用于表面加工的方法、添加剂的用途和表面加工介质与流程

本公开涉及一种借助起研磨作用的介质对工件进行表面加工的方法。本公开还涉及在表面加工时废料产物可轻易点燃或者甚至自燃的现象。此外，本公开涉及一种用于工件的表面加工的表面加工介质。本公开涉及用于降低废料产物的自燃倾向的措施。

背景技术：

本公开一般性地涉及表面加工的领域，特别是机械的表面加工的领域。如果在本文中采用术语“表面加工”，则其特别是指抛光工艺、刷涂工艺、磨削工艺、压缩空气射流工艺和类似的材料去除工艺或表面平整工艺。此外，术语“表面加工”也是指切削的制造工艺，其中对工件进行加工，其中，去除的材料以切屑的形式积聚。切削的工艺或切割工艺例如是车削、钻孔、铣削和磨削。抛光、刷涂、磨削、采用喷射物料的压缩空气射流和通常的切割工艺在根本上可以理解为平整的加工工艺的子集。刷涂应用、抛光应用、喷射应用、磨削应用和切削工艺可以在技术上部分地重叠。

通常，抛光工艺、刷涂工艺、压缩空气射流工艺、磨削工艺和切割工艺用于减小构件的表面粗糙度，且优选在构件表面上产生光泽。也可考虑如下应用：在这些应用中，去除毛刺等更为重要。从抛光加工到磨削加工的过渡通常是顺畅的。抛光应用在机械的精加工领域，特别是在表面的机械精加工领域往往是适宜的。

此外，本公开尤其涉及工业的磨削、车削、钻削、铣削、刷涂、压缩空气射流或抛光的领域，优选涉及高度自动化的磨削、车削、钻削、铣削、刷涂、压缩空气射流和抛光。磨削机构、刷涂机构、压缩空气射流机构、用于切割的制造机构或抛光机构是公知的，其比如包括加工室，在这些加工室中一方面设置了表面加工装置本身，但另一方面也设置了用于自动地输送待加工的工件的部件。例如可以设置操作机构如机器人、回转式机床或平板式抛光机，它们被设计用于抓取待加工的工件并使其与加工工具接触。

在此基本上无关紧要的是，工件和/或工具主动地相对于另一部件移动。除了已知有操控工件的加工外，还已知有操控工具的加工。在这种情况下，把工件固定在相应的接纳部中，然后利用接纳在可移动的端头上的工具进行加工。这种加工方式例如应用于加工大型工件。此外，操作机构可以被设计用于引起在工件与加工工具之间的相对移动，以便加工工件的所希望的区域。换句话说，可以比如设置操作机器人，其模仿“手动地”使得工件相对于(转动的)加工工具摆动或移动。

作为用于表面加工的介质，采用起研磨作用的介质，即其比如具有研研磨颗粒。起研磨作用的介质例如是抛光剂、刷涂剂、喷射剂或研磨剂。它们通常以规定的剂型或状态进行提供。所述介质在此可以比如是固体、固态胶或乳浊液。此外，抛光剂等可以比如作为软膏、脂肪和/或抛光油存在。

此外在本公开的范畴内，起研磨作用的介质也是加工工具的一些部分。这些部分例如是在加工之后可以更换的部分，比如可转位式刀片。然而，起研磨作用的介质也可以是安装在加工工具中的切割物质，例如工具钢、硬金属、陶瓷刀具、氮化硼或金刚石。

根据示范性的实施方式，本公开涉及抛光。抛光通常基于不同的工作原理。一方面，在抛光是进行一定的材料去除。此外，在抛光时通常使得工件的表面结构的粗糙凸尖变形，特别是进行平整。另外，在抛光时可以至少部分地将空穴或不平整处填满。

用于抛光的装置例如包括抛光轮、抛光盘或抛光带。抛光轮可以提供载体材料，该载体材料比如由天然材料(天然纤维、棉花、西沙尔麻、纸张等)或人造材料(人造纤维)制成。也可以为抛光轮采用海绵状材料。抛光加工通常如下进行：把合适的抛光剂涂覆到抛光轮上。由于抛光轮与待加工的工件之间的相对移动，抛光剂可以与工件接触，以便加工地、特别是平整地作用到该工件上。

抛光轮、刷子等抛光工具可以具有一些作用区域，这些作用区域包括诸如棉花、西沙尔麻、聚合物、纸张、毛毡、皮革的物质或类似组成部分。砂轮具有基本上更硬的材料。这些砂轮往往具有金属或陶瓷材料。(用于抛光、刷涂或磨削的)所述轮通常可以称为抛光剂载体。研磨颗粒可以比如基于矾土、刚玉、氧化铝、氢氧化铝、硅酸铝、硅酸铝镁、碳酸钙、三氧化铬、氧化铈、石英、铁氧化物、硅石或类似的硬材料构成。

本公开涉及工件的表面加工，这些工件的待加工的表面优选由金属或金属合金构成，特别是由轻质金属、轻质金属合金或有色金属或有色金属合金构成。例如，所述表面由镁、铝、钛、铁、铜、锌等制成，或者由含有它们的相应合金制成，例如黄铜、青铜等。在加工工件时出现材料去除。在这种情况下，例如去除工件表面的最上层。至少部分地，所述加工可以包括平整。此外，表面加工还涉及工件的切削，其中，不仅去除表面，而且例如铣削、车削或钻削工件。

此外，根据示例性的实施方式，本公开涉及喷砂。喷砂通常是指如下过程：在该工程中，借助压缩空气射流利用固体喷射材料通过喷射剂的作用对工件表面进行加工。作为喷射剂，可以例如采用砂子、玻璃珠、玻璃粒料、刚玉、白刚玉、硬铸铁、铸钢、不锈钢、陶瓷、塑料、热固性塑料、天然芯、黄铜格里斯、石榴石砂、斯巴西夫(sibasiv)或其它相应的喷射剂。在借助喷砂加工表面时，有喷射碎屑残留，其与被除去的材料一起作为废料积聚。根据所使用的喷射介质而定，被除去的材料经常积聚为会导致粉尘爆炸的灰尘。为了能够至少部分地限制这种粉尘爆炸，通常将喷射物料与所产生的废料一起收集在湿式分离器中。尽管采取了这种措施，仍然在湿式分离器内部经常发生并非所愿的火灾。

已观察到，积聚的废料如磨削废料、刷涂废料、喷射剂废料、切削废料或抛光废料，特别是在加工金属尤其轻质金属时积聚的这种废料可轻易地点燃。这在极端情况下甚至可以导致废料的自燃。根据在表面加工时积聚了何种废料产物而定，废料产物可能在表面加工过程中的不同时间点燃。例如，由混有抛光剂和水的轻质金属粉尘构成的抛光废料倾向于自燃。在此，废料自己加热，这例如是因为在废料的各种组成部分(金属粉尘、金属屑、脂肪、油、蜡等)之间的发生的氧化或其它反应，其特别是当散热不充分时导致废料变热，最终导致自燃。这种废料通常在一段时间内汇集起来并送去处置。这种废料通常存放在远离其它设施的场所，以便在发生火灾时尽可能不产生附带损害。

如果废料产物是例如在喷射加工时积聚的金属粉尘，则这些粉尘应从环境空气中除去。在这种过程中，应该遵守空气中粉尘份额的极限值。为了给空气除去粉尘，例如可以使用湿式分离器，在这种情况下，所产生的粉尘结合在水中。除了给空气除去粉尘之外，湿式分离器还提供了可以抑制金属粉尘的粉尘爆炸的进一步的优点。然而，金属可以与水反应形成高度易燃的氢气，而氢气又是可燃气体。

通常认为，不能百分之百地避免这种研磨废料、刷涂废料、喷射废料、切削废料和抛光废料的点燃。这也体现在，即使在安全要求高的高度发达国家，也有这种火灾的记录。

技术实现要素：

在这种背景下，本发明的目的在于，提出一种用于工件的表面加工的方法，其中，可以减少、优选避免至少一些上述缺点。特别地，该方法应尽可能地有助于减少加工废料特别是研磨废料、刷涂废料、喷射废料、切削废料和抛光废料的自燃。此外，本发明的目的在于，提出一种表面加工介质，特别是研磨剂、刷涂剂或抛光剂，其尽可能地降低废料的自燃倾向。还要提出合适的添加剂的尽可能有利的用途。

关于所述方法，本发明的目的通过一种借助起研磨作用的介质用于工件的表面加工的方法得以实现，其中，该方法包括如下步骤：

提供加工工具；

提供起研磨作用的介质；

输送带有待加工的表面的工件；

对工件进行表面加工，包括材料去除，其中，产生废料产物；

优选通过将废料产物润湿来准备废料产物；

其中，至少一个所述步骤包括：

添入添加剂，用于降低废料产物的自燃倾向，其中，所述添加剂含有选自碳酸盐和/或卤素阴离子的盐。

本发明的目的通过这种方式完全得到实现。

根据另一方面，本发明还涉及一种用于工件的表面加工的方法，其中，该方法包括如下步骤：

提供加工工具；

输送带有待加工的表面的工件；

对工件进行表面加工，包括材料去除，其中，产生废料产物；

优选通过将废料产物润湿来准备废料产物；

其中，至少一个所述步骤包括：

添入添加剂，用于降低废料产物的自燃倾向，其中，所述添加剂含有选自碳酸盐和/或卤素阴离子的盐。

根据本发明，可以通过混入添加剂来降低所产生的废料产物的自燃倾向，其方式为，降低废料的潜在危险的组成部分的反应性。为此，在所述方法的至少一部分步骤中添入添加剂，该添加剂含有选自碳酸盐和/或卤素的盐。通过将废料产物润湿，可以使得添加剂溶解在用于润湿的溶剂例如水中，并与废料的组成部分反应。

首先，添加剂以何种方式混入在这里是无关紧要的，只要添加剂能以所希望的方式存在于废料产物中或者与废料的组成部分发生缓和反应即可。

如果在本公开的范围内提到“输送带有待加工的表面的工件”，则其涵盖任何方式的相对的输送运动。换句话说，这可以是指工具的运动和/或工件的运动。

已认识到，火灾或自燃可归因于废料产物的特殊性质和作用机理。这也包含偏离先前普遍代表性的关于表面加工特别是抛光加工、刷涂加工、研磨加工、切削工艺、压缩射流处理和类似的材料去除的或平整的加工工艺的废料产物的火灾频繁原因的理论。

从工件产生废料产物，其以金属碎屑和金属粉尘的形式积聚。所产生的金属粉尘可以具有部分地小于500μm的颗粒。特别是在切削加工比如研磨、车削、钻削或铣削时积聚的金属碎屑由相应大小的颗粒组成。这些粉尘以及碎屑的反应性非常强，并且倾向于在较大的热作用下与周围空气的氧气化合。在这种情况下，也可以出现所谓的粉尘爆炸。为了在很大程度上限制粉尘爆炸，可以溶剂例如水把粉尘废料收集起来。在这种情况下，金属粉尘与溶剂发生反应。但在这种情况下形成了非常易燃的氢气，而氢气又会与空气中的氧气在所谓的氢氧气反应中发生缓和反应。可是，非常易燃的氢气也会通过周围的热源而点燃。因此，会由全部的废料产物产生增大的火灾危险。该火灾危险与金属种类、浓度和颗粒大小有关。

除了积聚工件的粉尘颗粒外，在表面加工时还积聚了其它的废料产物，由这些废料产物也会产生增大的火灾危险。这些废料产物可以包括加工工具的去除部分，另一方面包括起研磨作用的介质的残余。通常可以认为，起研磨作用的介质的20％至50％在加工时干脆被甩掉了，从而这些量的介质直接作为废料产物积聚起来。这导致起研磨作用的介质形成了废料的显著部分。

“起研磨作用的介质”在本公开的范围内例如是指固体颗粒、研磨剂、切割物质或喷射剂。起研磨作用的介质可以例如包含在抛光剂、刷涂剂或研磨剂中。此外，起研磨作用的介质也可以是加工工具本身的一部分，例如切割物质如工具钢、硬金属、陶瓷刀具、氮化硼或金刚石。

“废料产物”在本公开的范围内是指所有在表面加工过程中产生的或者多余的、未与待加工的工件接合的部分。例如把各种不同的废料产物收集起来，并通过润湿进行准备。“废料”相关地是指在表面加工时积聚的例如浆液或者压块形式的“废料产物”的总和。作为废料，所有积聚的废料产物的总和在整体上形成了由潜在可燃的材料构成的混合物，这会附加地增大火灾危险。但废料产物也是指在表面加工时通过氧化而产生的产品；例如在金属粉尘和水反应时会形成的非常易燃的氢气。

通常，例如由于处置原因和/或安全原因，废料产物通过润湿进行后处理。由此抑制粉尘释放，比如通过借助液体来压抑粉尘，以便尽可能在根本上禁止金属的组成部分的可能的反应。可能的准备方法如下：湿式法；通过将释放出来的粉尘立即润湿来使得粉尘湿式分离的干式方法；通过在湿式分离器中将粉尘润湿来使得粉尘湿式分离的干式方法。这些方法例如通过作业保护规定进行调控，并且形成所产生的废料产物的第一准备步骤。

在湿式方法中，用水或其它合适的冷却润滑剂将工件和/或加工工具润湿，从而相应的去除部分作为浆液或混合物积聚。在这种情况下，从工件去除的金属粉尘和金属碎屑可以与水或其它合适的冷却润滑剂反应。

对于通过将释放出来的废料立即润湿来使得废料产物湿式分离的干式方法，废料在产生位置之后直接用水润湿，必要时用减压剂或者其它合适的液体进行润湿，从而废料尽可能完全地接合，并且作为浆液或混合物积聚。加工机械和液体供给于是相互关联，从而不可能干式运行。

对于在湿式分离器中将废料产物湿式分离的干式方法，积聚的废料产物在产生位置尽可能完全地吸除，并输送给合适的湿式分离器。

前述准备方法的目的主要是，给空气除尘，此外防止由工件的最小的表面颗粒构成的干燥的废料产物发生粉尘爆炸。然而已观察到，由在上述准备时积聚的所产生的“湿废料”或浆液仍产生火灾危险。根据本公开的一个方面，这种自燃倾向通过添入添加剂进行减小。潜在的火灾危险在当时不能以其它方式有效地抑制。

由这种废料导致的潜在危险归因于在余下的混合物中存有微小的和最小的金属颗粒(例如由液体特别是水、脂肪和油构成；废料产物等)，这种混合物由于其表面积大，有时在热作用下与空气中的氧气、水和湿气发生反应。由于这种反应放热地(即在释放能量/热量的情况下)进行，并且更常见的是，随着温度的升高而加快反应速度，而且存放废料往往导致出现热量积聚(例如在较大的集装箱中)，所以要考虑到这种反应现象随着时间推移而加速。于是在这种条件下经常产生氢气(在反应能力很强的“原初积压状态下”)，氢气甚至会导致自动的自燃，有时与可能的并行发生的放热的金属氧化反应一起导致自燃。

(最初湿的)特别是存放的废料的自燃可能性还通过水的蒸发进一步增大。例如，把废料收集在开口容器中，其中会出现水蒸发。结果，随着时间的推移，废料变得越来越干燥，并且在这种废料中的可燃介质的浓度增加。湿废料具有自身冷却的优点，其中，废料的温度可以例如保持在100℃以下。此外，水可以与金属的最顶层反应，形成保护层。因此，水的蒸发从根本上是不利的，因为自燃的倾向取决于废料的干燥程度。蒸发取决于环境温度，因此，恰恰在温暖的天气情况下，这种废料可以快速点燃。这可能例如在贮存仓库中或在开口式集装箱中运输期间发生，有时甚至载重汽车(lkw)也会着火，具有很大的危害危险。

自燃的可能性通常随着金属颗粒的表面积大小、废料的干燥程度及随之引起的残余水分的减少而增加。虽然致密实心的金属件几乎不会发生危险的反应，除非在酸、碱或热水的作用下或者加热到高于熔化温度(牵涉到火灾)，但微小的金属颗粒比如粉末、金属粒子和细小的碎屑由于明显更大的表面积而具有不同的性质。

所产生的废料产物的自燃倾向增加了表面加工工艺等的成本。此外，难以存放、运输以及处置废料产物。

通常，在本公开的范围内，自燃是如下过程：在该过程中，系统因自身的能量累积而加热(直至点燃温度)，使得存在的可燃物质点燃。这可以包括可燃物质在没有点火源的作用下点燃，即没有因火花或火焰所致的外源点燃。所述点燃温度是指热物体上的物质表现出自燃时的温度(点燃温度)。

点火温度以及自燃的能力取决于残余水含量、压力、氧浓度和催化影响。如果在物质或物质混合物中发生放热反应(伴随着放热)，其反应热量不能向外排出，则会达到物质或物质混合物的点燃温度。自燃过程分为自身加热阶段和自燃阶段。温度升高的先决条件是化学反应物质或生物所致的过程，通过该过程提供必要的能量。所需的热量通过在燃烧物质本身的表面内或上的自发化学反应(例如自动氧化)或物理过程(摩擦、冲击、静电起电)产生。大多数自身加热过程和自燃过程与热量积聚时间以及空气中存在的适当量的氧有关。在细小的表面(灰尘)上吸附大量氧也会引起自燃。

根据一种示范性的实施例，盐含有碳酸盐和/或卤素。卤素优选是氟化物。根据示范性的实施方式，添加剂由盐构成。根据替代的实施方式，盐形成添加剂的组成部分。

根据一种示范性的设计，工件的待加工的表面可以优选由金属或金属合金构成，特别是由轻质金属和/或轻质金属-合金构成，或者尤其由有色金属和/或有色金属合金构成。根据本公开，工件的表面以涂层的形式存在，从而工件的基体可以由另一种材料构成。

在本公开中采用了术语“轻质金属”、“轻质金属合金”、“有色金属”、“有色金属合金”、“金属合金”和“金属”。

轻质金属通常是指其密度低于5g/cm²的金属和合金。原则上尤其可以采用铝、镁、钛以及少量铍和锂以及低浓度的其它元素作为合金元素。近年来，使用轻质金属日益重要。对此关键的是诸如低密度的材料性质，相关的是产品的小的惯性矩和小的重量。此外，工件的易变形性(比如通过浇铸或注塑)及其相对简单的可加工性是有利的。

作为有色金属，例如列举如下金属：镉(cd)、钴(co)、铜(cu)、镍(ni)、铅(pb)、锡(sn)和锌(zn)。这些金属的特点在于它们的既以其单纯形式又以相应的合金形式存在的有色性。有色金属具有高于轻质金属的密度(超过5g/cm²)，因此属于重金属。有色金属的合金例如是黄铜(铜和锌)或青铜(铜和锡)。其它优选的合金是这些有色金属和其他有色金属或铝、钛、镁等的合金。

在实验中可以表明，在来自于工件的材料去除的金属颗粒的氧化中可看出废料产物或废料的自燃的主要原因。这适用于全部上述金属，并且基本上可以涉及其他金属。金属颗粒可以形成所谓的热点。这导致废料的自身加热并最终导致自燃。这一发现特别令人惊讶，因为之前认为单独通过湿法准备就已可以让细粒的、含颗粒的去除材料不起反应。

如果废料特别是具有例如在抛光剂中含有的脂肪或油，则认为，起研磨作用的介质的油/脂肪的恰恰未饱和的化合物在其分布于大的表面上时通过与空气中的氧气直接氧化而产生足以在相应的条件下引发火灾并且最终引起明火的热量。换句话说，之前认为自燃的倾向是由于脂肪的双键氢化并由于在这种情况下所产生的热量而点燃金属颗粒。但是，这不是自燃的主要原因。

通常，碳酸盐是碳酸(h2co3)的盐和酯。在本公开的范围内，碳酸盐尤其是指碳酸的盐。由双质子(二元的)酸衍生出两种系列的盐，即通式为m⁺hco3的碳酸氢盐也称为初级碳酸盐和通式为m⁺²co3的次级碳酸盐。次级碳酸盐基于双负电荷的碳酸根离子co3^2-。在本公开范围内，这些碳酸盐是添加剂的优选组成成分。

卤化物阴离子或卤化物通常是指并且在本公开的范围内是指周期表的第七主族(更确切地说是第17族)的元素的带一价位负电的离子，即卤素(f^-、cl^-、br^-、i^-、at^-)。术语“卤化物”和“卤化物阴离子”在本公开中同义地使用。卤化物形成由于其化学键合而不同的化合物。

第一组形成离子化合物(盐)，这些化合物由于相关元素之间的带电负性差异很大而由阴离子和阳离子组成，并且通过静电相互作用保持在一起。此外，卤化物可以形成共价化合物，在这些化合物中，带电负性的差异不如上述离子化合物那么大。键仍有电荷极性。另一组卤化物形成如下化合物，在这些化合物中，卤化物-离子作为复合物键合地存在。换句话说，卤化物阴离子作为配体存在。在本公开的范围中，卤素阴离子可以以任何形式键合地存在于添加剂中或者最终存在于废料中。

通过添加含有选自碳酸盐和/或卤素阴离子的盐的添加剂，金属以非反应形式键合，例如作为复合物或盐。所产生的化合物可以例如是：碳酸镁(mgco3)、碳酸铝(al2(co3)3)、碳酸锌(znco3)、氟化镁(mgf2)、氟化铝(alf3)、氟化锌(znf2)或氟化钛(tif4)。换句话说，金属与碳酸盐和/或卤化物之间存在化学反应，因此可燃金属不再作为可用的反应物。

如果在本公开中使用术语“非反应形式”，则应例如理解为，相应的物质不再被评级为易燃或可自燃。根据本公开，非反应性物质特别是未归类于ghs标记类ghs02中的那些物质。该类涉及极易燃的、易燃的和可燃的物质。

添入添加剂原则上可以在表面加工过程的至少一个子步骤中进行，前提条件是，添加剂最终存在于废料产物或废料中。例如，添入添加剂可以在多个步骤中进行，特别是如果即将产生特别易燃的粉尘的话。于是，加工工具除了具有起研磨作用的介质之外，还可以例如具有添加剂。替代地或附加地，添入添加剂可以在准备废料产物的子步骤中进行。

根据该方法的另一设计，工件的待加工表面由镁、镁合金、铝、铝合金、钛、钛合金、锌或锌合金构成。

金属镁、镁合金、铝和铝合金现在已经在耐用品的生产中占据了坚实的地位，其在机械制造、汽车制造和飞机制造中，或者对于各种日常用品，特别是也在建筑五金行业中，作为原材料。恰恰在轻质结构中，这些金属特别受关注。它们形成轻质材料，例如用于汽车应用。使用这些金属可以显着改善车辆的经济性。对于锌或其合金也有各种应用。在这种情况下，优选的合金例如是黄铜合金。黄铜具有可以易于加工和变形的优点。由锌与铝和镁的合金尤其制造车辆部件。

生产的大部分镁用于与铝的合金。然而，也生产由其主要成分为镁的合金构成的构件。有镁含量高达11％的铝合金和以镁作为主要组成部分的真正的极轻合金之分。

但不利的是，这些金属(mg、al、ti和zn)恰恰以非常小的颗粒例如金属粉尘或金属碎屑形式很容易点燃。在用溶剂例如水预先准备之后也会发生这种情况。

从化学角度来看，铝、镁、钛、锌以及其它金属对氧气具有巨大的亲和力。这可以例如在当微小金属颗粒暴露于大气中时几乎瞬间产生的氧化物薄膜中看出。氧化膜是惰性的，并且保护位于其下面的金属免受进一步的侵蚀。当金属粉末微粒被加热到点火点时，微粒质量如此之小，致使整个微粒可以几乎瞬间氧化。因此，这些微粒的大部分将“燃烧”。

根据该方法的示例性设计，所述盐选自于由碳酸钠、碳酸钾和氟化钠构成的组。原则上也可以考虑它们的组合。这些盐提供的优点是，它们特别便宜，并且在商业上容易获得。此外，这些盐由于它们的固态的物态(在室温下)而易于处理。此外，碳酸钠和碳酸钾属于无毒盐，因此由这些盐不会产生进一步的危险。

对废料产物的准备例如通过润湿进行。如上已述，所产生的废料产物优选按湿化学法收集。在这种情况下，火灾或爆炸的风险首先被降低到较小程度。通过在该方法的子步骤中添入添加剂，自燃倾向和与此相关的火灾风险再次降低，优选降至在特定情况下可容忍的水平。

在本公开的意义下，对废料产物的润湿可以用任何合适的液体进行；作为洗涤液，例如可以采用纯溶剂如水，但也可以采用悬浮液如石灰乳。在这里，本领域技术人员清楚他必须使用多少量的液体。这里要注意的是，避免火灾、处置所产生的废料的成本、液体的类型等。

根据该方法的另一设计，对废料产物的准备在湿式分离器中进行，包括产生湿废料。该设计与前述设计的不同之处仅在于使用湿式分离器。所用的液体可以类似地使用。

通常并且在本公开的范围内，湿式分离器或所谓的吸收器是一种工艺工程设备，其中使气流与液体流接触。湿式分离器的工作方式基于使得颗粒从流动的载有颗粒的气体转移到液体中。为此，要在气体和液体之间形成相应的相界面，并在这两相之间产生相对运动。在气体和液体尽可能充分混合的情况下实现相界面的一种方法是使得一相扩散到另一相中。也就是说，例如，在液体中或液滴中产生大量气泡，或者，液体作为或多或少分开的射流存在于系统中。原则上可行的使气体和液体彼此接触的另一种方案是，环流被液体润湿的物体。可以在湿式分离器-设备中找到的大量变型基于形成相界面且在气体与液体之间产生相对运动的各种可行方案。

气流的通过组分可以是固态的、液态的或气态的物质，特别是在表面加工时积聚的废料。

根据该方法的另一设计，添入添加剂在湿式分离器内和/或在湿废料中进行。该设计提供的优点是，添加剂完全存在于湿废料中，并因此降低了其自燃的倾向。在这种情况下，碳酸盐和/或卤化物阴离子可以直接与在液态的特别是水状的废料中的可燃金属反应形成非反应性化合物。

添加剂可以在该方法的部分步骤中以固态形式或以稀释形式加入，例如溶解在溶剂中。根据示例性的设计，添加剂可以溶解在溶剂例如水中，并在湿式分离器中用作液体流。这允许自动控制对添加剂的添加。此外，添加剂可以手动添加到所产生的湿废料中，或者替代地通过导管进入湿废料中。为此，添加剂可以例如仅由例如碳酸盐和/或卤化物阴离子所组成的盐构成。

根据该方法的另一设计，对废料产物的准备包括压制成块，其中，对添加剂的添加在压制成块之前进行。即使在这种方式的后处理时，添加剂也可有助于减小自燃倾向。这可能涉及压制成块之前的时段，在该时段中，废料产物至少部分地以粉尘形式存在。

根据该方法的另一设计，加工工具设计为砂轮、刷涂轮、抛光轮、切削工具或喷射设备。如已述，本公开意义上的优选的表面加工是工业研磨、切削、刷涂、喷射或抛光。为此，使用抛光轮、铣刀、车刀、刷涂轮、喷射设备或砂轮作为加工工具。此外，作为加工工具，可采用其它切削工具。

根据该方法的另一设计，将添加剂引入和/或施加到砂轮、刷涂轮、切削工具或抛光轮中或上。在本公开的范围内，这可以例如通过浸渍在添加剂中来进行。结果，用添加剂特别是浸透载体材料。另一种可行方案是，把添加剂涂层到研磨轮、刷涂轮或抛光轮或切削工具上。在此，载体材料也是添加剂的载体，然而，添加剂在该设计中越来越多地位于加工工具的载体材料的最外层上。为此，添加剂作为溶液存在，因此除了盐之外，还存在其它添加剂和液体。如果表面加工是喷射处理，其中，喷射物料通过压缩空气加速到待加工的表面上，则添加剂也可以与喷射物料混合。

在另一个优选的设计中，添加剂也可以在载体材料的生产过程期间就已经加入到材料中。当载体材料由诸如合成纤维的人造材料制成时，这是特别优选的。

根据该方法的另一设计，起研磨作用的介质是抛光剂、刷涂剂、喷射物料、切削剂或研磨剂。抛光剂、刷涂剂或研磨剂通常由脂肪、油和实际的起研磨作用的介质如研磨颗粒构成。研磨颗粒以及喷射物料可以例如由矾土、刚玉、氧化铝、氢氧化铝、硅酸铝、硅酸铝镁、三氧化铬、碳酸钙、氧化铈、石英、铁氧化物、硅石等构成。视预期的用途而定，研磨颗粒可具有约0.1μm(微米)至约200μm的尺寸。研磨颗粒可以形成起研磨作用的介质的约20％至70％的质量份额。切削剂通常包括硬金属、工具钢、陶瓷刀具、氮化硼或金刚石。

根据该方法的另一设计，抛光剂设计为固态胶或乳浊液。用于表面加工的乳浊液通常由水、脂肪、油以及研磨颗粒(通常基于陶瓷材料)的混合物构成，其理想地均匀分布在乳浊液中。乳浊液可以通过喷嘴喷出，并喷涂在抛光工具上。用于表面加工的固态胶是第二组重要的研磨剂或抛光剂。固态胶通常是由脂类(比如包括脂肪油和蜡)、混合的添加剂以及相应量的研磨颗粒构成的混合物，所述研磨颗粒理想地与载体材料均匀混合。

根据该方法的另一设计，将添加剂添加给抛光剂。以这种方式也确保了所产生的废料产物的自燃倾向降低。在一个示例性设计中，有效的碳酸盐和/或卤素阴离子以用过的抛光剂的形式作为废料产物与其它废料产物一起进入到实际废料中。在该废料中，离子可以与金属反应成非反应性化合物，从而也以这种方式降低自燃倾向。可以借助试验来证明通过使用的抛光剂降低自燃倾向的效果。

该示例性设计是有利的，因为表面加工由此可以自动化地进行，而无需添入添加剂的额外步骤，例如添加到废料产物或废料中。添加剂已经包含在起研磨作用的介质中。

然而，添加剂也可以以其它方式混入，例如根据上述示例性实施方式混入。

根据该方法的另一设计，在起研磨作用的介质中，盐小于10重量％，优选小于5重量％，特别优选小于2.5重量％，但大于0.01重量％。借助试验可以表明，少量的盐就已足以降低废料的自燃倾向。此外，这些量不会影响或仅仅不明显地影响起研磨作用的介质的有效性。因此，与使用不含相应盐的起研磨作用的介质所能实现的相比，可以实现相同的或至少近似相同的表面加工结果。

本发明的目的还通过添加剂的用来降低废料产物的自燃倾向的用途来实现，该添加剂含有选自碳酸盐和/或卤素阴离子的盐、优选为氟化物。

以这种方式也完全实现了本发明的目的。

如上已述，具有可燃物质、特别是金属粉尘的废料产物可以自发点燃，并引起火灾以及有时甚至引起爆炸。根据该示例性设计，将金属转化为非反应性化合物的解决方案也可以类似地扩展到其它废料产物。废料产物在此可以例如是在金属加工时产生的。这些废料产物是湿废料，或具有液态介质的废料，化学反应由此可以朝向非反应性化合物进行。

根据该应用的另一个示例性设计，废料产物是抛光废料、刷涂废料、喷射剂废料、切削废料或研磨废料，通常是来自表面加工的废料。这些废料通常含有抛光剂、刷涂剂、喷射物料、切削剂或研磨剂的残余物，以及含有被加工的工件的去除部分，特别是金属碎屑或金属粉尘。

根据一种示例性的实施例，盐含有碳酸盐和/或卤素阴离子。卤素阴离子优选为氟化物。根据其它示例性的实施方式，盐选自于由碳酸钠、碳酸钾、氟化钠及其组合构成的组。

根据该应用的另一设计，废料产物在所公开的方法的至少一个子步骤中积聚。

此外，本发明的目的通过一种用于工件的表面加工的介质来实现，其中，表面加工介质含有抑制自燃的添加剂，其中，抑制自燃的添加剂是选自碳酸盐和/或卤素阴离子的盐、优选为氟化物。添加剂尤其可以是抛光剂、刷涂剂、喷射物料、切削剂或研磨剂。

以这种方式也完全实现了本发明的目的。

表面加工介质可以例如是固体、膏料(固态膏料)或乳浊液。根据一个示例性的设计，表面加工介质还含有研磨颗粒特别是陶瓷研磨颗粒和脂类，其中，脂类选自于由脂肪、油和蜡构成的组。表面加工介质也可以含有水。可考虑本领域技术人员所熟悉的其它组分，例如助熔剂。

根据另一设计，表面加工介质应用在所公开的用于降低废料产物的自燃倾向的方法中。

不言而喻，尽管未明确提及，这里所述的方法、应用和表面加工介质可以按相同的或相似的方式进行改进。此外不言而喻的是，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的上述特征和下面还要说明的特征不仅可按分别给出的组合使用，而且可按其它组合使用，或单独使用。

附图说明

从以下参考附图对优选实施例的描述，可得到本发明的其它特征、性质和优点。这些实施例纯粹是说明性的，并不限制本发明的主题。

参见附图，在这些附图中：

图1以方框图示出用于工件的表面加工的方法的一种示范性的实施方式；

图2以展示图示出利用可能合适的添加剂进行示范性的量热的测量(arc-测量)的结果；

图3以展示图示出另一arc-测量的结果，其中针对添加剂进行其它改变；

图4以展示图示出另一arc-测量的其它结果，其中针对添加剂进行其它改变；

图5以展示图示出另一arc-测量的结果，其中针对添加剂进行其它改变；

图6以展示图示出另一arc-测量的结果，其中针对添加剂进行其它改变。

具体实施方式

图1以方框图示出用于工件的表面加工的方法的一种示范性的实施方式。该方法可以尤其包括金属工件的去除材料和/或平整材料的磨削加工、刷涂加工、喷射加工、切削加工或抛光加工。

根据步骤s10，该方法包括提供加工工具，特别是砂轮、刷涂轮、喷射设备、切削工具或抛光轮。加工工具例如设计成轮盘形，并且紧固在与驱动部耦联的主轴上。加工工具被构造用于接纳表面加工介质。为此可以把加工工具设计成至少在一定条件下能吸收和/或多孔。加工工具可以例如包含纤维、织物和/或海绵状材料。

另一步骤s12涉及提供用于表面加工的起研磨作用的介质。特别地，这可以涉及到研磨剂、刷涂剂、喷射物料、切割物质或抛光剂。所述介质可以例如设计成固体、固态胶或乳浊液。该介质通常包括起研磨作用的组成部分，比如研研磨颗粒、切割物质或喷射物料，它们能够嵌入到载体物质中，比如基于脂类的载体物质。步骤s12还可以包括把介质涂覆到在步骤s10中提供的加工工具上。这可以手动地或者自动地进行。根据表面加工介质的类型而定，所述涂覆可以包括喷涂、浇注、压紧和类似的过程。

另一步骤s14包括输送带有待加工的表面的工件。该工件至少部分地是金属的，特别是由轻质金属或有色金属制成，比如由铝、镁、锌、钛制成，或者由含有铝、镁、钛和/或锌的合金制成。所述输送可以包括自动的或手动的输送。通常把工件输送到位置固定地布置的、但与驱动部耦联的加工工具上。但这并不排除按照替代的示范性的实施方式将加工工具输送到工件上。通常，步骤s14可以包括在工件与加工工具之间的相对移动。

除了可考虑操控工件的加工外，还可考虑操控工具的加工。在这种情况下，把工件固定在相应的保持器中，然后利用工具的可多维度地摆动的端头进行加工；“输送”因而应相对地理解。换句话说，这可以涉及到操控工具的加工，但也可以涉及到操控工件的加工。

然后是步骤s16，该步骤包括对工件的真正的表面加工。在此，去除工件的材料，特别是去除切屑或其它会形成灰尘的小颗粒。此外，在加工时往往产生加工工具的去除部分，其形式例如为纤维残余，特别是由棉碎屑或粉尘构成。此外产生其它来自于表面加工介质的废料。这一方面涉及到介质的根本就未参与真正的加工、而是被加工工具甩掉的部分。它还可以是表面加工介质的已接触工件的部分量。在表面加工时产生的废料因而包括各种不同的组成部分。

在表面加工时产生的废料产物在步骤s18中通过润湿进行准备。这可以包括把废料从真正的加工地点移除。这可以例如通过连续工作的吸尘器来进行。但在加工地点往往留有一些未被吸除的剩余废料产物。这些废料产物可以机械地移除，例如手动地通过定期清洁进行移除。根据至少一些示范性的实施例，步骤s18包括在湿式分离器中处理废料产物。可考虑其它的废料处理和废料准备的方式。例如并不罕见的是，对废料产物进行暂存，以便比如汇总足够大的量，然后可以进行处置。

对废料产物的准备的一个示范性的实施方式包括将废料压制成块。在这种情况下，将废料压紧，并由此脱水，其中，同时从废料中抽出氧气。相关地往往给废料添加其它的粘接剂添加剂。

另一步骤s20涉及处置废料产物。这需要专门的知识和特殊的工艺，因而这通常由具备资质的承包商来进行。

无论在加工期间还是在加工之后，都存在废料自燃或者因外源点燃引发火灾的根本性危险。这在理论上甚至可以在加工地点现场发生。然而，通过安全规定-其比如规定使用吸尘器，这种危险明显减小。可是，有时观察到所汇总的废料倾向于自动地自燃。其危险随着废料量和存放时长及与此相关的水分蒸发而在根本上提高。其它的影响因素已在前面介绍过。

在本公开的范围内提出，在所述方法的至少一个部分步骤中混入或加入添加剂，该添加剂最终降低了废料的自燃倾向。

步骤s22、s24和s26分别涉及混入添加剂。步骤s22、s24和s26分别是用来混入添加剂的不同的可行方案。步骤s22、s24和s26分别可以调换。但这并不排除为了混入添加剂而采用步骤s22、s24和s26中的两个或多个。重要的是，添加剂至少在准备废料产物(步骤s18)之后可证明有效。

添加剂可以例如按照步骤s22在提供加工工具时(步骤s10)进行添加。于是可考虑的是，相应地处理加工工具。添加剂可以比如通过在加工时产生的片状废料-它是废料的组成部分-加入到所产生的废料中。但添加剂也可以溶解于在准备废料产物时使用的溶剂中。

添加剂还可以例如按照步骤s24在提供表面处理剂(步骤s12)期间添加。换句话说，可以给所用的介质比如研磨剂、刷涂剂、喷射物料、切割物质或抛光剂设有添加剂。表面处理剂形成了所产生的废料的组成部分，从而添加剂最终在那里可供使用，以便降低废料、特别是废料中的金属碎屑和金属颗粒的反应性。

添加剂还可以例如按照步骤s26在准备废料(步骤s18)期间加入到废料中。这可以包括使得废料与添加剂混合。添加剂也可以在将废料产物压制成块时加入。

实施例：

在表面加工时，特别是在抛光时，根据材料、所希望的表面质量和其它因素，使用各种不同的抛光剂。在这种情况下产生的废料例如由抛光剂残余、抛光轮的棉纤维以及材料的所产生的金属去除部分构成。所述废料例如被吸除、引导经过湿式分离器，并随后进行存放。在存放时，废料有时自动出现自燃，必要时必须动用消防来控制所述自燃。

已表明，这种自燃的诱发因素是与被磨掉的轻质金属颗粒的氧化有关的反应热量。在下面介绍的试验中研究哪些添加剂适合于抑制或者至少弱化这种反应。

作为测量方法，考虑采用“acceleratingratecalorimetry(加速量热法)”(arc)。加速量热法(arc)是一种热分析方法，其中，在可控炉中放置了样本。在此，测量样本温度，并使得炉子跟踪样本温度，从而绝不会发生从样本到炉子中的热量流或者反向热量流。于是产生了至少近乎绝热的状况。

通过这种方式来模拟大型样本内部的情况，其中，因热量传导至外界所致的损失几乎为零，并且仅仅通过在样本中的化学反应进行加热。由于化学反应的速度与温度有关，所以通过所产生的反应热量，提高了反应速度，进而提高了样本内部的加热情况。也就是出现了自我增强的效果，必要时出现加速的加热。

在测量期间，首先使得样本处于规定的起始温度，并保持在那里。如果在给定的时间窗口内未记录温度上升，则炉子温度就会提高一个设定的量值，随后同样观察样本的温度上升。该方法持续进行，直到样本具有自身加热性。

从这个时候起，炉子自动地调节至实际样本温度。这持续至要么出现自身加热(例如通过完全反应)，要么达到压力或温度上限。

把测量绘制为关于温度(单位为℃)的自身加热

(自身加热速率(shr)，单位为℃/min)。在此可以借助曲线形状来获知是否为加速的加热及其从多高温度开始。

1.预备工作

在第一试验中还找出哪些化合物适合于降低抛光剂废料的自燃倾向。作为可能合适的候选物，首先选用盐：氟化钠和碳酸钠。

作为原材料，采用在含铝的工件的表面加工时产生的实际抛光剂废料。在表面处理期间，把积聚的废料产物汇总起来，而未经先前的后处理。也就是废料未在湿式分离器中进行后处理，因而在很大程度上是干燥的。

在进行arc-测量之前，第一试验包括根据如下步骤的预备工作：

1.在200ml的去离子水中溶解相应的盐(分别以10g的抛光剂废料为参照，按％的量)；

2.拌入10g的抛光剂废料，静置，再次搅拌；

3.让盐起作用(通常24h)；

4.对抛光剂废料过滤，并用蒸馏水洗涤；

5.在通风柜中在室温下干燥24h；

6.在干燥皿中在分子筛下存放，直至arc-测量。

在这种情况下，步骤1结合步骤2模拟了在湿式分离器中的通常在表面加工时采取的后处理。因此，所得到的认识也可用于已经过湿式分离器的废料。

在图2中示出了试验结果。相比于水(用作参照)，全部盐(naf、na2co3)都表现出较小程度的自身加热。在从230℃起的范围内可看到参照物的自身加热。在该第一试验中可以表明，氟化钠和碳酸钠作为加入的添加剂可以降低废料的自燃倾向。可以印象深刻地表明，在所选的浓度范围内几乎不会观察到样本的可测量的、潜在危险的自我加热。

除了arc测量外，还并行地进行dsc-测量(差示扫描量热法)(图中未示出)。该测量表明，全部的盐都降低了峰值的能量(j/g)(例如参照200℃)。附加地，起始-温度，即开始出现放热时的温度，提高了。

基于这种认识，利用碳酸钠和氟化钠进行其它试验。在此，既研究不同的添加剂浓度，又研究不同的作用时间。

2.改变盐的浓度和作用时间

在第二试验中研究盐的不同浓度和作用时间对废料的作用。该试验与针对第1点所述类似地进行。

该arc-测量的结果在图3中示出。

图3提供了关于样本的不同的自身加热过程的总览。全部的混有根据本公开的添加剂的样本都表现出相比于未处理的样本较小的自身加热性。在从230℃起的范围内，相比于1％的na2co3-样本在72h的作用时间下的情况，1％的naf-样本在89h的作用时间下表现出更明显的自身加热。附加地，相比于提到的1％的na2co3-样本在72h下的情况，10％的na2co3-样本在6h的作用时间下同样表现出更明显的自身加热。除了盐浓度的影响外，这也体现出作用时间的影响。

为了明晰地将这些影响分开，再一次以相同的24小时的作用时间重复naf-样本和na2co3-样本。这些结果在图4中示出。相比于参照物，自身加热减小至56.5％(碳酸盐)或39.1％(氟化盐)。

3.含有碳酸盐/卤素的盐的抛光剂

基于由前述试验得到的认识，在下一步骤中制作改性的抛光乳浊液，其分别带有盐：氟化钠、碳酸钠和碳酸钙。利用这些抛光剂，使用机器人进行抛光试验。所产生的废料在湿式分离器中进行准备，从而抛光废料以湿的形式存在。在进行arc-测量之前，这些试验包括如下步骤：

1.在200ml的去离子水中拌入10g的抛光剂废料，静置，再次搅拌；

2.让溶液静置24小时；

3.过滤掉残留物，并用蒸馏水洗涤；

4.使残留物在通风柜中在室温下干燥24h小时；

5.在干燥皿中在分子筛下存放，直至arc-测量。

这些试验的结果在图5中示出。

在这些试验中表明，在该设计中，相比于不同的碳酸盐，氟化钠的效果更差。此外，对于参照物-样本以及氟化-样本，曲线在末端随着温度的升高而变得陡峭，而碳酸盐在末端表现出略微平坦的曲线。在此，自身加热因而可以得到抑制，即使在较高温度下也可能停止。

因此，在另一试验中，给参照物混入1重量％或2重量％的碳酸钠并进行研究。在图6中把全部的碳酸盐样本都汇总起来。可以看出，从参照物到具有1重量％的碳酸盐的样本，自燃倾向明显减小。具有2重量％的样本除了具有较低的自燃性外，还在大约270℃时具有峰值，自燃性从该温度起又减小。该样本没有自加速的加热。根据这些测量，在抑制的性质方面，较高浓度的添加剂(例如2％，而不是1％)是优选的。

4.总结

在这些试验中，氟化物和碳酸盐已表明是合适的添加剂。在直接掺入配方中时，碳酸盐体现出比氟化物更好的效果，氟化物看起来更适合于使用较旧的抛光剂废料的初期试验。选择阳离子(钠或钙)对添加剂的抑制作用没有影响，且可以在配方制定期间进行优化。较高的添加剂浓度由于自身加热性减小而对废料的安全性有积极的影响。

还可以表明，即使对于在喷射工艺或切削工艺中积聚的废料，也可以降低自燃倾向。这些废料通常主要由金属粉尘或碎屑、喷射物料和水构成。通过添入添加剂，缓和了金属反应，从而可以在很大程度上限制形成非常易燃的氢气，由此也降低了该废料的自燃倾向。