CH705281B1 - Process for removing a layer system from a workpiece comprises applying a chromium- and aluminum-containing layer directly on the workpiece, and removing the coating on the workpiece using an alkaline solution - Google Patents
Process for removing a layer system from a workpiece comprises applying a chromium- and aluminum-containing layer directly on the workpiece, and removing the coating on the workpiece using an alkaline solution Download PDFInfo
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- C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
- C23G1/19—Iron or steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablösen von Schichtsystemen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für das Ablösen von chrom- und aluminiumhaltigen Schichten. The invention relates to a method for detaching layer systems according to the preamble of claim 1, in particular for the detachment of chromium and aluminum-containing layers.
Stand der TechnikState of the art
[0002] Entschichtungsverfahren zur Ablösung von Schichtsystemen, die auf metallische Werkstoffe beispielsweise mit galvanischen, PVD- bzw. CVD-Verfahren aufgebracht wurden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise können TiN-Schichten mit einer wässrigen Wasserstoffperoxidlösung leicht in Lösung gebracht werden. Will man jedoch komplexere, beispielsweise ternäre oder quaternäre Schichtsysteme, die sich durch ihre mechanischen bzw. chemischen Eigenschaften für viele Anwendungen in der Werkzeug- bzw. Maschinenbauindustrie besonders eignen, ablösen, muss man im Allgemeinen zu aufwendigeren Verfahren greifen, die einen Einsatz von verschiedensten, teilweise teuren und/oder aus Gründen der Umweltbelastung bzw. Giftigkeit bedenklichen Chemikalien das elektrische Kontaktieren der Werkstücke für die Elektrolyse oder Ähnliches mit einschliessen und häufig trotzdem eine lange für industrielle Fertigungsprozesse inakzeptable Behandlungsdauer erfordern. Decoating process for the replacement of layer systems that have been applied to metallic materials, for example, with galvanic, PVD or CVD method are known from the prior art. For example, TiN layers can be easily solubilized with an aqueous hydrogen peroxide solution. However, if one wants to replace more complex, for example ternary or quaternary layer systems, which are particularly suitable for many applications in the tool or mechanical engineering industry due to their mechanical or chemical properties, one generally has to resort to more complex methods involving the use of a wide variety of sometimes expensive and / or environmentally harmful or toxic chemicals of concern include the electrical contacting of the workpieces for electrolysis or the like with and often still require a long for industrial manufacturing processes unacceptable treatment time.
[0003] In JP 3 320 965 wird in den Beispielen ein Verfahren zur Ablösung von TiAlN, ZrAlN, HfAlN und von Si3N4-Hartstoffschichten offenbart. Dabei werden alkalische Lösungen, die Permanganat- und Dichromationen in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten, angewandt. Die angegebenen Schichten konnten allerdings erst bei relativ hohen Dichromatkonzentrationen, hohem pH-Wert und Temperaturen über 40 °C, bzw. bei zusätzlicher Anwendung von elektrolytischen Verfahren zufriedenstellend abgelöst werden. Die schnellsten Entschichtungszeiten lagen dabei im Bereich von ein bis fünf Stunden. Dichromate haben allerdings bekannterweise auf Grund des sechswertigen Chroms ein hohes toxisches Potential und sind daher nur unter besonderen Vorsichtsmassnahmen anwend- bzw. entsorgbar. Weiters verursacht das Verfahren die Entstehung kleiner Poren im Substrat, wodurch eine bessere Schichthaftung erreicht werden soll. Dies ist jedoch beispielsweise für polierte Substrate nicht wünschenswert. In JP 3 320 965 a process for the detachment of TiAlN, ZrAlN, HfAlN and Si3N4 hard material layers is disclosed in the examples. Alkaline solutions containing permanganate and dichromate ions in different concentrations are used. However, the stated layers could be satisfactorily removed only at relatively high dichromate concentrations, high pH and temperatures above 40 ° C, or with additional use of electrolytic processes. The fastest decoiling times ranged from one to five hours. However, dichromates are known to have a high toxic potential due to the hexavalent chromium and are therefore applicable or disposable only under special precautions. Furthermore, the process causes the formation of small pores in the substrate, whereby a better layer adhesion is to be achieved. However, this is not desirable, for example, for polished substrates.
[0004] JP 02-285 081 offenbart ein Verfahren, um Chrom- bzw. Chromoxidschichten abzulösen. Der Prozess wird in einer wässrigen Lösung unter Zusatz eines Ätzmittels und eines aromatischen oder fluorhaltigen Tensids durchgeführt. JP 02-285 081 discloses a method for stripping chromium or chromium oxide layers. The process is carried out in an aqueous solution with the addition of an etchant and an aromatic or fluorine-containing surfactant.
[0005] Die Patentanmeldung DE 4 339 502 beschreibt die zerstörungsfreie Entschichtung von Hartmetallsubstraten, beschichtet mit u.a. TiAlN-Schichten. Die Vorteile gegenüber früheren Verfahren werden damit angegeben, dass demnach neben den gebräuchlichen Komplexbildnern und Stabilisatoren, Inhibitoren zwecks Korrosionsschutz und andere Hilfsstoffe eingesetzt werden sowie die Lösung auf einen pH-Wert eingestellt wird, der im Zusammenwirken mit den anderen Reagenzien eine Auslösung von Co aus dem Werkstück verhindert. Nachteile dieser Lösung sind die vergleichsweise lange Entschichtungsdauer für TiAlN o.a., der relativ hohe Chemikalieneinsatz und die damit verbundenen Kosten, die relativ komplizierten (weil genau einzuhaltenden) Formulierungen und Reaktionsbedingungen sowie die Verwendung von fluorhaltigen Reagenzien. The patent application DE 4 339 502 describes the non-destructive stripping of carbide substrates, coated with u.a. TiAlN layers. The advantages over previous methods are given by the fact that in addition to the conventional complexing agents and stabilizers, inhibitors for the purpose of corrosion protection and other auxiliaries are used and the solution is adjusted to a pH, in conjunction with the other reagents, a release of Co from the Workpiece prevented. Disadvantages of this solution are the comparatively long stripping time for TiAlN or the like, the relatively high use of chemicals and the associated costs, the relatively complicated (because exactly to be observed) formulations and reaction conditions and the use of fluorine-containing reagents.
[0006] In WO 9 964 646 wird ein Entschichtungsverfahren beschrieben, bei dem zunächst auf ein Werkstück eine dünne TiN-Schicht und erst anschliessend die schwer ablösbare TiAlN-Funktionsschicht aufgetragen wird. Die Entschichtung erfolgt dann mit einer Wasserstoffperoxidlösung, die durch die Poren in der Deckschicht die TiN-Zwischenschicht auflöst. TiN-Schichten haben allerdings den Nachteil einer verhältnismässig geringeren Temperaturbeständigkeit im Vergleich zu beispielsweise TiAlN oder AlCrN. So setzt bei TiN-Schichten an Luft bereits bei Temperaturen um 600 °C ein schädigender Oxidationsprozess ein, der bei längerem Einwirken zu einem völligen Versagen des Schichtsystems führt. Um derartige hochtemperaturbeständige Schichten nach eventuellen Fehlern im Fertigungsprozess oder vor einer Wiederbeschichtung eines teuren Werkzeugs abzulösen, ohne die empfindlichen Werkstücke zu schädigen, wurden daher eine ganze Reihe auch komplexer, unter anderem auch elektrolytischer, Entschichtungsverfahren wie bereits bei JP 3 320 965 oder in WO 1999-54 528 erwähnt, entwickelt. In WO 9 964 646 a de-coating process is described in which first a thin TiN layer is applied to a workpiece and only then the hard-to-remove TiAlN functional layer. The stripping then takes place with a hydrogen peroxide solution which dissolves the TiN intermediate layer through the pores in the cover layer. However, TiN layers have the disadvantage of a relatively lower temperature resistance compared to, for example, TiAlN or AlCrN. For example, in the case of TiN coatings in air, even at temperatures around 600 ° C, a damaging oxidation process takes place, which leads to complete failure of the coating system on prolonged exposure. In order to replace such high-temperature-resistant layers after possible errors in the manufacturing process or re-coating an expensive tool without damaging the sensitive workpieces, therefore, a whole range of more complex, including electrolytic, stripping, as in JP 3 320 965 or in WO 1999 -54 528 mentioned, developed.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Entschichtung von Hartschichten zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere soll dieses Verfahren einfach und rasch unter Einsatz unbedenklicher Chemikalien durchführbar sein. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Ablöseverfahren für Schichtsysteme zur Verfügung zu stellen, die auch für die Anwendung bei extrem hohen Einsatz- bzw. Bearbeitungstemperaturen geeignet sind. So tritt bei TiAlN beispielsweise eine oxidative Schädigung erst bei Temperaturen von ca. 800 °C auf. Besonders gut ist das Verfahren aber für AlCrN-, Al2O3-, (AlCr)2O3- oder (AlCr)xOyNz-Schichten, bei denen erst bei Temperaturen über 1000 °C ein Versagen der Schicht oder des Schicht/Substratverbunds feststellbar ist. The invention is based on the object to provide a method for delamination of hard coatings available, in which the disadvantages of the prior art are avoided. In particular, this method should be easy and quick to carry out using harmless chemicals feasible. Another object of the invention is to provide a stripping method for layer systems which are also suitable for use at extremely high operating temperatures. For example, with TiAlN, oxidative damage only occurs at temperatures of approx. 800 ° C. However, the process is particularly good for AlCrN, Al2O3, (AlCr) 2O3 or (AlCr) xOyNz layers, in which failure of the layer or the layer / substrate composite can be detected only at temperatures above 1000 ° C.
[0008] Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemässen Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. These objects are achieved by the inventive features in the characterizing part of claim 1.
[0009] Dazu wird unmittelbar auf dem Werkstück zur Verbesserung des Ablöseverhaltens zumindest eine aluminium- und chromhaltige Schicht aufgebracht, da es sich in umfangreichen Vorversuchen herausgestellt hat, dass derartige gegenüber anderen üblichen Ablöseverfahren äusserst resistente Schichten sich völlig überraschend in einer alkalischen Lösung, die ein starkes Oxidationsmittel enthält, schon bei ca. 5 °C zu lösen beginnen und sich bei Umgebungstemperaturen rasch und vollständig ab- bzw. auflösen lassen. Dies ist umso erstaunlicher, da im Vergleich dazu ternäre Titanaluminiumnitridschichten nur schwierig, beispielsweise mit speziellen Komplexbildnern oder elektrolytischen Verfahren (siehe oben), entschichtbar sind, obwohl TiN im Gegensatz zu dem chemisch äusserst resistenten CrN beispielsweise in verdünntem Wasserstoffperoxid leicht lösbar ist. For this purpose, at least one aluminum and chromium-containing layer is applied directly to the workpiece to improve the detachment, since it has been found in extensive preliminary tests that such compared to other conventional stripping extremely resistant layers are completely surprising in an alkaline solution, the contains strong oxidizing agent, begin to dissolve at about 5 ° C and can be quickly and completely dissolve or dissolve at ambient temperatures. This is all the more astonishing since ternary titanium aluminum nitride layers are difficult to decoatle, for example with special complexing agents or electrolytic processes (see above), although TiN, in contrast to the chemically extremely resistant CrN, is easily soluble in dilute hydrogen peroxide, for example.
[0010] Als Oxidationsmittel eignen sich beispielsweise Kaliumpermanganat, Cerammoniumnitrat, Kaliumperoxidisulfat oder Natriumperoxidisulfat. Suitable oxidizing agents are, for example, potassium permanganate, cerium ammonium nitrate, potassium peroxodisulfate or sodium peroxydisulfate.
[0011] Derartige Schichten können beispielsweise zumindest einen der folgenden Werkstoffe umfassen: metallisches AlCr, TiAlCr sowie andere AlCr-Legierungen und/oder die nitridischen, karbidischen, karbonitridischen, boridischen oder nitroboridischen Hartstoffverbindungen des Aluminiumchroms oder anderer AlCr-Legierungen. Such layers may for example comprise at least one of the following materials: metallic AlCr, TiAlCr and other AlCr alloys and / or the nitridic, carbidic, carbonitridic, boridic or nitroboridic hard compounds of aluminum chromium or other AlCr alloys.
[0012] Die Schicht kann dabei entweder als eine im Wesentlichen homogene Einzelschicht oder als mehrlagige Abfolge von jeweils aluminium- und chromhaltigen Schichten aufgebaut sein. Vorteilhafterweise wird dabei in jeder Schicht ein Al-Gehalt von mindestens 30% Atomprozent gewählt, da sonst der Einfluss des hochresistenten CrN überwiegt und den Ablösevorgang erschwert. Nach oben hin wird der Al-Gehalt vorteilhafterweise auf höchstens 80 Atomprozent beschränkt, da beim Beschichtungsvorgang spätestens hier, üblicherweise aber schon ab ca. 70 Atomprozent, bei Abscheidung beispielsweise nitridischer AlCr-Schichten, relativ weiche hexagonale Phasen entstehen, die sich auf Grund der geringeren mechanischen Belastbarkeit für Aufgaben im Bereich des Verschleissschutzes weniger eignen. The layer can be constructed either as a substantially homogeneous single layer or as a multi-layer sequence of each aluminum and chromium-containing layers. Advantageously, an Al content of at least 30% atomic percent is selected in each layer, since otherwise the influence of the highly resistant CrN predominates and makes the detachment process more difficult. At the top, the Al content is advantageously limited to at most 80 atomic percent, since the coating process at the latest here, but usually from about 70 atomic percent, deposition of, for example, nitridic AlCr layers, relatively soft hexagonal phases arise due to the lower mechanical load capacity are less suitable for tasks in the field of wear protection.
[0013] Solche Schichten lassen sich beispielsweise in einer Permanganatlösung in einem breiten Parameterbereich ablösen. Will man zum Beispiel Schichten von gegenüber allzu alkalischem Milieu empfindlichen Hartmetallen ablösen, genügt bei hohen Permanganatkonzentrationen wie etwa 20 bis 50 g/l bereits ein pH-Wert von ca. 7, um die Schichten abzulösen. Zusätzlich können dabei noch, wie dem Fachmann bekannt, zur Beschleunigung des Lösungsvorganges Komplexbildner wie beispielsweise Kalium-Natrium-Tartrat-Tetrahydrat, Natrium-Gluconat, EDTH, Sulfonsäure-Derivate aliphatischer bzw. aromatischer Kohlenwasserstoffe, Derivate eines carboxylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes (z.B. eines Phenols) u.a., sowie Inhibitoren, wie beispielsweise ein- oder mehrkernige stickstoffhaltige Heterocyclen (z.B. Morpholin, Benzotriazol, ...), Aminborate, Amincarboxylate, Alkyl-Aryl-sulfonamide, Fettsäureamide, Amin- und Natriumneutralisierte Phosphorsäureester der Lösung zum Schutz der empfindlichen Substratoberfläche zugesetzt werden. Der Ablöseprozess kann dabei vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 5 und 70 °C durchgeführt werden. Such layers can be replaced, for example, in a permanganate solution in a wide parameter range. For example, if one wishes to detach layers of hard metals which are sensitive to an all-too-alkaline environment, a high pH of about 7 is sufficient at high permanganate concentrations, such as 20 to 50 g / l, to detach the layers. Additionally, as is known to those skilled in the art, complexing agents such as, for example, potassium sodium tartrate tetrahydrate, sodium gluconate, EDTH, sulfonic acid derivatives of aliphatic or aromatic hydrocarbons, derivatives of a carboxylated aromatic hydrocarbon (eg a phenol) can be used to accelerate the dissolution process. et al., as well as inhibitors, such as mononuclear or polynuclear nitrogen-containing heterocycles (eg, morpholine, benzotriazole, ...), amine borates, Amincarboxylate, alkyl-aryl-sulfonamides, fatty acid amides, amine and sodium neutralized phosphoric acid esters of the solution to protect the sensitive substrate surface are added , The removal process can be carried out advantageously at temperatures between 5 and 70 ° C.
[0014] Zur Entschichtung von gegenüber alkalischen Lösungen unempfindlichen Werkstücken, wie Stahlsubstraten und vielen anderen eisenhaltigen Legierungen, empfiehlt sich jedoch ein höherer pH-Bereich, vorzugsweise zwischen 9 und 14. Dabei genügt im Allgemeinen eine geringere Permanganat-Konzentration, beispielsweise zwischen 10 und 30 g/l, um auch bei Raumtemperatur, also bei ca. 15 bis 30 °C, eine vollständige Entschichtung von 2 bis 10 µm dicken AlCrN-Schichten innerhalb 15 bis 60 Minuten zu erreichen. Allerdings beschleunigt auch hier eine Erhöhung der Permanganatkonzentration über 30 g/l nochmals die Entschichtungsgeschwindigkeit. Dabei ist es unerheblich, ob die AlCrN-Schichten mit einer metallischen AlCr-Zwischenschicht auf das Werkstück aufgebracht werden oder ohne metallische Zwischenschicht aufwachsen. However, a higher pH range, preferably between 9 and 14, is recommended for stripping off workpieces which are insensitive to alkaline solutions, such as steel substrates and many other iron-containing alloys. A lower permanganate concentration, for example between 10 and 30, is generally sufficient g / l, in order to achieve a complete stripping of 2 to 10 microns thick AlCrN layers within 15 to 60 minutes even at room temperature, ie at about 15 to 30 ° C. However, here too an increase in the permanganate concentration above 30 g / l again accelerates the stripping rate. It is irrelevant whether the AlCrN layers are applied to the workpiece with a metallic AlCr intermediate layer or grow up without a metallic intermediate layer.
[0015] Da bei dem Ablösevorgang aus der Permanganatlösung Braunstein ausgefällt wird, kann es unter Umständen notwendig sein, nach dem Ablösevorgang MnO2-Rückstände von der Werkstückoberfläche zu entfernen. Dies vor allem dann, wenn der Ablösevorgang ohne Unterstützung eines oder mehrerer Ultraschallgeber durchgeführt wird. Dazu wird vorteilhafterweise eine Reinigung in wässriger Lösung durchgeführt, der eine schwache Säure oder eine Pufferlösung im sauren bis leicht alkalischen Bereich zugesetzt wurde. Dabei sollte ein pH zwischen 2 und 9, vorzugsweise zwischen 3 und 7, eingestellt werden. Dies kann, wie dem Fachmann bekannt, beispielsweise durch Zusatz von Phosphorsäure, von Carbon- oder Hydroxycarbonsäuren, insbesondere durch Zugabe von Ameisen-, Essig-, Oxalsäure oder Milch-, Apfel-, Wein- und Zitronensäure und/oder deren Salzen bewirkt werden. As is precipitated in the detachment process from the permanganate solution of brownstone, it may be necessary under certain circumstances, after the detachment process to remove MnO2 residues from the workpiece surface. This is especially true if the detachment process is carried out without the assistance of one or more ultrasound transmitters. For this purpose, a cleaning in aqueous solution is advantageously carried out, to which a weak acid or a buffer solution in the acidic to slightly alkaline range has been added. In this case, a pH between 2 and 9, preferably between 3 and 7, should be set. This can, as known to those skilled, for example, by the addition of phosphoric acid, of carboxylic or hydroxycarboxylic acids, in particular by the addition of formic, acetic, oxalic or lactic, malic, tartaric and / or their salts are caused.
[0016] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind auch darin zu sehen, dass damit ganz allgemein komplexe Schichtsysteme, wie sie heute beispielsweise für Hochleistungsschneidwerkstoffe oder dem Einsatz von Werkzeugen und Bauteilen bei hohen Temperaturen erforderlich sind, einfach und schnell abgelöst werden können, wenn auf der direkt auf dem Werkstück abgeschiedenen AlCr-haltigen Schicht eine oder mehrere Deckschichten aus zumindest einer Hartstoffverbindung aufgebracht werden. Beispiele für solche Schichtsysteme sind Hartstoffverbindungen der IV-, V-, und VI-Nebengruppe des PSE (d.h. Ti, Zr, Hf; V, Nb, Ta; Cr, Mo, W) bzw. Aluminium und/oder Silizium sowie einem oder mehreren Nichtmetallen wie C, N, B, O bestehen. Dabei wird die AlCr-haltige Schicht durch die Poren der Deckschicht hindurch angegriffen und damit auch die darüberliegende Deckschicht abgelöst. The advantages achieved by the invention are also to be seen in the fact that in general complex layer systems, such as those required today for example for high performance cutting materials or the use of tools and components at high temperatures, can be easily and quickly replaced when on one or more cover layers of at least one hard material compound are applied to the AlCr-containing layer deposited directly on the workpiece. Examples of such layer systems are hard compounds of the IV, V and VI subgroup of the PSE (ie Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W) or aluminum and / or silicon and one or more Non-metals such as C, N, B, O exist. In this case, the AlCr-containing layer is attacked by the pores of the cover layer and thus also the overlying cover layer detached.
[0017] Für die Herstellung solcher Schichtsysteme eignen sich sowohl PVD als auch CVD-Verfahren bzw. Hybridverfahren, die beide Beschichtungstechniken kombinieren. Da PVD-Verfahren immer eine gewisse Anzahl von Poren erzeugen, sind diese Verfahren ganz allgemein anwendbar und zu bevorzugen. Bei CVD-Schichten ist die jeweilige Deckschicht entsprechend den Kriterien einer Mikroporigkeit bzw. so auszuwählen, dass die Entschichtungslösung die AlCr-haltige Schicht erreichen kann. Dies ist beispielsweise bei Al2O3-Schichten gegeben, da diese üblicherweise durch den Abkühlungsprozess ein feines Rissmuster aufweisen. Both PVD and CVD methods or hybrid methods, which combine both coating techniques, are suitable for the production of such layer systems. Since PVD processes always produce a certain number of pores, these methods are generally applicable and preferable. For CVD layers, the respective cover layer must be selected according to the criteria of a microporousness or so that the stripping solution can reach the AlCr-containing layer. This is for example given for Al 2 O 3 layers, since they usually have a fine crack pattern due to the cooling process.
[0018] Als Substrate können keramische sowie metallische Werkstücke, wie auch Hartmetalle, bevorzugt jedoch Stähle und eisenhaltige Werkstoffe entschichtet werden. As substrates ceramic and metallic workpieces, as well as hard metals, but preferably steels and ferrous materials can be stripped.
[0019] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einzelnen Ausführungs- bzw. vergleichenden Beispielen näher erläutert. In the following the invention will be explained in more detail with reference to individual embodiment or comparative examples.
Beschichtung von Werkstücken, SchichtsystemeCoating of workpieces, coating systems
[0020] Zur Herstellung der AlCrN-Schichten wurden auf verschiedenen Werkstücken, insbesondere auf Testbohrern, in einer industriellen Beschichtungsanlage vom Typ RCS der Firma Balzers, wie beispielsweise auch in EP 1 186 681 in Fig. 3–6, Beschreibung Seite 12, Zeile 26 bis Seite 14, Zeile 9 beschrieben, Cr-Schichten mit unterschiedlichem Aluminiumgehalt abgeschieden. Dazu wurden die gereinigten Werkstücke je nach Durchmesser auf zwei- bzw. für Durchmesser kleiner 50 mm auf dreifach rotierenden Substratträgern befestigt und vier pulvermetallurgisch hergestellte Targets aus unterschiedlichen AlCr-Legierungen in den an den Wänden der Beschichtungsanlage angebrachten kathodischen Arcquellen eingebaut. For the production of AlCrN layers were on various workpieces, especially on test drills, in an industrial coating plant type RCS the company Balzers, as for example in EP 1 186 681 in Fig. 3-6, Description page 12, line 26th to page 14, line 9, Cr layers deposited with different aluminum content. Depending on their diameter, the cleaned workpieces were mounted on two or, for diameters of less than 50 mm, on triply rotating substrate carriers and four powder metallurgy targets made of different AlCr alloys were installed in the cathodic arc sources attached to the walls of the coating system.
[0021] Anschliessend wurden zunächst die Werkstücke durch ebenfalls in der Anlage angebrachte Strahlungsheizungen auf eine Temperatur von ca. 450 °C gebracht und die Oberfläche durch Anlegen einer Biasspannung von –100 bis –200 V unter Ar-Atmosphäre bei einem Druck von 0,2 Pa einer Ätzreinigung durch Ar-Ionen unterzogen. Subsequently, the workpieces were first brought by likewise mounted in the system radiant heaters to a temperature of about 450 ° C and the surface by applying a bias voltage of -100 to -200 V under Ar atmosphere at a pressure of 0.2 Pa subjected to an etching cleaning by Ar ions.
[0022] Im Folgenden wurde bei einem Stickstoffdruck von 1 bis 3 Pa und einer Substratspannung von –50 V durch Betrieb von vier AlCr-Quellen mit einer Leistung von 3 kW für die Dauer von 120 Minuten, eine AlCrN-Schicht abgeschieden. Grundsätzlich kann der Prozessdruck bei jedem dieser Schritte in einem Bereich von 0.5 bis ca. 8 Pa eingestellt werden, wobei entweder eine reine Stickstoffatmosphäre oder eine Mischung von Stickstoff und einem Edelgas, wie z.B. Argon für nitridische Schichten, bzw. eine Mischung aus Stickstoff und einem kohlenstoffhaltigen Gas, der bei Bedarf ein Edelgas zugemischt wird, für carbonitridische Schichten verwendet werden kann. Dementsprechend kann für die Abscheidung sauerstoff- bzw. borhaltiger Schichten Sauerstoff bzw. ein borhaltiges Gas wie bekannt zugemischt werden. In the following, at a nitrogen pressure of 1 to 3 Pa and a substrate voltage of -50 V by operating four AlCr sources with a power of 3 kW for 120 minutes, an AlCrN layer was deposited. Basically, the process pressure in each of these steps can be set in a range of 0.5 to about 8 Pa, with either a pure nitrogen atmosphere or a mixture of nitrogen and a noble gas, such as nitrogen. Argon for nitridic layers, or a mixture of nitrogen and a carbon-containing gas, which is mixed with a noble gas if necessary, can be used for carbonitridische layers. Accordingly, for the deposition of oxygen- or boron-containing layers, oxygen or a boron-containing gas can be admixed as known.
[0023] Targetzusammensetzung, Kristallstruktur der Schicht, Schichtzusammensetzung, Schichtdicke, Schichthärte, Verschleisswiderstand und Haftung sowie Substratvorspannung und Prozessdruck sind in Tabelle 1 angeführt. Target composition, crystal structure of the layer, layer composition, layer thickness, layer hardness, wear resistance and adhesion and substrate bias and process pressure are listed in Table 1.
[0024] Für Schichten in einem Übergangsbereich mit einem Al-Gehalt zwischen 60% und 75at% lässt sich nicht nur die Vorzugsorientierung, sondern auch die grundlegende Struktur des Kristallgitters über die Prozessparameter einstellen. So wird wie beispielsweise im Versuch B bei einem geringen Druck von 1 Pa und einer Substratspannung von –50 V eine hexagonale Struktur erzeugt, während im Versuch A in einem Druckbereich von 3 Pa und einer Substratspannung von –50 V eine kubisch flächenzentrierte Struktur erzeugt wird. For layers in a transition region with an Al content between 60% and 75% by%, not only the preferred orientation, but also the basic structure of the crystal lattice can be set via the process parameters. Thus, for example, in Experiment B, a hexagonal structure is produced at a low pressure of 1 Pa and a substrate voltage of -50 V, while in Experiment A, a cubic face-centered structure is produced in a pressure range of 3 Pa and a substrate voltage of -50 V.
Tabelle 1Table 1
[0025] <tb>Vers. Bez.<sep>Al/Cr- im Target<sep>Kristallstrukt.<sep>Al at%<sep>Cr at%<sep>Schicht- dicke [µm]<sep>HV0. 03<sep>USubst. [V]<sep>PN2 [Pa ] <tb>A<sep>3<sep>kub<sep>69.5<sep>30.5<sep>3.2<sep>3100<sep>–50<sep>3 <tb>B<sep>3<sep>hex<sep>72.0<sep>18.0<sep>4.2<sep>2100<sep>–50<sep>1 <tb>C<sep>1<sep>kub<sep>41.5<sep>58.5<sep>3.8<sep>2800<sep>–50<sep>3 <tb>D<sep>0.33<sep>kub<sep>19.0<sep>81.0<sep>4.1<sep>2300<sep>–50<sep>3[0025] <Tb> verse. Bez. <Sep> Al / Cr in the target <sep> crystal structure <sep> Al at% <sep> Cr at% <sep> layer thickness [Microns] <sep> HV0. 03 <sep> USubst. [V] <sep> PN2 [Pa] <Tb> A <sep> 3 <sep> kub <sep> 69.5 <sep> 30.5 <sep> 3.2 <sep> 3100 <sep> -50 <sep> 3 <Tb> B <sep> 3 <sep> hex <sep> 72.0 <sep> 18.0 <sep> 4.2 <sep> 2100 <sep> -50 <sep> 1 <Tb> C <sep> 1 <sep> kub <sep> 41.5 <sep> 58.5 <sep> 3.8 <sep> 2800 <sep> -50 <sep> 3 <Tb> D <sep> 12:33 <sep> kub <sep> 19.0 <sep> 81.0 <sep> 4.1 <sep> 2300 <sep> -50 <sep> 3
[0026] Weiters wurden für Vergleichszwecke Ablöseversuche mit folgenden, kommerziell erwerblichen Schichten der Firma Balzers durchgeführt: Balinit A (TiN), Balinit C (WC/C mit Cr/CrC-Haftschicht), Balinit Futura Nano (TiAlN mit einer TiAl Haftschicht), Balinit D (CrN), Balinit DLC (DLC mit Cr/CrC-Haftschicht). Furthermore, for comparative purposes, detachment tests were carried out with the following commercially available coatings from Balzers: Balinit A (TiN), Balinite C (WC / C with Cr / CrC adhesive layer), Balinit Futura Nano (TiAlN with a TiAl adhesion layer), Balinit D (CrN), Balinit DLC (DLC with Cr / CrC adhesive layer).
Versuche zur SchichtablösungAttempts to delaminate
Beispiel 1example 1
[0027] Eine wässrige Lösung mit 100 g/l NaOH (pH 14.4) und 20 g/l KMnO4und 10 g/l NaCl entschichtet bei Raumtemperatur in ca. 15 bis 35 min verschiedene wie oben unter Versuchsbezeichnung A bis D AlCrN-beschichtete Stahlbohrer und Werkzeuge. An aqueous solution with 100 g / l NaOH (pH 14.4) and 20 g / l KMnO4 and 10 g / l NaCl stripped at room temperature in about 15 to 35 min different as above under test designation A to D AlCrN-coated steel drill and tools.
Beispiel 2Example 2
[0028] Lösung mit 200 g/l NaOH (pH 14.7) und 5 g/l KMnO4entschichtet in 2.5 Stunden AlCrN-beschichtete Stahlbohrer, Schichtdicke 3 µm, Abscheidungsparameter gemäss Versuch D. Solution with 200 g / l NaOH (pH 14.7) and 5 g / l KMnO4entschichtet in 2.5 hours AlCrN-coated steel drills, layer thickness 3 microns, deposition parameters according to experiment D.
Beispiel 3Example 3
[0029] In einer Lösung von 200 g/l NaOH und 5 g/l KMnO4 wurden AlCrN-beschichtete Stahlbohrer bei 60 °C in 35 bis 50 Minuten entschichtet, Schichtdicke 3.5 µm, Abscheidungsparameter gemäss Versuch A, B, C. In a solution of 200 g / l NaOH and 5 g / l KMnO4 AlCrN-coated steel drills were stripped at 60 ° C in 35 to 50 minutes, layer thickness 3.5 microns, deposition parameters according to experiment A, B, C.
Beispiel 4Example 4
[0030] In einer Lösung von 20 g/l NaOH (pH 13.7) und 15 g/l KMnO4und 20 g/l Natriumhydrogencarbonat und 20 g/l Natriumcarbonat wurde ein AlCrN-beschichteter Stahlbohrer in 40 bis 55 Minuten entschichtet, Schichtdicke 3 µm, Abscheidungsparameter gemäss Versuch A, B, C. In a solution of 20 g / l NaOH (pH 13.7) and 15 g / l KMnO4 and 20 g / l sodium bicarbonate and 20 g / l sodium carbonate, an AlCrN-coated steel drill was stripped in 40 to 55 minutes, layer thickness 3 microns, Deposition parameters according to experiment A, B, C.
Beispiel 5Example 5
[0031] Mit einer wässrigen Lösung von 20 g/l NaOH und 20 g/l KMnO4(pH 13.47) wurden bei einer Temperatur von 20 °C AlCr/AlCrN beschichtete HSS-Bohrer (6 mm), Schichtdicke AlCr 0.25, AlCrN 3.71 µm, in 30 Minuten vollständig entschichtet. With an aqueous solution of 20 g / l NaOH and 20 g / l KMnO4 (pH 13.47) were at a temperature of 20 ° C AlCr / AlCrN coated HSS drill (6 mm), layer thickness AlCr 0.25, AlCrN 3.71 microns completely stripped in 30 minutes.
Beispiel 6Example 6
[0032] Für Beispiel 6 wurden in eine wie oben beschriebene Beschichtungsanlage zwei AlCr (70/30 bzw. 50/50)- und vier TiAl(70/30 bzw. 50/50)-Targets eingebaut. Anschliessend wurde mit den zwei AlCr-Targets, unter wie unter A bzw. C beschriebenen Parametern, unter Verwendung von Argon statt Stickstoff, eine ca. 0.3 µm dicke AlCr-Schicht auf verschiedene Werkstücke abgeschieden. Als Deckschicht wurde abschliessend eine bekannte Balinit-Futura-Nano-Schicht (TiAlN) mit einer Schichtdicke von 4 bis 5 µm aufgebracht. Auch diese Schichtsysteme konnten mit einer Lösung gemäss Beispiel 1 bei Raumtemperatur innerhalb 30 bis 60 Minuten abgelöst werden. For Example 6, two AlCr (70/30 and 50/50) and four TiAl (70/30 and 50/50) targets, respectively, were incorporated into a coating equipment as described above. Subsequently, with the two AlCr targets, under parameters as described under A or C, using argon instead of nitrogen, an approximately 0.3 μm thick AlCr layer was deposited on various workpieces. Finally, a known balinite futura nano-layer (TiAlN) with a layer thickness of 4 to 5 μm was applied as cover layer. These layer systems could also be removed with a solution according to Example 1 at room temperature within 30 to 60 minutes.
Beispiel 7Example 7
[0033] In einer mit Targets wie in Beispiel 6 bestückten Anlage wurde zunächst eine ca. 1 µm starke AlCrN-Schicht ohne metallische Zwischenschicht, unter wie unter A bzw. C beschriebenen Parametern, und als Deckschicht abschliessend wiederum eine Balinit-Futura-Nano-Schicht (TiAlN) mit einer Schichtdicke von 5 µm aufgebracht. Ablösezeit mit einer Lösung gemäss Beispiel 1, bei Raumtemperatur 50 bis 65 Minuten. In an equipped with targets as in Example 6 plant was first about 1 micron thick AlCrN layer without metallic interlayer, under as described under A and C parameters, and finally as a final layer again a balinit Futura nano Layer (TiAlN) applied with a layer thickness of 5 microns. Removal time with a solution according to Example 1, at room temperature 50 to 65 minutes.
Beispiel 8Example 8
[0034] Hier wurde die Temperaturabhängigkeit der Entschichtung mit einer Entschichtungslösung mit 2% KMnCM und 2% NaOH (pH 13.46) untersucht. Dazu wurden HSS-Bohrer bei Raumtemperatur und bei 5 °C entschichtet. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Entschichtung bei niedrigen Temperaturen zwar, wie zu erwarten, langsamer, aber dennoch deutlich schneller als die meisten bekannten Entschichtungsverfahren, verläuft. Details dazu siehe untenstehende Tabelle 2. Here, the temperature dependence of the stripping was examined with a stripping solution with 2% KMnCM and 2% NaOH (pH 13.46). HSS drills were stripped at room temperature and at 5 ° C. It was found that the delamination at low temperatures, as expected, slower, but still significantly faster than most known Entschichtungsverfahren runs. For details see table 2 below.
Tabelle 2Table 2
[0035] <tb>Temp. (°C)<sep>tentschichtung (min)<sep>dvorher (µm)<sep>d10min (µm)<sep>d20min (µm)<sep>d30min (µm)<sep>d40min (µm) <tb>19<sep>20<sep>2.40<sep>1.65<sep>0<sep>0<sep>0 <tb>19<sep>20<sep>2.40<sep>1.45<sep>0<sep>0<sep>0 <tb>5<sep>40.0<sep>2.40<sep>1.95<sep>1.65<sep>1.25<sep>0.1[0035] <Tb> Temp. (° C) <sep> tentschichtung (Min) <sep> dvorher (Microns) <sep> d10min (Microns) <sep> d20min (Microns) <sep> d30min (Microns) <sep> d40min (Microns) <Tb> 19 <sep> 20 <sep> 2:40 <sep> 1.65 <sep> 0 <sep> 0 <sep> 0 <Tb> 19 <sep> 20 <sep> 2:40 <sep> 1:45 <sep> 0 <sep> 0 <sep> 0 <Tb> 5 <sep> 40.0 <sep> 2:40 <sep> 1.95 <sep> 1.65 <sep> 1.25 <sep> 0.1
Vergleichende BeispieleComparative examples
Beispiel 9Example 9
[0036] Eine mit einer 0.3 µm starken Cr-Zwischenschicht aufgebrachte DLC Schicht (Balinit DLC) mit einer Schichtdicke von 2 um wurde in einer wie in Beispiel 1 beschriebenen Permanganatlösung von einem Stahlbohrer in ca. 3 Stunden abgelöst. An applied with a 0.3 micron Cr intermediate layer DLC layer (Balinit DLC) with a layer thickness of 2 microns was replaced in a Permanganatlösung described in Example 1 of a steel drill in about 3 hours.
Beispiel 10Example 10
[0037] In einer Lösung von 200 g/l Cerammoniumnitrat und 32,5 g/l Essigsäure wurden mit 3 µm AlCrN beschichtete Bohrer aus unterschiedlichen Stählen in 2 Stunden entschichtet. Dabei zeigte sich aber, abhängig von der Stahlsorte, teilweise ein korrosiver Angriff auf die Oberfläche. In a solution of 200 g / l ceric ammonium nitrate and 32.5 g / l acetic acid coated with 3 microns AlCrN drills made of different steels were stripped in 2 hours. However, depending on the steel grade, a partial corrosive attack on the surface was found.
Beispiel 11Example 11
[0038] In einer Lösung gemäss Beispiel 5 wurde versucht, folgende Schichten von 6-mm-HSS-Bohrern bei 20 °C abzulösen: Balinit A (TiN), Schichtdicke 5.1 µm; Balinit C (Cr/CrC/WC/C), Schichtdicke 1.4 p WC/C, 0.5 p Cr/CrC-Haftschicht; Balinit Futura Nano (TiAlN mit einer dünnen TiAl Haftschicht), Gesamtschichtdicke 4.4 µm; Balinit D (Cr/CrN), Schichtdicke Cr 0.5, CrN 3.2 µm. In a solution according to Example 5 was trying to replace the following layers of 6-mm HSS drills at 20 ° C: Balinit A (TiN), layer thickness 5.1 microns; Balinite C (Cr / CrC / WC / C), layer thickness 1.4 p WC / C, 0.5 p Cr / CrC adhesive layer; Balinit Futura Nano (TiAlN with a thin TiAl adhesion layer), total layer thickness 4.4 μm; Balinit D (Cr / CrN), layer thickness Cr 0.5, CrN 3.2 μm.
[0039] Im Gegensatz zu der AlCrN-Schicht aus Beispiel 5 konnte keine der Schichten schnell genug, entsprechend den Bedürfnissen einer industriellen Fertigung, abgelöst werden. So konnte auch nach 8 Stunden noch bei keinem der Bohrer ein Freiliegen des Grundmaterials festgestellt werden. Bei Balinit-A-beschichteten Bohrern konnte auch nach 10.5 Stunden keinerlei Schichtabtrag festgestellt werden, bei Balinit Futura Nano wurde nach 10.5 Stunden nur ein Schichtabtrag von einem Zehntel µm gemessen, und bei Balinit-C-beschichteten Bohrern war nach 10.5 Stunden die Freifläche und Phase zwar vollständig entschichtet, wohingegen in der Spannut erst etwa 50% der Schicht abgelöst waren. Lediglich die verhältnismässig dünnen Balinit-C-Schichten konnten nach ca. 9 Stunden vollständig abgelöst werden. In contrast to the AlCrN layer of Example 5, none of the layers could be stripped fast enough according to the needs of industrial manufacturing. So even after 8 hours, none of the drills could detect an exposure of the base material. For Balinit A coated drills, no layer removal was observed even after 10.5 hours, for Balinit Futura Nano only one tenth of a micron was measured after 10.5 hours, and for Balinit C coated drills the open area and phase were after 10.5 hours Although completely stripped, whereas in the flute only about 50% of the layer were detached. Only the relatively thin Balinit C layers could be completely removed after about 9 hours.
Beispiel 12Example 12
[0040] Ein TiN/TiAlN-beschichteter Wälzfräser mit einer Gesamtschichtdicke von ca. 6 µm (TiAl ca. 0.3 µm) sowie Prüfkörper mit unterschiedlichen Schichtdicken wurden in einer alkalischen 30%-igen H2O2-Lösung, pH 14.2, bei 30 °C unter Zugabe eines Kalium-Natrium-Tartrats, einem Fluortensid sowie weiteren Reagentien analog des Beispiels 2 aus DE 4 339 502 behandelt. Erst nach 24h Stunden war auf Prüfkörpern mit 2,2 µm Schichtdicke die Substratoberfläche freigelegt. Allerdings konnte auch bei dickeren Schichten eine deutliche Verringerung der Schichtdicke gemessen werden. Eine vollständige Entschichtung des Wälzfräsers wurde erst nach 48 Stunden erreicht. Auf Grund der bekannten hohen Reaktivität einer solchen Lösung sind zusätzliche Sicherheitsmassnahmen, wie beispielsweise eine Schnellspülung, Schnellkühlung oder Ähnliches, zu treffen. A TiN / TiAlN-coated hob with a total thickness of about 6 microns (TiAl about 0.3 microns) and specimens with different thicknesses were in an alkaline 30% H2O2 solution, pH 14.2, at 30 ° C under Addition of a potassium sodium tartrate, a fluorosurfactant and other reagents analogously to Example 2 of DE 4 339 502 treated. Only after 24 hours had the substrate surface been exposed on specimens with a layer thickness of 2.2 μm. However, even with thicker layers, a significant reduction in the layer thickness could be measured. Complete stripping of the hob was only achieved after 48 hours. Due to the known high reactivity of such a solution, additional safety measures, such as a quick flush, rapid cooling or the like, are to be made.
Reinigungsbäder zur Entfernung von BraunsteinrückständenCleaning baths for removal of brown residue
[0041] Um eventuell anhaftende Braunsteinrückstände zu entfernen, wurden die entschichteten Werkzeuge mit anhaftenden Braunsteinrückständen jeweils 10 Minuten bei einer Temperatur von 20 °C in eine wässrige Lösung getaucht. In order to remove any adherent brownish residues, the debossed tools were dipped with adherent Braunsteinrückständen each 10 minutes at a temperature of 20 ° C in an aqueous solution.
[0042] Besonders gut eignen sich, wie auch aus untenstehender Tabelle 3 ersichtlich, schwach saure Lösungen, mit einem pH-Wert zwischen 3.5 und 7, da in diesem Bereich eine gute Lösung der Rückstände erfolgen kann ohne die Werkstückoberfläche des Stahls anzugreifen. Bei den besonders empfindlichen Hartmetallen empfiehlt sich in allen Fällen die Zugabe eines Inhibitors um eine korrosive Schädigung durch die Reinigungslösung zu verhindern. Particularly well, as shown in Table 3 below, are weakly acidic solutions, with a pH between 3.5 and 7, since in this area a good solution of the residues can be done without attacking the workpiece surface of the steel. In the case of particularly sensitive hard metals, the addition of an inhibitor is recommended in all cases in order to prevent corrosive damage by the cleaning solution.
[0043] Versuch M erfolgte dabei mit Ultraschall-Unterstützung. Deconex 29 AC ist ein industrieller Reiniger auf Milchsäurebasis, der zusätzlich Inhibitoren (insbesondere Benzotriazol) zum Schutz der Metalloberfläche enthält, wodurch eine Schädigung der Oberfläche durch das stärker saure Milieu vermieden wird. Derartig gereinigte Werkstücke können nach den üblichen Spül- und Trocknungsschritten ohne weiteres zur Wiederbeschichtung in einer PVD- oder CVD-Beschichtungsanlage chargiert werden. Bei Bedarf kann ein zusätzlicher Mikrostrahlvorgang vorgesehen werden, um eventuelle Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit, wie sie beispielweise durch den Einsatz von Werkzeugen nach dem ersten oder vorhergehenden Beschichtung entstehen können, auszugleichen. Experiment M was carried out with ultrasound support. Deconex 29 AC is a lactic acid-based industrial cleaner that also contains inhibitors (especially benzotriazole) to protect the metal surface, avoiding surface damage from the more acidic environment. Such cleaned workpieces can be readily charged after the usual rinsing and drying steps for recoating in a PVD or CVD coating system. If necessary, an additional micro-blasting process can be provided to compensate for any differences in surface finish, such as may arise from the use of tools after the first or previous coating.
[0044] Ein ähnliches Verhalten ergibt sich, wenn man die Temperatur der Reinigungslösung auf 50° erhöht und die Behandlungszeit auf 2 Minuten verkürzt. Allerdings kann hier auch bei den Versuchen K und L bereits ein leichter Angriff auf das Stahlsubstrat festgestellt werden. A similar behavior results when the temperature of the cleaning solution is increased to 50 ° and the treatment time is shortened to 2 minutes. However, even in experiments K and L, a slight attack on the steel substrate can already be detected here.
Tabelle 3Table 3
[0045] <tb>Vers. Bez.<sep>Rezeptur<sep>pH<sep>Lösen Braunstein<sep>Angriff Stahl (QRS) <tb>E<sep>1% Oxalsäure<sep>1,6<sep>schnell<sep>gross <tb>F<sep>1% Oxalsäure + NaOH<sep>3,15<sep>schnell<sep>gross <tb>G<sep>1% Oxalsäure + 1% NaAc + 1% Ac<sep>3,75<sep>ok<sep>gering <tb>H<sep>1% Oxalsäure + 1% NaAc + 1% Ac + NaOH<sep>6,9<sep>langsam<sep>kein <tb>I<sep>25% H3PO4 (85%)<sep>0,5<sep>schnell<sep>gross <tb>J<sep>20% Deconex 33 SP<sep>0,9<sep>langsam<sep>gross <tb>K<sep>1% K2S2O5 + 1% NaHCO3+ 1% Na2CO3<sep>7<sep>ok<sep>kein <tb>L<sep>1% K2S2O5 + 1% NaHCO3+ 1% Na2CO3 + NaOH<sep>9<sep>langsam<sep>kein <tb>M<sep>2% Deconex 29 AC<sep>2<sep>ok<sep>kein[0045] <Tb> verse. Bez. <Sep> Formulation <sep> pH <sep> Release Braunstein <sep> Attack stole (QRS) <tb> E <sep> 1% oxalic acid <sep> 1.6 <sep> fast <sep> large <tb> F <sep> 1% oxalic acid + NaOH <sep> 3.15 <sep> fast <sep> large <tb> G <sep> 1% oxalic acid + 1% NaAc + 1% Ac <sep> 3.75 <sep> ok <sep> low <tb> H <sep> 1% oxalic acid + 1% NaAc + 1% Ac + NaOH <sep> 6.9 <sep> slow <sep> none <tb> I <sep> 25% H3PO4 (85%) <sep> 0.5 <sep> fast <sep> large <tb> J <sep> 20% Deconex 33 SP <sep> 0.9 <sep> slow <sep> large <tb> K <sep> 1% K2S2O5 + 1% NaHCO3 + 1% Na2CO3 <sep> 7 <sep> ok <sep> none <tb> L <sep> 1% K2S2O5 + 1% NaHCO3 + 1% Na2CO3 + NaOH <sep> 9 <sep> slow <sep> none <tb> M <sep> 2% Deconex 29 AC <sep> 2 <sep> ok <sep> none
[0046] Reinigungslösungen wie beispielsweise in Versuchen H, K und M der obigen Tabelle sind den bis jetzt üblichen auf Wasserstoffperoxidbasis beruhenden Lösungen zur Entfernung von Braunstein vorzuziehen, da sie keine, wie unter Beispiel 12 erwähnte, zusätzliche Sicherheitsmassnahmen notwendig machen. Der Vollständigkeit halber sei aber hier noch eine Rezeptur auf Wasserstoffperoxidbasis erwähnt: H2O235%, pH-Wert 3 bis 8, Reinigungszeit bei Raumtemperatur ca. 5 min. Cleaning solutions such as in Experiments H, K and M of the above table are preferable to hitherto conventional hydrogen peroxide-based solutions for removing manganese dioxide, since they do not require additional safety measures as mentioned under Example 12. For the sake of completeness, a recipe based on hydrogen peroxide is mentioned here: H2O235%, pH 3 to 8, cleaning time at room temperature approx. 5 min.
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