Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Leštící lázeň a způsob chemického leštění povrchů z nerezové oceli

Abstract

Lázeň je tvořena vodným roztokem, obsahujícím směs kyseliny chlorovodíkové, dusičné a fosforečné. Další součástí je kyselina hydroxybenzoová, případně substituovaná a amin. Způsob chemického leštění povrchů z nerezové oceli spočívá v tom, že se povrchy uvedou do kontaktu s touto lázní při teplotách 20 až 65 .sup.o.n.C.ŕ

Classifications

C23F3/06 Heavy metals with acidic solutions

Landscapes

Show more

CZ280639B6

Czechia

Other languages
English
Inventor
Daniel Dr. Tytgat
Nathalie Barthelemy

Worldwide applications
1990 BE 1991 CA AT DE US ES EP YU CZ MY BR PT BG HU RU PL CN JP

Application CS911841A events

Description

Lázně pro chemické leštění povrchů z nerezové oceli
Oblast techniky
Vynález se týká směsí, tvořících lázně, které se používají pro chemický způsob leštění povrchů z nerezové oceli.
Dosavadní stav techniky
Chemické leštění kovových povrchů představuje známou techniku, která je popisována například v publikaci W. J. Mc G. Tegart, Polissage électrolytique et chemique des métaux, Dunod, 1960, str. 122, a další. Spočívá v tom, že se na kovové povrchy, které se mají vyleštit, působí oxidačními lázněmi. Pro chemické leštění nerezových ocelí austenitického typu se používá zejména lázní, které jsou tvořeny vodným roztokem, obsahujícím kyselinu chlorovodíkovou, fosforečnou a dusičnou. Taková lázeň je popisována například v patentovém spisu US-A-2 662 814. Pro zlepšení kvality leštění se do těchto lázní přidávají obvykle vhodná aditiva, jako jsou povrchově aktivní látky, regulátory viskozity a činidla, zvyšující lesk. Tak v patentovém spise US-A-3 709 824 je popisována směs pro chemickou leštící lázeň na povrchy z nerezové oceli, která je tvořena vodným roztokem, obsahujícím směs kyseliny chlorovodíkové, dusičné a fosforečné, regulátor viskozity na bázi ve vodě rozpustného polymeru, povrchově aktivní činidlo a kyselinu sulfosalicylovou jako činidlo, zvyšující lesk.
Tyto známé leštící lázně mohou ale působit na kovový povrch jen při velké rychlosti. Leštící působení těmito lázněmi nemůže většinou u povrchů z nerezové oceli přesáhnout několik minut. Tato velká rychlost působení známých leštících lázní představuje nevýhodu a způsobuje, že se pro určité aplikace nehodí. Je to zejména leštění vnitřních povrchů stěn nádob velkých rozměrů, jako jsou kotle, autoklávy a krystalizátory. Doba, která je potřeba na naplnění a vyprázdnění těchto nádob, zpravidla podstatně překračuje optimální dobu působení chemické leštící lázně. Z tohoto důvodu je prakticky nemožné dosáhnout jednotného vyleštěného povrchu. Některé zóny jsou vyleštěny nedostatečně, jiné jsou hluboce vykorodované. Velká rychlost působení chemických leštících lázní znesnadňuje dále kontrolu leštění.
V evropském patentovém spisu EP-B-019 964 firmy Solvay jsou popisovány chemické leštící lázně s velmi pomalým působením, které odstraňují uvedené nedostatky. Tyto známé lázně jsou tvořeny vodným roztokem směsi kyseliny chlorovodíkové, dusičné a fosforečné a dále obsahují kyselinu sulfosalicylovou, alkylpyridiniumchlorid a methylcelulózu. Tyto známé leštící lázně s pomalým působením jsou určeny pro práci při teplotách nejméně 40 °C, většinou při teplotách mezi 45 a 100 ’C.
Podstata vynálezu
Vynález se týká lázní pro chemické leštění povrchů z nerezové oceli s pomalým a účinným působením při pracovních teplotách nižších než 50 °C.
-1CZ 280639 B6
Podstata lázní pro chemické leštění povrchů z nerezové oceli podle vynálezu spočívá v tom, že obsahují ve vodném roztoku na 1 1 vodného roztoku
0,5 až 5 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,005 až 1 mol kyseliny dusičné,
0,005 až 1 mol kyseliny fosforečné,
0,001 až 5 g látky ze skupiny, zahrnující kyselinu hydroxybenzoovou a substituované kyseliny hydroxybenzoové, a 0,001 až 1 g vodorozpustného primárního aminu, majícího v molekule více než 10 atomů uhlíku.
V leštících lázních podle vynálezu působí kyselina hydroxybenzoová jako činidlo, zvyšující lesk. Může být prosta substituentů, jako například kyselina salicylová, nebo může být substituována, jako například kyselina sulfosalicylová. Výhodnější je kyselina salicylová.
Amin je zvolen z primárních aminů, jejichž molekula obsahuje více než 10 atomů uhlíku, výhodně mezi 11 a 20 atomy uhlíku. Přednostně se používají primární alkylaminy, obsahující 11 až 16 atomů uhlíku v molekule. Lázně podle vynálezu mohou obsahovat též směs aminů. Optimální obsah aminů záleží na zvoleném typu sloučeniny. Zpravidla se pohybuje mezi 0,001 a 1 g na litr vodného roztoku.
Ve zvláštním provedení vynálezu obsahuje roztok kromě aminu ještě přísadu, tvořenou kyselinou chloristou nebo jejími vodorozpustnými solemi. Optimální obsah této přísady činí 0,001 až 0,5 mol na litr vodného roztoku.
Při jiném provedení obsahuje lázeň podle vynálezu ve vodném roztoku vodorozpustnou přísadu, která je schopna rozkládat kyselinu dusitou. Jejím úkolem je rozložit alespoň část kyseliny dusité, která se tvoří během leštěni ocelového povrchu následkem oxidace železnátých iontů, uvolněných během leštění a obsažených v lázni. Tento účel splňuje močovina nebo její deriváty, jako je thiomočovina a ureiny. Optimální množství je 0,01 až 5 g na litr vodného roztoku. Lázně podle tohoto provedení vynálezu jsou vhodné zejména pro speciální případy leštění, kdy poměr mezi povrchem, který je v kontaktu s lázní, a mezi jejím objemem je větší než 10 m”1.
Je výhodné, když lázně podle vynálezu neobsahují ferrokyanidové ani ferrikyanidové ionty, a to zejména když není přítomna kyselina chloristá.
Váhová množství různých složek lázní podle vynálezu záleží na druhu nerezové oceli, která se podrobuje leštění, a také na podmínkách leštění, zejména na profilu předmětu z oceli, který se leští, na jeho objemu, na objemu lázně, na teplotě lázně, a případně na míchání, kterému je lázeň často podrobena. Proto se musí určovat pro každý případ zvlášť rutinními laboratorními zkouškami. Lázně podle vynálezu, určené pro leštění nerezových austenických ocelí, slitin s chromém a niklem, při teplotách mezi 20 a 50 °C, obsahují na litr vodného roztoku 0,5 až 5 mol kyseliny chlorovodíkové, výhodně 1 až 3 mol, 0,005 až 1 mol kyseliny dusičné, vý
-2CZ 280639 B6 hodně 0,05 až 0,5 mol, 0,005 až 1 mol kyseliny fosforečné, výhodně 0,01 až 0,5 mol, 0,001 až 5 g kyseliny hydroxybenzoové případně substituované, výhodně 0,005 až 3 g v případě kyseliny nesubstituované, 0,001 až 1 g aminu, výhodně 0,005 až 0,300 g, 0 až 0,5 mol aditiva, tvořeného kyselinou chloristou nebo jejími ve vodě rozpustnými solemi, výhodně 0,001 až 0,2 mol, 0 až 5 g aditiva, schopného rozkládat kyselinu dusitou, výhodné 0,01 až 5 g.
Lázně podle vynálezu mohou případně obsahovat ještě aditiva, běžně obsažená ve známých chemických leštících lázních pro kovy, například povrchově aktivní látky, alkoholy a regulátory viskozity.
Lázně podle vynálezu se hodí pro chemické leštění všech povrchů z austenitických nerezových ocelí. Zejména jsou vhodné pro leštění austenitických nerezových ocelí, obsahujících 16 až 26 % hmot, chrómu a 6 až 22 % hmot, niklu, výhodně typů 18/8 a 18/10, případné s obsahem molybdenu. Jsou to například oceli AISI-304, 304L a 316L. Lázně podle vynálezu umožňují provádět leštění uvedených ocelí pomalu. Doba kontaktu činí 3 až 12 hodin. Lázně mohou být použity za všech teplot od 20 ”C do teploty varu. Jejich předností je, že mají výbornou účinnost při teplotách nižších než 50 °C, zejména v rozmezí 35 až 45 °C při normálním atmosférickém tlaku. To zjednodušuje postup leštění i opatření, která je nutno provádět v dílnách k zajištění hygieny a zdravotní nezávadnosti prostředí. Lázně podle vynálezu umožňují získávat leštěné povrchy s výbornou kvalitou svařovaných spojů.
Postup leštění spočívá v tom, že se povrch uvede do styku s chemickou leštící lázní podle vynálezu.
Při provádění tohoto postupu podle vynálezu se povrch může uvést do styku s lázní jakýmkoliv vhodným způsobem, například ponořením. Doba styku povrchu, který se má vyleštit, s lázní musí být dostatečná k tomu, aby mohlo dojít k účinnému působení lázně na povrch. V žádném případě ale nesmí překročit kritickou hodnotu, při které lázeň ztrácí své leštící vlastnosti. Optimální doba kontaktu závisí na mnoha parametrech, jako je složení a typ oceli, utváření povrchu a jeho počáteční drsnost, pracovní teplota, míchání lázně při styku s povrchem, poměr mezi plochou leštěného povrchu a objemem lázně. Musí být určena pro každý případ zvlášť rutinním laboratorním postupem.
Při výhodném uspořádání postupu dle tohoto vynálezu se s lázní pracuje při teplotě mezi 20 a 65 °C, nejlépe při 35 až 50 °C, při normálním atmosférickém tlaku a při době kontaktu leštěného povrchu s lázní v rozmezí 5 až 12 hodin.
Vynález osvětlují příklady, které následují.
Příklady provedení vynálezu
V příkladech bylo použito desek z nerezové oceli typu 18/10, to je slitiny s chromém v množství 18,0 % as niklem v množství 10,0 % prosté molybdenu. V každém příkladu byla deska z nerezové oceli ponořena do leštící lázně, která byla udržována při přibližně stejné teplotě a současně byla mírně míchána. Po skončení doby ponoření byla deska odstraněna z lázně, opláchnuta
-3CZ 280639 B6 vodou, která byla demineralizována, a usušena. Byly měřeny následující parametry: střední hloubka zasažení kovu, definovaná vztahem
Δθ = ------ Δρ,
S.d kde S představuje plochu desky (cm2), d je specifická hmota kovu (g/cm3) Δρ znamená úbytek váhy (g) desky během ponoření do lázně, Δθ je hloubka zasažení kovu (μιη). Dalším měřeným parametrem je drsnost. Měří se střední aritmetická drsnost R_, která představuje střední úchylku vzhledem k střednímu povrchu desky, podle literatury Encyklopedia of Materials Science and Engineering, Michael B. Bever, vol. 6, 1986, Pergamon Press, str. 4806 až 4808,
L
Měření bylo prováděno dotykovým čidlem, opatřeným hrotem s poloměrem zakřivení 5 μπι, a počítačem, pracujícím s hodnotou cut-off rovnou 0,25 mm. Dále byl měřen lesk povrchu pod úhlem 20° podle normy ASTM D53 2.
V první části jsou v příkladech 1 až 5 uvedeny příklady lázní a postupů leštění povrchu nerezové oceli podle vynálezu, příklady 6 a 7 jsou referenční.
Příklad 1
Byla použita leštící lázeň podle vynálezu, obsahující v 1 litru
1,5 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,2 mol kyseliny dusičné,
0,2 mol kyseliny fosforečné,
0,1 g kyseliny salicylové,
0,075 g laurylaminu.
Pracovní podmínky byly následující: objem lazne 970 cm , plocha leštěného povrchu 87,3 cm2, teplota 45 °C, doba ponoření 3 h 50 min.
Byly získány následující výsledky:
hloubka působení: 25,1 μιη, střední aritmetická drsnost před leštěním: 0,28 μπι, po leštění: 0,09 μιη,
Lesk: 36 %.
-4CZ 280639 B6
Příklad 2
Byla použita leštící lázeň podle vynálezu, obsahující v 1 litru
1,5 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,2 mol kyseliny dusičné,
0,2 mol kyseliny fosforečné,
0,1 g kyseliny salicylové
0,075 g laurylaminu,
0,005 mol kyseliny chloristé.
Pracovní podmínky byly následující: objem lázně 970 cm3, plocha leštěného povrchu 87,3 cm2, teplota 45 °C, doba ponoření 4 h.
Byly získány následující výsledky: hloubka působení: 27,3 μιη, střední aritmetická drsnost před leštěním: 0,27 μπι po leštění: 0,08 μιη,
Lesk: 38 %.
Příklad 3
Byla použita leštící lázeň podle vynálezu, obsahující v 1 litru
1,5 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,2 mol kyseliny dusičné,
0,2 mol kyseliny fosforečné,
0,1 g kyseliny salicylové,
0,075 g laurylaminu,
0,005 mol kyseliny chloristé,
0,1 g močoviny.
Pracovní podmínky byly následující: objem lazne 725 cm , plocha leštěného povrchu 87,3 cm2, teplota 45 °C, doba ponoření 4 h.
Byly získány následující výsledky: hloubka působení: 26,2 μιη, střední aritmetická drsnost před leštěním: 0,22 μιη, po leštění: 0,07 μιη
Lesk: 37 %.
Příklad 4
Byla použita leštící lázeň podle vynálezu, obsahující v 1 litru
1,6 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,2 mol kyseliny dusičné,
0,2 mol kyseliny fosforečné,
0,1 g kyseliny salicylové,
0,075 g dodecylaminu,
0,005 mol kyseliny chloristé,
0,5 g močoviny.
-5CZ 280639 B6
Pracovní podmínky byly následující: objem lázně 1.050 cm3, plocha leštěného povrchu 63 cm2, teplota 35 °C, doba ponoření 8 h 40 min.
Byly získány následující výsledky: střední hloubka působení: 30 μιη střední aritmetická drsnost před leštěním: 0,25 μιη po leštění: 0,09 μιη,
Lesk: 28 %.
Příklad 5
Byla použita leštící lázeň podle vynálezu, obsahující v 1 litru
1,7 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,2 mol kyseliny dusičné,
0,25 mol kyseliny fosforečné,
0,1 g kyseliny salicylové,
0,050 g myristylaminu,
0,005 mol kyseliny chloristé.
Pracovní podmínky byly následující: objem lazne 970 cm , plocha leštěného povrchu 87,3 cm2, teplota 45 C, doba ponoření 3 h 50 min.
Byly získány následující výsledky: střední aritmetická drsnost před leštěním: 0,22 μιη, po leštění: 0,11 μιη,
Lesk: 21 % .
Příklad 6 (srovnávací)
Bylo použito leštící lázně, nespadající do rozsahu vynálezu, obsahující na 1 litr
1,5 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,2 mol kyseliny dusičné,
0,2 mol kyseliny fosforečné,
0,1 g kyseliny salicylové.
Pracovní podmínky byly následující: objem lazne 970 cm , plocha leštěného povrchu 87,3 cm2, teplota 45 °C, doba ponoření 3 h.
Byly získány následující výsledky: hloubka působení: 29 μιη, střední aritmetická drsnost před leštěním: 0,26 μιη, po leštění: 0,23 μιη,
Lesk: 7 %.
Příklad 7 (srovnávací)
Bylo použito leštící lázně, nespadající do rozsahu vynálezu, obsahující na 1 litr
1,5 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,2 mol kyseliny dusičné,
-6CZ 280639 B6
0,2 mol kyseliny fosforečné,
0,1 g kyseliny salicylové,
0,005 mol kyseliny chloristé.
Pracovní podmínky byly následující: objem lázně 970 cm3, plocha leštěného povrchu 87,3 cm2 teplota 45 °C, doba ponoření 3 h.
Byly získány následující výsledky: hloubka působení: 31,2 μιη, střední aritmetická drsnost před leštěním: 0,24 μη, po leštění: 0,22 μη,
Lesk: 8 %.
Srovnáním výsledků, dosažených v příkladech 1 až 5, s výsledky, získanými v příkladech 6 a 7, je možno ověřit pokrok, který přináší uvedený vynález, zejména co se týče dosahované drsnosti a brilance.
Průmyslová využitelnost
Lázně podle vynálezu a jejich použití jsou vhodné z austenitických nerezových působí pomalu a při výhodných dosahovat nejen výborných výsledků povrchů, slušných způsob leštění pro ocelí. Výhodou je to, teplotních poměrech. To kovových povrchů chemické leštění ale i zajistit zdravotně pracovištích.
za všech povrchů že tyto lázně umožňuje při vlastním leštění kovových vyhovující prostředí na pří-

Claims (3)
Hide Dependent

1. Lázně pro chemické leštění povrchů z nerezové oceli, obsahující ve vodném roztoku na 1 1 vodného roztoku
0,5 až 5 mol kyseliny chlorovodíkové,
0,005 až 1 mol kyseliny dusičné,
0,005 až 1 mol kyseliny fosforečné,
0,001 až 5 g látky, zvolené ze skupiny, zahrnující kyselinu hydroxybenzoovou a substituované kyseliny hydroxybenzoové, vyznačující se tím, že obsahují ve vodném roztoku 0,001 až 1 g vodorozpustného primárního aminu, majícího v molekule více než 10 atomů uhlíku.
2. Lázně podle nároku 1, v y z n a č u j í c í s e t í m, že počet atomů uhlíku v aminu je 11 20. 3. Lázně podle nároku 2, v y z n a č u j í c í s e t í m, že
aminem je alkylamin, mající 11 až 16 atomů uhlíku.
4. Lázně podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahují ve vodném roztoku přísadu, zvolenou z kyseliny chloristé a vodorozpustných solí kyseliny chloristé, v množství 0,001 až 0,5 mol na litr roztoku.
-7CZ 280639 B6
5. Lázně podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že obsahují ve vodném roztoku přísadu, schopnou rozkládat kyselinu dusitou, zvolenou ze skupiny, zahrnující močovinu a deriváty močoviny, v množství 0,01 až 5 g na litr roztoku.