Procédé de polissage chimique d'une surface d'acier inoxydable et solution concentrée
pour sa mise en oeuvre
La présente invention-a pour objet un procédé
pour le polissage chimique d'une surface d'acier inoxy- dable et une solution concentrée pour la mise en
oeuvre de ce procédé.
Parmi les procédés de polissage et brillantage des
surface d'acier inoxydable on peut citer le polissage
mécanique et le polissage à la peau de buffle, le polis
sage électrique et le polissage chimique. Le polissage
mécanique demande des manutentions nombreuses de
la pièce conduisant à de frais élevés de main d'oeuvre
et peut d'ailleurs fréquemment s'avérer inutilisable par
suite de la forme complexe et de la nature de la pièce.
-Le polissage électrique donne souvent des résultats
satisfaisants mais il demande un appareillage coûteux
et des grandes quantités d'énergie électrique. Dans certains cas, les procédés antérieurs de polissage chimique
donnent une surface grainée ou satinée et non une sur
face polie; dans d'autres -cas ils sont relativement sensi
bles aux variations dans la concentration des subs
tances utilisées, de sorte que les opérations sont diffi
ciles. En outre, les substances actives sont utilisées à
des concentrations relativement élevées avec, par suite,
des fortes pertes par entraînement hors du bain, .c'est-à-dire des pertes -dûes -aux substances restant sur
les articles -retirés due bain de polissage et qui peuvent en outre, gêner dans les traitements subséquents.
Les -procédés antérieurs de polissage chimique ont égale
ment tendance à éliminer des quantités trop fortes de métal à partir des articles traités -et d'altérer ainsi leurs .dimensions dans une mesure-excessive.
Au cours de la fabrication d'articles en acier inoxydable, le métal est fréquemment soudé, brasé ou soumis à d'autres traitements thermiques qui provo
quent la formation d'une calamine de chaleur. Cette
calamine est peu agréable à la vue, tend à aggraver la
corrosion de l'article et doit par conséquent être eli-
minée.
Le brevet américain no 3 072 515 décrit un procédé et une composition pour décalaminer et polir chimiquement les métaux, en particulier l'acier inoxy dable.
Dans se brevet la surface du métal est mise en
contact -avec une solution aqueuse d'acide chlorhy- drique, d'acide nitrique et d'un additif contenant une
chaîne de polyoxyéthylène dans sa molécule, comme
décrit plus en--détail dans le brevet.
-La solution peut
également contenir de l'acide phosphorique pour
-exalter -l'effet des -réactifs. La surface métallique est polie bien lisse acquérant un métal, voisin du poli-mi- zeir, et-les pertes par dissolution du métal traité et par
entra^mem-ent hors du bain sont réduites au minimum.
L'invention a pour objet un procédé de polissage
chimique d'une surface acier inoxydable, caractérisé en cc qu'on traite d'ab-ord -cette surface avec une solu ton aqueuse alcaline oxydante à -températuft élevée et pendant une durée suffisante paur rendre cette surface -plus réceptive à l'opération de polissage chimique, puis
qu'on dilue dans l'eau une solution concentrée de polissage chimique et qu'on met en contact ladite surface avec le tain aqueux ainsi obtenu.
L'invention a d'autre part pour objet une solution
concentrée pour la mise en oeuvre du procédé, caracté- -risEe en ce qu'elle contient, en poids: de I -à 10 /o
d'acide chlorhydrique, jusqu'à 65% d'acide phosphorique et de 0,5 à 20% d'un agent tensio-aetif contenant -une chaîne aliphatique de 6 à 20 atomes de carbone et
choisi dans le groupe formé par les amines aliphatiques, araliphatiques et hétérocycliques cationiques, les
amides aliphatiques anioniques et non-ioniques, les esters partiels non--ioniques d'acides aliphatiques et de polyols ou leurs éthers polyoxy-éthyléniques, les sulfates aliphatiques anioniques,
les esters aliphatiques anioniques d'acides aliphatiques sulfonés, les arylpolyéthers sulfonates aliphatiques ahioniques et les phosphates aliphatiques anioniques, ou un alcool acétyléni-que, le complément étant de l'eau.
On a trouvé que l'on pouvait améliorer le polissage
chimique abstenu à l'aide de -la solution du brevet amé- -ricatì cité ci-dessus et qu'on p-ouvait également effec- tuer le polissage chimique avec d'autres solutions lorsqu'on soumettait une surface métallique à un traitement préalable qui la met dans un état activé ou conditionné: En particulier, on met en contact la surface du métal avec une solution aqueuse alcaline oxydante pour l'activer et la préparer à l'élimination de l'oxyde et au polissage chimique subséquent.
Leffet de polissage du procédé et de la composition du brevet des Etats-Unis cités ci-dessus est amélioré, et on peut utiliser d'autres solutions de polissage qui, ant rieurement, ne permetaient pas d'obtenir une surface polie acceptable.
La surface métallique traitée au préalable est ensuite mise en contact avec une solution aqueuse contenant de l'acide chlorhydrique, de l'acide phosphorique et un agent tensicactif. L'agent tensio-actif peut constituer en un composé contenant une chaîne de polyoxyéthylène dans sa molécule et tel que défini dans le brevet ci-dessus, ou en un composé appartenant à d'autres classes décrites ci-après. L'acide phosphorique exalte l'activité de la solution, en la stabilisant apparemment et en empêchant les piqûres de la surface métallique.
On polit chimiquement de cette manière des surfaces métalliques et spécialement des surfaces d'acier inoxydable pour éliminer la calamine et les oxydes et conférer au métal une surface lisse voisine du poli-miroir. Les aciers inoxydables dont il est question dans la présente demande sont des alliages qui contiennent principalement du fer, du chrome et du nickel, ou de fer et du chrome, avec des constituants mineurs.
En dehors du fait qu'elle permet d'obtenir des surfaces polies, brillantes sur des métaux tel que l'acier inoxydable, le procédé présente des avantages en ce que les solutions utilisées sont préparées avec des substances à prix relativement faible, à des concentrations relativement basses, ce qui minimise les pertes par entraînement hors du bain. La quantité de métal de bas éliminée dans le procédé est relativement faible, de sorte qu'on minimise également les modifications dans les dimensions des articles finis.
Les surfaces métalliques à polir sont de préférence soumises à un nettoyage préliminaire de type classique destiné à éliminer l'huile, la graisse, e lscomposés utilisés pour l'étirage, etc. Les surfaces propres sont ensuite mises en contact avec une solution aqueuse alcaline, oxydante qui contient de préférence un permanganate de métal alcalin comme le permanganate de potassium ou de sodium. La solution contient de préférence d'environ 2 à 40/o en poids de permanganate. On préfère également des solutions fortement caustiques. Cette causticité sera de préférence apportée par une base forte, plus spécialement un hydroxyde de métal alcalin comme l'hydroxyde de sodium ou de potassium. Cette base peut être employée à des concentrations d'environ 5 à 100/o en poids.
On peut également introduire un adoucissant de l'eau, par exemple un carbonate de métal alcalin, de préférence de carbonate de sodium ou de potassium. L'adoucissant est utilisé en quantité faible mais efficace, et on préfère en fait utiliser un carbonate dans des proportions d'environ 0,5 à 10/o du poids de la solution.
Le métal est mis en contact avec la solution oxydante à température élevée et pendant une durée suffisante pour préparer la surface métallique, la conditionner pour le polissage chimique subséquent. La solution sera de préférence à une température comprise entre environ 660 C et son point d'ébullition. Le métal est maintenu en contact avec la solution pendant une durée comprise entre environ 1/4 d'heure et 1 h 30, cette durée variant en fonction inverse de la température. Le métal obtenu qui a subi le traitement préalable est de préférence lavé avec une solution acide pour neutraliser le produit caustique restant sur le métal puis rincé, après quoi on le soumet au polissage chimique.
L'agent tensio-actif peut être l'un des composés décrits dans le brevet des E. U. A. no 3 072 515 cité ci-dessus. Ces agents tensio-actifs sont:
1. Des produits de condensation d'une mole de phénol avec d'environ 5 à 30 moles d'oxyde d'éthy lène.
2. Des produits de condensation d'une mole d'un alkylphénol contenant jusqu'à 15 atomes de carbone environ dans le groupe alkyle avec 5 à 30 moles environ d'oxyde d'éthylène.
3. Des produits de condensation d'une mole d'une alkylamine contenant d'environ 10 à 20 atomes de carbone dans le groupe alkyle avec 5 à 50 moles environ d'oxyde d'éthylène.
4. Des produits de condensation d'une mole d'un alcool aliphatique contenant d'environ 10 à 20 atomes de carbone dans le groupe alkyle avec 5 à 50 moles environ d'oxyde d'éthylène.
5. des produits de condensation d'une mole d'un polypropylène glycol contenant d'environ 10 à 50 motifs d'oxyde de propylène avec 4 à 150 moles environ d'oxyde d'éthylène, et
6. les mélanges de ces agents tensio-actifs.
Mais on peut utiliser d'autres agents tensio-actifs qui contiennent une chaîne aliphatique de 6 à 20 atomes de carbone. Un groupe préféré d'agents tensioactifs comprend les amines aliphatiques, araliphatiques et hétérocycliques cationiques, les amides d'acides aliphatiques non ioniques et anioniques, les esters partiels non ioniques d'acides aliphatiques et de polyols et leurs éthers polyoxyéthylénés, les sulfates aliphatiques, les esters aliphatiques anioniques d'acides aliphatiques sulfonés, les arylpolyéthers sulfonates aliphatiques anioniques et les phosphates aliphatiques anioniques.
Les amines aliphatiques, araliphatiques et hétérocycliques cationiques sont des amines primaires, secondaires, tertiaires et quaternaires contenant au moins une chaîne aliphatique de 6 à 20 atomes de carbone qui peut être droite ou ramifiée. Comme exemples de tels composés on citera les mono, di- et tri- n-alkylamines grasses, et entre autres les amines grasses primaires, secondaires et tertiaires vendues sous la marque commerciale Armeen . Comme autres composés on citera les sels d'alkylammonium et d'aralkylammonium quaternaires.
Les composés préférés de ce type contiennent un groupe alkyle à 8-16 atomes de carbone, deux groupes alkyles contenant de 1 à 6 atomes de carbone et une groupe aralkyle contenant de 7 à 10 atomes de carbone, comme le chlorure d'alkyl diméyléthylbenzylammonium vendu sous la marque
commerciale Onyx BTC 471 .
Parmi les amines hétérocycliques on citera les glyoxalidines substituées et les oxazolines substituées, utilisées sous forme de leurs sels d'addition avec les acides. Comme exemple de tels composés on citera la l-hydroxyéthyl-2 < heptadécénylglyoxalidine vendue sous la marque commercial Alro Amine 0 et une oxaline substituée vendue sous la marque commerciale Alkaterge C .
Les amides non ioniques d'acides aliphatiques comprennent les amides d'amines aliphatiques, de préférence inférieures, comme 1' aminoéthyiéthanoi- amine et la diéthanolanine, et d'acides gras contenant une chaîne aliphatique droite ou ramifiée de 6 à 20 atomes de carbone. On citera entre autres les amides d'aminoéthyléthanolamine et d'acides gras vendues sous la marque commerciale Nopcogen RP et l'amide d'acide gras et de diéthanolamine vendue sous la marque commerciale Ninol 1001 .
Parmi les amides anioniques d'acides aliphatiques on citera les amides d'acides aliphatiques à chaîne droite ou ramifiée de 6 à 20 atomes de carbone avec des acides aminosulfonique et aminocarboxyliques aliphatiques, de préférence inférieurs. Le groupe amino est également substitué, de préférence par un groupe alkyle contenant de 1 à 6 atomes de carbone. Parmi les composés de cette classe on citera le N-cyclohexyl-N-palmitoyltaurate de sodium vendu sous la marque commerciale Igepon CN-42, le N-méthyl-N oléoyitaurate vendu sous la marque commerciale
Igepon T-33 et la N-méthyl-N-oléoylglycine vendue sous la marque commerciale Sarkosyl O.
Les esters partiels non-ioniques d'acides aliphatiques et de polyols ainsi que leurs éthers polyoxyéthylénés comprennent les esters partiels d'acides aliphatiques à chaîne droite ou ramifiée contenant de 6 à 20 atomes de carbone et de sorbital, de propylène glycol et de glycérol ainsi que leurs éthers polyoxyéthyleniques. Parmi ces composés on citera le monooléate de sorbitan vendu sous la marque commerciale Span 80, et monooléate de sorbitan polyoxyéthylénsque vendu sous la marque Tween 80.
Les sulfates aliphatiques anioniques comprennent les sulfates ou esters sulfuriques d'alkyles à chaîne droite ou ramifiée contenant de 6 à 20 atomes de carbone. On citera en particulier le laurylsulfate de sodium vendu sous la marque commerciale Duponol C.
Les esters et amides aliphatiques anioniques d'acides dicarboxyliques sulfonés comprennent les esters alkyliques à chaîne droite ou ramifiée et à 6-20 atomes de carbone d'acides dicarboxyliques inférieurs sulfonés. On citera en particulier l'ester dioctylique de l'acide sulfosuccinique, sel de sodium, vendu sous la marque commerciale Aerosol OT, et le N-octadécylsulfosuccinamate disodique vendu sous la marque Aerosol 18.
Les arylpolyéthers sulfonates aliphatiques anioniques comprennent les arylpolyéthers sulfonates à substituants alkyles à chaîne droite ou ramifiée contenant de 6 à 20 atomes de carbone.
On citera par exemple l'octylphénoxy-polyéthoxy- sulfonate de sodium vendu sous la marque commerciale Triton X-200.
Les phosphates aliphatiques anioniques comprennent les mono- et polyphosphates d'alkyle à chaîne droite ou ramifiée contenant de 6 à 20 atomes de carbone et jusqu'à huit radicaux phosphate. Comme exemples de tels composés on citera le composé (2-éthylhexyl)5-Nas(P30lr2, vendu sous la marque Victawet 35 B et le (capryl)5-Na5(P3O10)2, vendu sous la marque Victawet 58 B, ainsi que les monophosphates tels que l'ester laurylique de l'acide orthophosphorique.
Comme autres agents tensio-actifs qu'on peut utiliser on citera les composés aliphatiques fluorés anioniques comme le composé de marque Florochemical
FC-95 et les agents tensio-actifs amphotères comme le sel de sodium éthoxylé de marque commerciale Triton
QS-15.
Dans la pratique on prépare de préférence un concentré qui sert de réserve et à partir duquel on peut préparer la solution de polissage. Un concentré préféré contient d'environ 6 à 90io en poids d'acide chlorhydrique, d'environ 25 à 65 /o en poids d'acide phosphorique, d'environ I à 30/0 en poids d'un agent tensioactif, le solde étant de l'eau. Le brevet des E. U. A.
no 3 072 515 cité ci-dessus décrit des concentrés de ce type contenant un composé qui porte une chaîne de polyoxyéthylène dans sa molécule. Les concentrés contiennent un agent tensioactif qui présente une chaî- ne aliphatique de 6 à 20 atomes de carbone comme décrit ci-dessus. Un concentré particulier très apprécié contient environ 80/o d'acide chlorhydrique, 6O0/o d'acide phosphorique, 2,60/o d'agent tensio-actif, en poids, solde: eau. On prépare une solution de polissage par addition d'acide nitrique et d'eau à un concentré et on obtient une solution contenant de l'acide chlorhydrique, de l'acide nitrique, de l'acide phosphorique et un agent tensio-actif aux proportions indiquées cidessus.
Le métal à polir est mis en contact avec la solution de polissage dans un bain de ladite solution, à température élevée et pendant une durée suffissante pour obtenir une surface polie et brillante. Le bain est maintenu à une température comprise de préférence dans la gamme d'environ 54 à 930 C, plus spécialement 71 à 88" C. La durée requise pour obtenir une surface polie, brillante, varie selon la température du bain. La composition de la solution, le type de métal et l'état de la surface du métal. Habituellement, il faut d'environ 5 à 20 mn à une température comprise entre environ 71 et 88" C, cette durée diminuant lorsque les températures augmentent et augmentant lorsque les températures diminuent. A la suite du traitement de polissage on rince le métal et on peut observer que le métal traité présente la surface polie recherchée.
Dans les exemples suivants, les indications de parties et de O/o s'entendent en poids, sauf indication contraire.
Les proportions indiquées pour les acides s'entendent pour des acides à la concentration de 1000/o sauf indication contraire.
Exemple 1
On nettoie des plaques d'acier inoxydable de 0,6 mm d'épaisseur type 302, présentant un aspect superficiel du type 2 B (mat) et qui portent une mince couche d'oxyde, afin d'en éliminer l'hulie, la graisse et autres souillures, par immersion pendant 10 mn à 820 C dans une solution de la composition ci-après dans l'eau, à la concentration de 44 g par litre de solution totale.
Composant 0/0
hydroxyde de sodium 50
carbonate de sodium 47
oléate de sodium 3
On retire les plaques de la solution et on les rince à l'eau de ville.
On immerge les plaques pendant 10 mn dans la solution alcaline oxydante de composition ci-après, à 93 c, afin d'éliminer les oxydes superficiels.
Composant %
Hydroxyde de sodium 7,9
permanganate de potassium 3,2
carbonate de sodium anhydre 0,7
eau 88,2
On retire les plaques de la solution oxydante et on les rince à l'eau de distribution.
On immerge les plaques pendant 5 mn dans une solution de la composition ci-après, diluée par 3 parties en volume d'eau, et maintenue à 270 C, pour neutraliser les produits caustiques restant sur les plaques:
Composant /o
acide phosphorique à 75 /o 5
acide xylène sulfonique 5
octylphénoxypolyéthoxyéthanol contenant
environ 11 à 13 moles d'oxyde d'éthylène 5
dodécyldiphényléther disulfonate
de sodium 2
eau 83
Les plaques sont retirées de la solution et rincées à l'eau de ville.
On immerge ensuite les plaques pendant 15 mon dans un bain aqueux de polissage ci-après défini à une température de 80 à 820 C.
Composant /0
acide chlorhydrique 3
acide nitrique 3
acide phosphorique 24
Composant %
amide d'acide gras et d'arn
éthyléthanolamine (1) 1
eau complément
(1) Nopcogen RP .
-On retire les plaques du bain et on les rince à l'eau de ville. On constate qu'elles présentent un aspect extérieur brillant et lisse voisin du poli-miroir. Si l'on supprime le traitement préalable par la solution oxydante de permanganate, les plaques sont nettement moins brillantes et ne présentent plus l'aspect miroir.
D'autre part, lorsqu'on répète l'opération précédente mais en supprimant l'amide d'aminoéthyléthartol- amine et d'acide gras dans le bain de polissage, on n'observe ni polissage, nibrillantage des plaques. En outre on observe une attaque non uniforme des plaques.
Exemple 2
On répète l'opération de l'exemple 1 mais le bain aqueux comprend 50/o d'acide chlorhydrique au lieu de 30/o dans la solution de polissage. On obtient des résultats équivalents.
Exemple 3
On répète l'opération de l'exemple 1, mais on utilise 50/o d'acide nitrique au lieu de 30/o dans la solution de polissage. On obtient des résultats équivalents.
Exemple 4
On répète l'opération de l'exemple 1, mais le bain aqueux comprend 15n/o d'acide phosphorique au lieu de 24 lo dans la solution de polissage et l'amide d'acide gras d'aminoéthyléthanolamine a été remplacé par une monoalkylamine contenant de 6 à 8 atomes de carbone dans le groupe alkyle (Armeen-8). On immerge les plaques dans la solution de polissage en 20mn. On obtient des résultats équivalents.
Exemple 5
On répète l'opération de l'exemple 1 en utilisant des agents tensio-actifs variés dans la solution de polir sage. On obtient dans chaque cas un aspect brillant et lisse voisin du poli-miroir avec des bains aqueux de polissage contenant 10/o des agents tensio-actifs ciaprès, individuellement ou en combinaisons entre eux lorsqu'ils sont compatibles:
sel de 1-hydroxyéthyl-2-heptadécénylglyoxalidine (Alroamine O).
Sel d'amine tertiaire d'oxazoline substituée (Alkaterge C).
Oléate de sorbitol polyoxyéthyléné (Atlas G-1186)
Amide d'acide gras et de diéthanolamine (Ninol 1 < 1)
Laurylsulfate de sodium (Duponol C)
dioctylsulfosuccinate de sodium (Aérosol OT)
N-méthyl-N-oléylglycine (Sarkosyl O)
(Capryl)5-Na5(P5O10) (Victawet 58 B)
agent tensio-actif anionique fluoré (Florochemical
FC t)5) sel de sodium d'un agent tensio-actif amphotère éthoxylé (Triton Q S- 15)
Lorsqu'on supprime le traitement préalable par une solution oxydante l'aspect des plaques est nettement moins brillant.
Exemple 6
On répète l'opération de l'exemple 1 avec des plaques d'acier inoxydable de 0,6 mu d'épaisseur, type 316, portant un revêtement mince d'oxyde. On peut utiliser les agents tensio-actifs suivants, isolément ou en combinaison entre eux lorsqu'ils sont compatibles à une concentration de 10/o dans des bains aqueux de polissage et l'on obtient dans chaque cas un aspect brillant et lisse voisin du poli-miroir.
Des tri-n-alkylamines tertiaires comme l'Armeen
DMCD, trialkylamine dans laquelle un groupe alkyle contient de 8 à 18 atomes de carbone et les autres sont des groupes méthyles, et comme l'Armeen M2HT qui est une méthylamine de suif déshydrogéné.
Des di-n-alkylamines secondaires comme l'Armeen 2 C portant des alkyles qui contiennent de 6 à 18 atomes de carbone,
des n-alkylamines primaires comme l'Armeen 8 qui porte un alkyle contenant de 6 à 10 atomes de carbone.
Un chlorure d'ammonium quaternaire portant deux groupes méthyles, un groupe éthylbenzyle et un groupe alkyle à 6--20 atomes de carbone, comme le produit de marque commerciale Onyx BTC 471, qui porte 12 à 18 atomes de carbone dans le groupe alkyle à longue chaîne.
un sel de 1-hydroxyéthyl-2-heptadécénylglyoxali- dine (Alromine O)
des sels d'amines tertiaires d'oxazolines substituées comme l'Alkaterge C qui est une 2-heptadlécyl-5-mé- htyl-6-hydroxyméthyloxazoline.
de l'oléate de sorbitol polyoxyéthyléné (Atlas-G1186)
de l'oléate de sorbitan polyoxyéthyléné (Tween 80)
de la diéthanolamine d'acide caprique (Ninol 1001)
du laurylsulfate de sodium (Duponol C)
du N-méthyl-N-oléyltaurate de sodium (Igepon
T-33)
du dioctylsulfosuccinate de sodium (Aerosol OT)
de la N-méthyl-N-oléylglycine (Sarkosyl O)
du (Capryl)s-Na(PsOt0)2 (Victawet 58 B)
un agent tensio-actif anionique fluoré (Florochemical FC-95)
Un sel de sodium d'un agent tensio-actif amphotère éthoxylé (Triton Q S15)
du monooléate de sorbitan (Span - 80)
un alkylarylpolyéther sulfonate de sodium (Triton X200)
l'hydroxyde de 1-(2-acébate de sodium)
1(2-éthylate de sodium)-2-undécyl-4,5dihydroimidazolium (Miranol M).
Lorsqu'on supprime le traitement préalable par une solution oxydante des plaques sont nettement moins brillantes et l'aspect final n'est pas voisin du poli-miroir.
Exemple 7
On traite par le procédé décrit dans l'exemple 1 des raccords de tubes en acier inoxydable forgé des types 304 et 316 qui présentent un revêtement superficiel noir de calamine provoqué par un traitement thermique antérieur. On immerge les raccords dans le bain aqueux de polissage pendant 10 à 20 mn environ à une température de 88" C environ. On en sort les raccords brillants et débarrassés de la calamine.
Exemple 8
On prépare un article consistant en une pièce d'acier inoxydable type 302 et en pièces d'acier doux, de cuivre et de laiton fixées à l'acier inoxydable par 'ne soudure à l'argent. L'opération de soudure a provoqué la formation sur l'acier inoxydable d'une calamine épaisse bleu-noire. On traite cet article par le procédé de l'exemple 1 en l'immergeant dans le bain aqueux de polissage pendant 15mn à 880 C. On obtient un acier inoxydable dont la surface est propre et brillante. Le cuivre et le laiton sont propres. L'acier doux présente les signes d'une légère attaque. Il n'y a pratiquement pas d'attaque sur la soudure à l'argent.
Exemple 9
On nettoie de l'acier inoxydable soudé, type 302, dans une solution aqueuse contenant 44 g/l de la composition ci-après:
Composant O/o
Hydroxyde de sodium 50
Carbonate de sodium 47
Oléate de sodium 3
Pour ce nettoyage, on traite dans la solution ci-dessus pendant 10 minutes à la température de 710 C.
On rince ensuite l'acier inoxydable à l'eau et on lui fait subir un traitement préalable par une solution aqueuse oxydante contenant de 60 à 120g/1 du mélange ci-après:
Composant O/o
Hydroxyde de sodium 65
Permanganate de potassium 27
Carbonate de sodium 8
On traite dans cette solution à 930 C pendant des durées de 30 ou 60 mn puis on rince à l'eau.
On immerge ensuite l'acier inoxydable dans une solution à 25 /o en volume d'acide chlorhydrique à 180
Baumé contenant 10/o d'un inhibiteur pendant 2 mn à 270 C puis on rince à l'eau.
On immerge ensuite l'acier inoxydable dans un bain aqueux de polissage contenant les composants suivants:
Composant /o
Acide phosphorique 25
Acide chlorhydrique 3
Acide nitrique 3
Alkylarylpolyéther alcool
(Triton X-100) 1
Eau 68
Le traitement dans cette solution s'effectue à 770 C pendant 10 mn; on fait suivre d'un rinçage à l'eau et d'un séchage.
Les échantillons d'acier inoxydable traités au préalable par les solutions oxydantes contenant de 60 à 120 girl des composants indiqués ci-dessus présentent des surfaces polies uniformes à la fin de l'opération complète décrite ci-dessus. On obtient le même résultat lorsqu'on utilise une solution oxydante contenant 120 gui des composants y indiqués pendant un traitement préalable de 60 mn en faisant suivre des autres traitements décrits; par contre un échantillon témoin qui n'a pas été soumis au traitement préalable par une solution oxydante et qui a été traité par ailleurs comme décrit dans cet exemple porte encore de la calamine sur la soudure et une bande très mate de 6 mm d'épaisseur qui s'étend sur la surface polie jusqu'à 13 mm de la soudure.
On répète l'opération mais on porte la concentration du Triton X-100 à 30/o dans le bain aqueux de polissage en diminuant la quantité d'eau de manière correspondante. Des mesures de réflectance spéculaire absolue, effectuées sur l'acier inoxydable avant et après polissage conformément au procédé du présent exemple donnent des résultats respectifs de 24 /o et 530/o (la définition des valeurs de réflectance spéculaire est indiquée dans l'exemple 10 ci-après).
Exemple 10
On suit le mode opératoire de l'exemple 9 pour polir des plaques d'acier inoxydable calaminées à la chaleur mais on utilise des solutions oxydantes aux concentrations indiquées dans le tableau A ci-après, avec les durées de traitement également indiquées:
Tableau A concentration de la durée réflectance spéculaire solution oxydante (1) absolue 010 (2) témoin 26 601 g/l > 30 mn 45
120 g/l 30 mn 61
120 g/l 60 mn 61
(1) mêmes composants que dans l'exemple 9
(2) la plaque d'acier inoxydable témoin, avant traitement, donne
une lecture de réflectance spéculaire absolue de 4 /o
La réflectance spéculaire est mesurée avec un
appareil opérant sur le même principe que le photo
mètre bien connu en photographie,
c'est-à-dire que la
lumière réfléchie est mesurée sur une échelle de l'instrument. On étalonne d'abord I'instrument par réglage
de l'indicateur de manière à enregistrer un maximum de 1000/o pour une quantité déterminée de lumière
réfléchie provenant d'une surface parfaitement polie tel
qu'un miroir. On règle également de manière à enregis
trer une réflectance de 5,60/o sur une glace noire. Les résultats rapportés dans le tableau A ci-dessus montrent qu'on obtient une réflectance spéculaire très supérieure lorsqu'on utilise la solution oxydante de permanganate dans l'opération avec une durée égale des traitements par la solution de polissage.
Exemple Il
On traite un lot d'acier inoxydable type 302, qui s'est avéré difficile à polir en raison d'une forte calamine, par le procédé de l'exemple 9, modifié par remplacement du Triton X-100 par une quantité étale d'Aliquat 4 (N-chlorure d'ammonium quaternaire contenant 3 restes méthyles et un reste gras normal) ou une quantité égale de FC-95 (agent tensio-actif anionique fluoré). Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau B ci-après qui montrent que l'on obtient des résultats supérieurs lorsqu'on effectue le traitement préalable oxydant par le permanganate.
Tableau B concentration de la durée réflectance spéculaire solution oxydante (1) absolue O/o (2)
Aliquat 4 FC-95 témoin 32 37 120 glu 30 mn 38 42 (1) mêmes composants que dans l'exemple 9 (2) la plaque d'acier inoxydable témoin, avant traitement, donne
une lecture de réflectance spéculaire absolue de 24 /o
Le procédé de l'invention peut être utilisé pour le décalaminage et le polissage des aciers inoxydables d'une manière générale. On a obtenu des résultats particulièrement satisfaisants avec les aciers inoxydables de la série 300 contenant environ î80/o de chrome et 80/o de nickel.
On a obtenu des surfaces légèrement moins brillantes quoique propres avec la série d'aciers inoxydables du type 200, à faible teneur en nickel et avec la série 400 ne contenant pas de nickel. Mais le procédé de l'invention peut également être utilisé avec avantage dans le traitement d'aciers spéciaux et d'autres alliages.
Exemple 12
On calamine de l'acier inoxydable de type 304 en disposant les tôles sur une plaque chauffante portée à la température de 427" C pendant 1 à 2 heures, et on les polit ensuite comme décrit dans l'exemple 9. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau C ciaprès et mettent en évidence l'effet de la solution oxydante de permanganate dans le traitement préalable sur des calamines difficiles à éliminer.
Tableau C
Réflectance spéculaire absolue 0/o
avant polissage après polissage après polissage
(calamine) avec oxydation sans oxydation 1 heure de calaminage 21 57 1/2 54 2 heures de calaminage 16 59 1
La forte influence de l'opération préalable de conditionnement de la calamine est bien mise en évidence sur la tôle la plus fortement calaminée. La tôle calaminée qui n'a pas été soumise au traitement préalable par l'oxydant subit dans le bain de polissage une attaque sélective qui provoque une diminution de la réflectance superficielle. La tôle calaminée traitée au préalable par l'oxydant et polie ensuite dans le même bain est nettement plus brillante.
Exemple 13
On opère comme décrit dans l'exemple 9 avec les mêmes rapports d'acides et le même cycle opératoire mais en remplaçant l'agent tensio-actif à haut poids moléculaire par un alcool insaturé des types propynol et butyne diol. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau D ci-après et montrent l'effet du rapport d'acides préféré sur le polissage.
Tableau D
Réflectance spéculaire absolue O/o
après polissage avant polissage 2-propyne-l-oll 23 54 2-butyne-1,4diol 22,5 52,5
La surface de la tôle traitée présente un reflet gris.
Cependant, on peut utiliser des alcools insaturés comme le propynol et le butyne-diol pour obtenir un brillantage lorsqu'on observe le rapport d'acides préféré.