L'invention est relative à des perfectionnements apportés aux procé'dés de décapage de l'aluminium et..des alliages dont l'aluminium est le constituant principal. Le terme de "aluminium" devra donc être compris par la suite comme englobant aussi les alliages d'aluminium.
Il est bien connu que l'aluminium peut être décapé par traitement ;au moyen d'un bain contenant une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium et de tartrate de sodium, l'ion tartrate agissant en tant qu'agent séquestrant à l'é'gard de l'aluminium dissous. Les bains connus ne sont toutefois pas entièrement satisfaisants; leurs défauts consistent en une certaine lenteur d'action au début de leur emploi, et en une durée de service assez brève.
On a découvert que ces défauts sont imputables entièrement ou tout au moins dans une très large mesure à la teneur en calcium normalement présent dans l'eau ordinaire; ce calcium réagit avec l'ion tartrate pour former du tartrate de calcium. Cette réaction a non seulement pour effet de rendre une partie
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égard de l'aluminium au fur et à mesure que le bain en dissout, mais encore le tartrate de Calcium semble aussi exercer une véritable inhibition de l'action décapante du bain qui se trouve retardée, plus spécialement lors de la période de sa mise en service.
On a maintenant découvert certaines compositions,certaines solutions et certains procédés qui peuvent être employés pour décaper l'aluminium tout en évitant, ou tout au moins en réduisant dans une large mesure, ces défauts, ce qui permet d'obtenir une-plus grande uniformité de la vitesse de décapage pendant la totalité de la durée de service du bain, qui est en outre notablement accrue. D'une façon générale, ces avantages sont obtenus en incorporant en proportions convenables certaines sources d'ions phosphate dans des bains renfermant des hydroxydes des métaux alcalins, sodium et/ou potassium, et aussi des ions tartrate. L'ion tartrate est introduit de la manière la plus avantageuse sous la forme
(l'acide tartrique, et c'est sous cette forme qu'il y sera fait allusion par la suite.
Les sources de phosphate employées sont constituées par un ou plusieurs orthophosphates alcalins suivants, à savoir: les orthophosphates mono-, di- et tri-ammonique, -sodique et-potassique, en certaines proportions bien définies par rapport aux hydroxydes de métaux alcalins. On se rendra compte que les phosphates mono- et di-aloalins seront évidemment transformés en solution en phosphates tri-alcalins par l'alcali en excès présent.
L'invention consiste à utiliser des compositions, qui seront employées en solutions aqueuses comme bain de décapage pour l'aluminium, comprenant de 80
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(sec) d'un ou plusieurs orthophosphates d'ammonium, de sodium ou de potassium, calculés en ion phosphate (PO ).
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(calculé en ion PO ). En restant à l'intérieur de ces limites avantageuses, il pst possible de constituer des compositions extrêmement satisfaisantes dans toute une gamme de proportions mutuelles des ingrédients spécifiés.
Un avantage supplémentaire résultant de l'utilisation des compositions établies conformément à l'invention réside dans le fait que la formation de boues, et celle de couches épaisses d'incrustations dures sur les parois des récipients qui s'y trouve normalement associée, sont toutes deux totalement ou dans une très large mesure évitées. En outre, si tant est qu'il se forme de la boue, elle tend
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a habituellement pas tendance à formation d'incrustations dures indésirables sur' les surfaces métalliques de l'appareillage employé pour la mise en oeuvre du dé-' capage.
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phosphate donnent naissance à un comportement aberrant et à un décapage non uniforme, tandis qu'à plus.de 2,5% d'ion phosphate la proportion d'alcali caustique disponible pour le décapage est réduite et l'opération devient de moins en moins économique.
Les compositions correspondant aux formules suivantes, données simplement à titre d'exemples, se sont avérées excellentes en vue de la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention:
Formule 1
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Formule 2
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Formule 3
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L'invention comporte également sur des bains de décapage de l'aluminium comprenant les susdits composants essentiels des compositions en solution aqueuse, avec (ou sans) d'autres composants pouvant présenter un certain intérêt, tels qu'agents mouillants ou anti-mousses.
Pour constituer le bain de décapage, il suffit de dissoudre une cer-taine quantité de la composition décapante dans la quantité désirée d'eau. On a découvert que, dans la plupart des cas, une concentration de composition décapante comprise entre 7,5 et 90 grammes par litre d'eau produit des surfaces d'aluminium finement décapées très acceptables. Les concentrations recommandées se situent entre 30 et 45 grammes de composition décapante par litre d'eau.
Le bain décapant peut être appliqué aux surfaces d'aluminium de diverses manières bien connues des spécialistes de ces questions, par exemple en faisant couler ou en pulvérisant la solution sur les pièces, ou encore en trempant les pièces à traiter dans le bain décapant.
Les solutions peuvent être employées depuis la température ordinaire, par exemple 20[deg.] pour fixer les idées, jusqu'au point d'ébullition. On a toutefois pu constater que, avec la concentration recommandée de 30 à 45 grammes de composition décapante par litre d'eau, la température optimum de fonctionnement du bain se situe approximativement entre 71 et 82[deg.]. Des températures plus basses exigent des temps de traitement plus longs pour obtenir le degré de décapage désiré, tandis que des températures plus élevées produisent une action plus rapide mais sont accompagnées de la formation d'une très grande quantité de mousse et d'un violent dégagement d'un gaz très inflammable: l'hydrogène.
Pour obtenir les résultats les plus satisfaisants, on a découvert qu' il est désirable de maintenir la concentration des divers ingrédients dans les solutions entre les limites recommandées suivantes:
1. La concentration de l'hydroxyde de métal alcalin sera comprise entre 6,0 et 86,4 grammes par litre, et plus avantageusement entre 27,0 et 42,8 grammes par litre.
2. La concentration en acide tartrique sera comprise entre 0,23 et 9,0 grammes par litre, et plus avantageusement entre 1,2 et 2,7 grammes par litre.
3. La concentration en ion phosphate sera comprise entre 0,001875 et 2,25 grammes par litre, et plus avantageusement entre 0,0075 et 1,125 gramme par litre.
Les formules suivantes sont données uniquement à titre d'exemples non limitatifs de la composition de solutions établies conformément à l'invention:
Formule 4
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Formule 5
<EMI ID=10.1>
Formule 6
<EMI ID=11.1>
Formule 7
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Bien que les compositions exactes spécifiées ci-dessus se soient avérées d'une haute efficacité en service, il conviendra de comprendre que des bains décapants entièrement satisfaisants puissent évidemment être constitués sur la base d'autres compositions.
Pour maintenir la solution décapante en bon état de fonctionnement au cours du traitement d'une série de pièces ou de surfaces, il suffit simplement de régénérer le bain en y ajoutant la quantité de composition décapante concentrée indiquée en cas de besoin par une analyse périodique. L'analyse peut être effectuée par titrage d'échantillons du bain. Une régénération continue du bain pratiquée de cette manière peut être poursuivie tout à fait normalement pendant une période de temps très longue.
Les bains décapants résultants ne déposent que peu ou pas de boues, et ils peuvent être débarrassés entièrement de la boue granuleuse qui a pu se former: il suffit pour cela de procéder à une simple décantation, et le bain peut alors continuer à fonctionner d'une façon entièrement satisfaisante.
Les bains fonctionnent, en outre, à une vitesse sensiblement uniforme dès le début de leur mise en service, et ils peuvent être utilisés dans un important intervalle de température s'étendant de la température ordinaire normale jusqu'au point d'ébullition.
The invention relates to improvements made to the processes for pickling aluminum and alloys of which aluminum is the main constituent. The term “aluminum” should therefore be understood hereinafter as also including aluminum alloys.
It is well known that aluminum can be pickled by treatment; by means of a bath containing an aqueous solution of sodium hydroxide and sodium tartrate, the tartrate ion acting as a sequestering agent in the water. 'Keeping dissolved aluminum. The known baths are not, however, entirely satisfactory; their faults consist in a certain slowness of action at the beginning of their employment, and in a relatively short service life.
It has been found that these defects are attributable entirely or at least to a very large extent to the calcium content normally present in ordinary water; this calcium reacts with the tartrate ion to form calcium tartrate. This reaction not only has the effect of making a part
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aluminum as the bath dissolves it, but also Calcium tartrate also seems to exert a real inhibition of the stripping action of the bath which is delayed, more especially during the period of its setting. service.
We have now discovered certain compositions, solutions and processes which can be employed to etch aluminum while avoiding, or at least reducing to a large extent, these defects, thereby achieving greater uniformity. the pickling speed during the entire service life of the bath, which is also significantly increased. In general, these advantages are obtained by incorporating in suitable proportions certain sources of phosphate ions in baths containing hydroxides of the alkali metals, sodium and / or potassium, and also tartrate ions. The tartrate ion is most advantageously introduced in the form
(tartaric acid, and it is in this form that it will be alluded to later.
The sources of phosphate employed consist of one or more of the following alkali orthophosphates, namely: mono-, di- and tri-ammonium, -sodium and-potassium orthophosphates, in certain well-defined proportions relative to the alkali metal hydroxides. It will be appreciated that the mono- and di-aloaline phosphates will obviously be converted in solution to tri-alkali phosphates by the excess alkali present.
The invention consists in using compositions, which will be used in aqueous solutions as a pickling bath for aluminum, comprising 80
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(dry) of one or more orthophosphates of ammonium, sodium or potassium, calculated as phosphate ion (PO).
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(calculated in PO ion). By remaining within these advantageous limits, it is possible to provide extremely satisfactory compositions in a range of mutual proportions of the specified ingredients.
An additional advantage resulting from the use of the compositions prepared in accordance with the invention is that the formation of sludge, and that of thick layers of hard encrustations on the walls of the containers which are normally associated therewith, are all. both totally or to a very large extent avoided. In addition, if any mud forms, it tends
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Usually there is no tendency for unwanted hard encrustations to form on the metal surfaces of the equipment employed for carrying out stripping.
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phosphate give rise to aberrant behavior and non-uniform pickling, while at more than 2.5% phosphate ion the proportion of caustic alkali available for pickling is reduced and the operation becomes less and less economic.
The compositions corresponding to the following formulas, given simply by way of examples, have proven to be excellent with a view to implementing the process forming the subject of the invention:
Formula 1
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Formula 2
<EMI ID = 7.1>
Formula 3
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The invention also relates to aluminum pickling baths comprising the aforesaid essential components of the compositions in aqueous solution, with (or without) other components which may be of certain interest, such as wetting agents or anti-foaming agents.
To constitute the pickling bath, it suffices to dissolve a certain quantity of the pickling composition in the desired quantity of water. It has been found that, in most cases, a concentration of stripping composition of between 7.5 and 90 grams per liter of water produces very acceptable finely stripped aluminum surfaces. The recommended concentrations are between 30 and 45 grams of stripping composition per liter of water.
The pickling bath can be applied to aluminum surfaces in various ways well known to those skilled in these matters, for example by running or spraying the solution on the parts, or by dipping the parts to be treated in the pickling bath.
The solutions can be used from room temperature, for example 20 [deg.] To fix ideas, up to the boiling point. It has however been observed that, with the recommended concentration of 30 to 45 grams of stripping composition per liter of water, the optimum operating temperature of the bath is approximately between 71 and 82 [deg.]. Lower temperatures require longer processing times to achieve the desired degree of stripping, while higher temperatures produce faster action but are accompanied by the formation of a very large amount of foam and violent release. of a very flammable gas: hydrogen.
To obtain the most satisfactory results, it has been found that it is desirable to maintain the concentration of the various ingredients in the solutions within the following recommended limits:
1. The concentration of the alkali metal hydroxide will be between 6.0 and 86.4 grams per liter, and more preferably between 27.0 and 42.8 grams per liter.
2. The concentration of tartaric acid will be between 0.23 and 9.0 grams per liter, and more preferably between 1.2 and 2.7 grams per liter.
3. The concentration of phosphate ion will be between 0.001875 and 2.25 grams per liter, and more preferably between 0.0075 and 1.125 grams per liter.
The following formulas are given only by way of nonlimiting examples of the composition of solutions established in accordance with the invention:
Formula 4
<EMI ID = 9.1>
Formula 5
<EMI ID = 10.1>
Formula 6
<EMI ID = 11.1>
Formula 7
<EMI ID = 12.1>
Although the exact compositions specified above have been found to be of high efficiency in service, it will be understood that fully satisfactory pickling baths can of course be made on the basis of other compositions.
To keep the pickling solution in good working order during the treatment of a series of parts or surfaces, it is sufficient simply to regenerate the bath by adding to it the quantity of concentrated pickling composition indicated when necessary by a periodic analysis. Analysis can be performed by titrating samples from the bath. Continuous regeneration of the bath carried out in this manner can be continued quite normally for a very long period of time.
The resulting pickling baths deposit little or no sludge, and they can be completely rid of any granular sludge that may have formed: all that is required is a simple decantation, and the bath can then continue to operate. a completely satisfactory way.
The baths, moreover, operate at a substantially uniform rate from the start of their operation, and they can be used over a wide temperature range from normal room temperature to the boiling point.