CS253215B1 - Lázeň pro přípravu povrchu ocelových materiálů před vylučováním kovových povlaků - Google Patents

Abstract

Lázeň pro přípravu povrchu ocelových materiálů před vylučováním kovových povlaků řeší technický problém snížení toxicity lázně a zvýšení přilnavosti následně vylučovaných povlaků při současném snížení nebezpečí znečištění následujících lázní. Podstata řešení spočívá v tom, že lázeň kromě základní složky tvořené hydroxidem alkalického kovu dále obsahuje látku zvolenou ze skupiny obsahující bromidy, jodidy a fluoridy alkalických kovů v koncentraci 1 až 50 g/1 a další přísady zvolené ze skupiny obsahující karboxylové, sulfonové a sulfokarboxylové kyseliny a 2 až 7 atomy uhlíku nebo jejich soli, které jsou v lázní obsaženy v koncentraci 1 až 200 g/1 lázně.

Description

Vynález se týká lázně pro přípravu povrchu ocelových materiálů před vylučováním kovových povlaků, obsahující hydroxid alkalického kovu a další přísady.

Použití elektrolyticky a chemicky vyloučených kovových povlaků na oceli a různých typech nerezových oceli pro technické účely je závislé na jejich dobré přilnavosti k základnímu materiálu. Přilnavost je závislá na předúpravě povrchu před vlastním pokovením. Velmi obtížně se pokovují nerezové oceli a oceli s vysokým obsahem grafitu. K zajištění dokonalé přilnavosti je nutné odstranit kysličníkovou vrstvu, ale nesmí dojít k přeleptání povrchu, aby se nevytvořil grafitový film, který je jednou z příčin špatné přilnavosti.

V současné době je známa řada metod, které zlepšují přilnavost galvanických povlaků.

Ve většině případů je používáno elektrochemické anodické moření v kyselinách nebo jejich směsích. Nevýhodou všech těchto metod je možnost přeleptání povrchu, čímž dojde ke zhoršení požadované přilnavosti. Zvláště v provozních podmínkách je velmi obtížné přesně dodržet požadované parametry. Během anodického leptání v kyselých roztocích se mění pH eletrolytu a jeho složení a to je příčinou nevhodného naleptání.

Metoda, která spočívá v chemickém vyloučení mědi na povrchu materiálu a jejím následném rozpuštění, podstatně zlepšuje přilnavost galvanických povlaků, ale nevýhodou je, že během moření dochází k podstatné změně drsnosti povrchu a to může být v některých případech nežádoucí. Tento způsob se nedá použít při pokovování nerezových ocelí.

Dále je známa alkalická lázeň, která je popsána v patentovém spisu NDR č. 50 769, a to v jeho původním znění z 5. 10. 1966. Tato lázeň, tak zvaný čistící elektrolyt, která je určena zejména pro průběžné moření, případně čištění železných drátů a pásů, obsahuje jako základní složky hydroxid sodný v množství 200 až 250 g/1 a chlorid sodný v množství 50 až 80 g/1. Jako další složky obsahuje tato lázeň křemičitan alkalického kovu, zejména křemičitan sodný, v množství 20 až 50 g/1 a chroman alkalického kovu, zejména chroman draselný, v množství 1 až 20 g/1.

Tato lázeň má značnou nevýhodu v tom, že obsahuje soli šestimocného chrómu, které jsou silně toxické, což je spojeno jednak se zvýšeným ohrožením obsluhy a potřebou příslušných bezpečnostních opatření, jednak se řadou technických a ekonomických problémů při likvidaci vyčerpaných lázní a čištění odpadních vod z provozu obecně. Popsaná lázeň kromě toho vyžaduje poměrně vysoké proudové hustoty až 150 A/dm^, což prodražuje konstrukci proudového zdroje a zvyšuje provozní náklady, protože dosažení vysoké proudové hustoty vyžaduje odpovídající zvýšení svorkového napětí. Další nevýhodou jsou, zejména pro kusovou výrobu, krátké doby vystavení leptavého předmětu lázni, které se obtížně realizují s dostatečnou přesností. Jiná další nevýhoda této lázně spočívá v tom, že v důsledku přítomnosti chloridu sodného v této lázni může, zejména při průběžném moření pásů nebo drátů, dojít k přenosu chloridových iontů do další, to jest pokovovací lázně, což pak může být příčinou snížení jakosti získaných povlaků.

Uvedené nedostatky známých lázní odstraňuje lázeň pro elektrolytickou přípravu povrchu ocelových materiálů před následným elektrolytickým nebo chemickým vylučováním kovových povlaků, obsahující hydroxid alkalického kovu a další přísady podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že další základní složka lázně je tvořena látkou zvolenou ze skupiny obsahující bromidy, jodidy a fluoridy alkalických kovů v koncentraci 1 až 50 g/1 a další přísady jsou zvoleny ze skupiny obsahující karboxylové, sulfonové a sulfokarboxylové kyseliny s 2 až 7 atomy uhlíku nebo jejich soli a jsou v lázni obsaženy v koncentraci 1 až 200 g/1 lázně.

Pro praktickou volbu složení lázně je výhodné, jestliže karboxylová kyselina je zvolena ze skupiny obsahující kyselinu citrónovou, kyselinu vinnou, kyselinu malonovou, kyselinu štavelovou a kyselinu salicylovou.

Sulfonová kyselina je s výhodou zvolena ze skupiny obsahující kyselinu fenol-4-sulfonovou a kyselinu 1,3-dihydroxybehzen-4,5-disulfonovou.

Sulfokarboxylová kyselina je s výhodou tvořena kyselinou 4-sulfosalicylovou.

Nový a vyšší účinek vynálezu spočívá ve srovnání se známou alkalickou lázní v tom, že lázeň podle vynálezu je netoxická a méně agresivní, lze ji po vyčerpání snáze likvidovat s podstatně menšími problémy při čištění odpadních vod a vyžaduje proudové hustoty v rozsahu 1 až 3 A/dm^ při svorkovém napětí 6 až 8 V, z Čehož vyplývají nižší nároky na zdroj proudu a vyšší hospodárnost celého procesu. Poměrně nízká proudová hustota kromě toho umožňuje volit dostatečně dlouhé doby působení lázně, které jsou při kusové výrobě z technologického hlediska snadno realizovatelné a reprodukovatelné.

Další výhoda lázně podle vynálezu spočívá v tom, že komplexotvorné vlastnosti jejich přísad umožňují dosažení kovově čistého povrchu, nebot zabraňují vzniku nerozpustných sloučenin železa, chrómu a niklu. Jiná výhoda lázně podle vynálezu spočívá v tom, že bromidové, jodidové, případně fluoridové ionty jsou při přenesení do další, to jest obvykle pokovovací lázně, podstatně méně škodlivé než chloridové ionty obsažené ve známé lázni, takže lze například zkrátit dobu oplachu pokovovaných předmětů před jejich přenesením do dalš; lázně.

Vynález je dále objasněn na příkladech jeho provedení, které popisují konkrétní složení lázní.

Příklad 1

000 ml vody

100 g hydroxid draselný g bromid draselný 20 g vinan sodný doba moření: 1 až 5 min teplota elektrolytu: 20 až 60 °C

Příklad 2

000 ml vody

100 g hydroxid draselný g jodid draselný g sulfosalicylan sodný doba moření: 1 až 5 min teplota elektrolytu: 20 až 40 °C

Příklad3

000 ml vody

300 g hydroxid sodný g fluorid draselný g fenoldisulfonová kyselina (sodná sůl) doba moření: 1 až 5 min teplota elektrolytu: 20 až 60 °C.

Příklad4

000 ml vody

100 g hydroxid draselný g bromid draselný g štavelan draselný doba moření: 1 až 5 min teplota elektrolytu: 20 až 60 °C.

000 ml vody

100 g hydroxid sodný g jodid draselný 3*0 g malonan sodný doba moření: 1 až 5 min teplota elektrolytu: 20 až 50 °C,

Příklad 6

000 ml vody

100 g hydroxid sodný g bromid draselný 20 g citran sodný doba moření: 1 až 5 min teplota elektrolytu: 20 až 40 °C.

Příklad 7

000 ml vody

100 g hydroxid draselný g jodid draselný 20 g salicylan sodný doba moření: 1 až 5 min teplota elektrolytu: 20 až 40 °C.

Ve všech případech se použije proudová hustota v rozsahu 1 až 3 A/dm^ při svorkovém napětí v rozsahu 6 až 8 V, přičemž zpracovávaný předmět je zapojen jako anoda. V některých případech je však výhodné napětí také periodicky reverzpvat, případně použít pulzující stejnosměrný proud.

Lázeň podle vynálezu je vhodná ve všech případech, kdy se vyžaduje zvýšená přilnavost kovových povlaků vylučovaných na ocelových materiálech.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Lázeň pro přípravu povrchu ocelových materiálů před vylučováním kovových povlaků, obsahující hydroxid alkalického kovu a další přísady, vyznačující se tím, že další základní složka lázně je tvořena látkou zvolenou ze skupiny obsahující bromidy, jodidy a fluoridy alkalických kovů v koncentraci 1 až 50 g/1 a další přísady jsou zvoleny ze skupiny obsahující karboxylové, sulfonové a sulfokarboxylové kyseliny s 2 až 7 atomy uhlíku nebo jejich soli a jsou v lázni obsaženy v koncentraci 1 až’ 200 g/1 lázně.
2. 2. Lázeň podle bodu 1, vyznačující se tím, že karboxylová kyselina je zvolena ze skupiny obsahující kyselinu citrónovou, kyselinu vinnou, kyselinu malonovou, kyselinu štavelovou, a kyselinu salicylovou.
3. 3. Lázeň podle bodu 1, vyznačující se tím, že sulfonová kyselina je zvolena ze skupiny obsahující kyselinu fenol-4-sulfonovou a kyselinu 1,3-dihydroxy-benzen-4,5-disulfonovou.
4. 4. Lázeň podle bodu 1, vyznačující se tím, že sulfokarboxylová kyselina je tvořena kyselinou 4-sulfosalicylovou.