件的例子。更具体地，能够当作例子的有用于形成如图4中所示的气体传感器100的金属壳101，所述金属壳还连接到内燃机的排气管，或者用于形成如图5所示的火花塞110的金属壳111，所述金属壳还连接到内燃机的发动机组。附带地，填密部分103或113形成在金属壳101或111中。为通过使用填密夹具光滑地形成填密部分103或113，需要在其上将形成填密部分103或113的金属壳101或111的至少一个表面上提供油剂。在这种情况下，按照本发明的油剂涂附方法优选地用于涂附预定剂量的油剂。

按照与背景技术中除油过程中相同的方式，能够根据工件和涂附在工件上的油剂合适地选择除油溶液。

附带地，在用于冲洗掉涂附在工件上的残留油剂的油剂去除步骤和涂附新的特定油剂的步骤之间，通常需要干燥工件的步骤。相应地，在中间步骤中干燥工件要求或多或少的工作量。

因此，按照本发明，优选地提供在工件上涂附油剂的方法，其中：在除油步骤中，通过水洗来完成清洗；在油剂涂附步骤中，在水洗之后被水弄湿的工件浸入油剂溶液中，所述溶液包含溶解在水中的水溶性油剂，将所述工件从油剂溶液中取出并干燥，从而将预定剂量的水溶性油剂作为特定油剂涂附在工件上。

为去除残留在工件上的所有油剂，将其上具有涂附了油剂的工件浸入除油溶液中，使得油剂被去除。当工件从除油溶液中取出时，包含除油溶液的油剂涂附在工件上。此处，从除油溶液中取出的工件通过水洗来清洗。当包含除油溶液的油剂用水被冲洗时，除过油和用水清洗过的工件被水弄湿。在这种场合，憎水或斥水物质难以涂附，但是亲水物质容易涂附在被水弄湿的工件上。

亦即，在本发明中，使用的方法是通过利用亲水物质能容易地涂附在被水弄湿的工件上的这种性质，在除油和水洗之后可将亲水油剂作为特定油剂涂附在被水弄湿的工件上。使用这种方法，油剂(水溶性油剂作为特定油剂)能够涂附在除过油和用水清洗过的工件上，而不必干燥工件。预定剂量的油剂能使用较少的工作量就涂附到工件上。

为将油剂(特定油剂)涂附到工件上，将工件浸入油剂溶液中，所述溶液中包含溶解在水溶液中的水溶性油剂，然后在工件从油剂溶液中取出之后，涂附在工件表面上的油剂溶液的水溶液被去除，使得油剂能容易地均匀涂附到工件的表面上。因此，本发明的配置使得除过油和用水清洗过的工件浸入包含水溶性油剂作为亲水油剂的油剂溶液中，同时工件被水弄湿，然后在工件从油剂溶液中取出之后将其干燥。亦即，涂附在表面上的油剂溶液的水分被去除。

附带地，常温水、温水或热水能用于水洗。通过用阴离子表面活性剂乳化矿物油所准备的乳状液(乳化油)、包含无机盐作为主要成分的化学溶液、包含表面活性剂作为主要成分的可溶物等都可用作水溶性油剂。

油剂溶液中水溶性油剂的分散不充分的情况下，可加入活性剂以分散水溶性油剂。能按照水溶性油剂的类型合适地选择活性剂。可使用多种活性剂，不论是非离子活性剂还是离子活性剂。阴离子活性剂、阳离子活性剂或两性活性剂可用作离子活性剂。

此外，在本发明中，提供将油剂涂附到工件上的方法，其中，油剂溶液的浓度优选地调整为使得工件上涂附的水溶性油剂的剂量设为预定剂量以适于后续步骤，或者优选地选择放入油剂溶液的水溶性油剂的类型，使得涂附到工件上的水溶性油剂的类型设为适于后续步骤的类型。当按照这种方式调整放入油剂溶液的水溶性油剂的浓度和类型时，不必在后续步骤中再次调整油剂，使得涂附油剂所需的工作量能大大减少。

附图说明

图1是按照本发明实施例的第一个例子的油剂涂附方法中的一个过程的过程框图，包括前一步骤和后续步骤；

图2是按照实施例的油剂涂附方法的过程框图；

图3是按照实施例的第二和第三个例子的油剂涂附方法中的一个过程的过程框图，包括前一步骤和后续步骤；

图4是具有金属壳的气体传感器的总体剖视图，使用按照本发明的油剂涂附方法在所述金属壳上涂附油剂；

图5是具有金属壳的火花塞的局部切割总体剖视图，使用按照本发明的油剂涂附方法在所述金属壳上涂附油剂。

附图标记说明

100...气体传感器，101，111，...金属壳，110..火花塞，103，113...填密部分。

具体实施方式

第一个例子(参见图1和图2)

在这个例子中，每个工件是运输机械的金属部件，由不锈钢制成。如图1所示，这些部件连续通过“切削步骤”、“油剂步骤”和“填密步骤”。在“油剂步骤”中，实行按照这个例子的油剂涂附方法。“填密步骤”是一种塑化。

用于冷却、润滑或消除碎片的切削油剂涂附和残留在通过“切削步骤”所切削的工件上。涂附的残留油剂的剂量变化很大，并且不适于“填密步骤”这个后续步骤。在“填密步骤”中，有必要提供适于润滑的足够剂量和类型的油剂，以减小填密工具的摩擦以及冷却摩擦部分。

因此，如图2所示，在“填密步骤”之前代替“油剂步骤”，由“切削步骤”这个前一步骤所切削的工件连续通过“油剂去除步骤”、“水洗步骤”、“油剂涂附步骤”和“干燥步骤”，以涂附适于“填密步骤”这个后续步骤的油剂。

因此大量切削工件被放入金属网笼。在“油剂去除步骤”中沉入除油溶液时，放入了工件的金属网笼移入处理槽中的除油溶液中。金属网笼中的各个工件浸入除油溶液中。涂附在每个工件上的切削油剂被去除。

除油溶液是溶解在温水中的氢氧化钠、原硅酸钠和表面活性剂的混合物。温度是50-60℃。混合比例如下：10-50g/l的氢氧化钠、30-50g/l的原硅酸钠以及0.1-20g/l的表面活性剂。各个工件浸入除油溶液中所要求的时间为10-15分钟。

包含工件的金属网笼从处理槽的除油溶液中取出之后，在“水洗步骤”中沉入水中同时移入处理槽的水中。或者金属网笼经受喷嘴中水的喷射。金属网笼中的各个工件被流水冲洗。涂附在每个工件上的包含切削油剂的除油溶液被冲洗掉。

工件连续通过“油剂去除步骤”和“水洗步骤”，使得涂附在工件表面的所有切削油剂被去除。该例中残留在除过油和用水清洗过的工件上的切削油剂的剂量被测量。测量设备是由Shimadzu公司制造的“Oil count meter POC-100”。测量结果表明，每个质量为40-50克的工件上残留油剂的剂量不大于0.2毫克。残留油剂的剂量基本上为0。通过“油剂去除步骤”和“水洗步骤”的除油和水洗，在“切削步骤”中涂附和残留在工件上的所有切削油剂基本上被去除。附带地，如果除过油和用水冲洗过的工件上残留的油剂的剂量不碍于此后的步骤，这些油剂是允许残留的。

在通过“水洗步骤”之后，包含工件的金属网笼到达“油剂涂附步骤”，而不需插入干燥步骤。在“油剂涂附步骤”中，包含工件的金属网笼移入处理槽中的油剂溶液中，同时沉入油剂溶液。金属网笼中的各个工件浸入油剂溶液中。油剂溶液涂附到切削油剂已从其上去除的工件上。

准备油剂溶液的方式是使得水溶性油剂和用于分散水溶性油剂的活性剂溶解在水中。包含在油剂溶液中的水溶性油剂的类型选择为适于“填密步骤”这个后续步骤。包含在油剂溶液中的活性剂的类型按照包含在油剂溶液中的水溶性油剂的类型来选择。油剂溶液中水溶性油剂和活性剂的浓度按照适于“填密步骤”这个后续步骤的油剂剂量来调整。

准备油剂溶液的方式是使得水溶性油剂和活性剂在温水中混合和溶解。温度为50-60℃。水溶性油剂设为包含大约30％烷基胺氧化物的水溶液。水溶性油剂的混合比例为50-60ml/l。活性剂是非离子表面活性剂。活性剂的混合比例是13-20ml/l。工件浸入油剂溶液中所要求的时间为0.5-1分钟。

包含工件的金属网笼从处理槽的油剂溶液中取出之后，在“干燥步骤”中所述金属网笼在离心干燥机中旋转。或者金属网笼经受来自热空气干燥机中的喷嘴的热空气的喷射。金属网笼中的各个工件被离心干燥或被热空气干燥。离心力吹走涂附在工件上的油剂溶液中的水分。或者水分被蒸发。在去除水分之后，残留了油分。符合油剂溶液浓度的一些水溶性油剂涂附在每个工件上。

在该实施例中，涂附在每个工件上的水溶性油剂的剂量被测量。测量设备是上述的“Oil count meter POC-100”。测量结果表明，每个质量为40-50克的工件上残留的水溶性油剂的剂量为4-30毫克。涂附的水溶性油剂的剂量调整在目标值±10％的范围内。

工件连续通过“油剂涂附步骤”和“干燥步骤”，使得水溶性油剂涂附到工件上。水溶性油剂的类型和剂量适于在“切削步骤”之后的“填密步骤”。已经涂附了用于填密的水溶性油剂的工件通过“填密步骤”，使得工件被填密。

如果残留在填密工件上的填密水溶性油剂有碍于此后的步骤，则将涂附在填密工件上的水溶性油剂加热到大约400℃或以上。结果是，水溶性油剂被分解、气化和分散。通过加热填密工件，能容易去除残留的水溶性油剂。

附带地，为提高不锈钢工件的防锈效果，可在上述“水洗步骤”和上述“油剂涂附步骤”之间执行钝化步骤。在钝化步骤中，除过油和水洗过的工件浸入硝酸水溶液中，并在工件从硝酸水溶液中取出之后，按照上述“水洗步骤”中相同的方式用水清洗工件。

第二个例子(参见图3和图2)

在这个例子中，每个工件是流体机械的金属部件，由不锈钢制成。如图3所示，部件连续通过“切削步骤”、“油剂步骤”和“压配合步骤”。在“油剂步骤”中，实行按照本例的涂附油剂的方法。“压配合步骤”是一种装配步骤。

用于冷却、润滑或消除碎片的切削油剂涂附和残留在通过“切削步骤”所切削的工件上。涂附的残留油剂的剂量变化很大，并且不适于“压配合步骤”这个后续步骤。在“压配合步骤”中，一些工件的轴部分通过压配合进入一些工件的孔部分。相应地，在压配合时有必要提供润滑油剂以减小摩擦。

因此，如图2所示，在“压配合步骤”之前代替“油剂步骤”，由“切削步骤”这个前一步骤所切削的工件连续通过“油剂去除步骤”、“水洗步骤”、“油剂涂附步骤”和“干燥步骤”，以涂附适于“压配合步骤”这个后续步骤的油剂剂量和类型。

大量工件被放入金丝网笼。在“油剂去除步骤”中，工件浸入除油溶液中，并在“水洗步骤”中用流水清洗。结果，去除了所有切削油剂。“油剂去除步骤”和“水洗步骤”的详细内容与第一个例子相同。

在通过“水洗步骤”之后，包含工件的金属网笼到达“油剂涂附步骤”，而不需插入干燥步骤。在“油剂涂附步骤”中，包含工件的金属网笼移入处理槽中的油剂溶液中，同时沉入油剂溶液。金属网笼中的各个工件浸入油剂溶液中。油剂溶液涂附到切削油剂已从其上去除的工件上。

准备油剂溶液的方式是使得水溶性油剂溶解在水中。包含在油剂溶液中的水溶性油剂的类型选择为适于“压配合步骤”这个后续步骤。油剂溶液中水溶性油剂的浓度按照适于“压配合步骤”这个后续步骤的油剂剂量来调整。

准备油剂溶液的方式是使得水溶性油剂在温水中混合和溶解。温度为50-60℃。水溶性油剂为通常用作润滑油或加工油的水溶性聚二醇衍生物。水溶性油剂的混合比例为10-50ml/l。各个工件浸入油剂溶液中所要求的时间为0.5-1分钟。

金属网笼中的各个工件从油剂溶液中取出之后，在“干燥步骤”中所述工件被离心干燥或用热空气干燥。在去除水分之后，残留了油分。符合油剂溶液浓度的一些水溶性油剂涂附在每个工件上。

工件连续通过“油剂涂附步骤”和“干燥步骤”，使得水溶性油剂涂附到工件上。水溶性油剂的类型和剂量适于在“切削步骤”之后的“压配合步骤”。已经涂附了用于压配合的水溶性油剂的工件通过“压配合步骤”，使得工件被压配合。

第三个例子(参见图3和图2)

在这个例子中，每个工件是内燃机的金属部件，由铝合金制成。如图3所示，部件按照与第二个例子相同的方式连续通过“切削步骤”、“油剂步骤”和“压配合步骤”。在“油剂步骤”中，实行按照本实施例的涂附油剂的方法。

按照与第二个例子相同的方式，如图2所示，在“压配合步骤”之前代替“油剂步骤”，由“切削步骤”这个前一步骤所切削的工件连续通过“油剂去除步骤”、“水洗步骤”、“油剂涂附步骤”和“干燥步骤”，以涂附适于“压配合步骤”这个后续步骤的油剂。

大量工件被放入金丝网笼。在“油剂去除步骤”中，工件浸入除油溶液中，并在“水洗步骤”中用流水清洗。去除了所有的切削油剂。

除油溶液是温水中溶解的碳酸氢钠、三磷酸钠和表面活性剂的混合物。温度为50-60℃。混合物的比例如下：1-10g/l的碳酸氢钠，10-30g/l的三磷酸钠，以及0.1-20g/l的表面活性剂。工件浸入油剂溶液中所要求的时间为10-15分钟。“水洗步骤”与第一个例子中的相同。

在通过“水洗步骤”之后，包含工件的金属网笼到达“油剂涂附步骤”，而不需插入干燥步骤。在“油剂涂附步骤”中，包含工件的金属网笼移入处理槽中的油剂溶液中，同时沉入油剂溶液。金属网笼中的各个工件浸入油剂溶液中。油剂溶液涂附到切削油剂已从其上去除的工件上。

准备油剂溶液的方式是使得水溶性油剂和用于分散水溶性油剂的活性剂溶解在水中。包含在油剂溶液中的水溶性油剂的类型选择为适于“压配合步骤”这个后续步骤。包含在油剂溶液中的活性剂的类型按照包含在油剂溶液中的水溶性油剂的类型来选择。油剂溶液中水溶性油剂和活性剂的浓度按照适于“压配合步骤”这个后续步骤的油剂剂量来调整。

准备油剂溶液的方式是使得水溶性油剂和活性剂在温水中混合和溶解。温度为50-60℃。水溶性油剂设为包含大约30％烷基胺氧化物的水溶液。水溶性油剂的混合比例为50-60ml/l。活性剂是非离子表面活性剂。活性剂的混合比例是13-20ml/l。工件浸入油剂溶液中所要求的时间为0.5-1分钟。

金属网笼中的各个工件在从油剂溶液中取出之后，按照与第一个例子相同的方式通过“干燥步骤”使其被干燥。符合油剂溶液浓度的一些水溶性油剂涂附在每个工件上。水溶性油剂的类型和剂量适于在“切削步骤”之后的“压配合步骤”。已经涂附了用于压配合的水溶性油剂的工件通过“压配合步骤”，使得工件被压配合。

如果残留在压配合工件上的压配合水溶性油剂有碍于此后的步骤，则将水溶性油剂加热蒸发。

尽管本发明已关于特定实施例详细说明，但是在不背离本发明精神和范围的的情况下，各种改变和修改对本领域的技术人员是显而易见的。

本申请建立2004年1月8日提出申请的日本专利(专利申请2004-003409)的基础之上，在此参引其内容。

工业适用性

本发明可以用于处理内燃机中的氧气传感器装置或点火塞装置这样的金属部件、合成树脂或陶瓷部件和产品，及其加工中的产品。