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.
Entphosphatieren bietet großes Optimierungspotenzial
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. Ein wesentliches Thema in dieser Hinsicht ist auch die Entphosphatierung.
Für eine optimierte Badstandzeit beinhaltet das Niedertemperatur-Entphosphatiersystem anwendungsspezifische AufbereitungsadditiveFür 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, da sich auf den Bauteilen verbliebene Phosphat- und Schmiermittelschichten negativ auswirken können, beispielsweise durch eine Deltaferritbildung, eingebrannte Rückstände und sonstige Fehlstellen auf der Oberfläche. Darüber hinaus können Schäden an den Härteanlagen entstehen.
Die Entphosphatierung wird bisher meist mit komplexen Medienformulierungen mit vier, fünf oder mehr Komponenten und Temperaturen zwischen 75 und 80 °C sehr energieintensiv durchgeführt. Der Einsatz eines modernen Entphosphatiersystems, das seine reinigende Wirkung bereits bei geringen Temperaturen entfaltet, ermöglicht hier erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen.
Ein solches Medium stellte nun Stockmeier Chemie, langjähriger Partner für Entphosphatier- und Reinigungsmedien, vor. Die Weiterentwicklung enthält nur drei Komponenten: das flüssige Entphosphatiersystem, bestehend aus Lerabilt268 und Leraplex63, sowie ein anwendungsspezifisches Aufbereitungsadditiv zur Optimierung der Badstandzeit. Durch die spezielle Rezeptur des Systems wird bereits ab 50 °C eine stabile, prozesssichere Entphosphatierqualität erzielt. Diese Neuentwicklung wurde im Vergleich mit einem herkömmlichen Produkt mit vier Komponenten getestet.
Optimales Ergebnis, längere Badstandzeit und höhere Prozesssicherheit
Für die Versuche wurden zwei nahezu identische Reinigungs-/Entphospatieranlagen mit den verschiedenen Produkten betrieben. Das etablierte, aus vier Komponenten bestehende Produkt wurde bei Temperaturen von 75 bis 80 °C eingesetzt. Bei der neuen Lösung entschied man aus Sicherheitsgründen, nicht bei den möglichen 50 °C, sondern bei 60 bis 65 °C zu entphosphatieren.
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 Badstandzeit. 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
Obwohl die höchste Priorität auf der Qualität der Entphosphatierung lag, war auch die Ressourceneffizienz von großer Bedeutung. Die Temperaturabsenkung um 10 bis 15 °C führt bereits zu eine beachtlichen Energieeinsparung. Sie wurde bei dem involvierten Hersteller von Verbindungsteilen noch dadurch erhöht, dass das mit einer niedrigeren Temperatur und geringeren Medienkonzentrationen betriebene Entphosphatierbad 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.
