DE1908421C3 - Mittel zum Ablösen von kupferhaltigen Metallüberzügen von Eisen- und Stahloberflächen - Google Patents

Mittel zum Ablösen von kupferhaltigen Metallüberzügen von Eisen- und Stahloberflächen

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DE1908421C3
DE1908421C3 DE19691908421 DE1908421A DE1908421C3 DE 1908421 C3 DE1908421 C3 DE 1908421C3 DE 19691908421 DE19691908421 DE 19691908421 DE 1908421 A DE1908421 A DE 1908421A DE 1908421 C3 DE1908421 C3 DE 1908421C3
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Fritz 5060 Bensberg Moeller
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Gerhard Collardin 5000 Koeln GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Mittel zum Ablösen kupferhaltiger Metallüberzüge von Eisen- und Stahlflächen mit Hilfe von salzsauren Lösungen.
Zur Erleichterung der Kaltverformung werden auf Oberflächen von Werkstücken aus Eisen und Stahl kupferhaltige Überzüge aufgebracht. Dieses Verfahren findet insbesondere beim Drahtzug Anwendung. Nach erfolgter Kaltverformung müssen die Kupferschichten und die Rückstände der als Gleitmittel verwendeten öle und Fette wieder entfernt werden.
Es ist bereits bekannt, kupferhaltige Überzüge durch Elektrolyse in Alkalicyanidlösungen zu entfernen. Diese Verfahren erfordern wegen der Giftigkeit besondere Vorsichtsmaßnahmen und relativ hohe Stromdichten. Daher hat man auch schon versucht, stromlos, unter Verwendung von Polysulfidlösungen und anschließender Nachbehandlung mit Natriumcyanidlösung Kupferbeläge abzulösen. Auch dieses Verfahren erfordert wegen der Verwendung von Alkalicyaniden besondere Vorsichtsmaßnahmen. Ferner ist es bereits bekannt, verkupferte oder mit Kupfer verunreinigte Metalloberflächen zur Entfernung des Kupfers mit Chromschwefelsäure oder Chromsäure allein zu behandeln. Die Nachteile dieser Verfahren liegen κ. a. darin, daß leicht eine Korrosion des Grundmetalls auftritt, da sehr hoch konzentrierte Lösungen verwendet werden. Überdies bringt das Verfahren Probleme in bezug auf die Arbeitsphysiologie und die Abwasserbeseitigung mit sich.
Man hat bereits vorgeschlagen, wäßrige Säurelösungen zum Entfernen von Kupfer und Eisenoxide enthaltenden Vertrustungen auf Oberflächen von Eisengegenständen zu verwenden, wobei diese Lösungen mindestens 0,01 Gew.%, vorzugsweise die 2-bis 2Ofache Gewichtsmenge Thioharnstoff oder eines seiner Derivate der in den Verkrustungen vorhandenen Gewichtsmenge Kupfer enthalten und die Lösungen, falls der ferrioxidische Anteil in den Verkrustungen für die Oxidation des Kupfers zu einer Kupferverbindung nicht ausreicht, einen zusätzlichen Gehalt eines Oxidationsmittels aufweisen. Diese Lösungen haben den Nachteil, daß sie lange Behandlungszeiten bei höheren Temperaturen erforderlich machen.
Die Nachteile der bisherigen Verfahren lassen sich durch die nachstehend beschriebenen Mittel zum Ablösen kupferhaltiger Metallüberzüge von Eisen- und Stahloberflächen weitgehend vermeiden. Die neuen Mittel sind gekennzeichnet durch einen Gehalt an 1-30 Gew.% Chlorwasserstoff, 1-30 Gew.% wasserlösliches Eisen(III)salz, 1—30 Gew.% Ammoniumchlorid und 1-5 Gew.% Inhibitor, Rest Wasser.
Als wasserlösliche Eisen(III)salze kommen Verbindungen wie Ferricitrat, Ferritartrat, Ferrioxalat,
'5 Ferrisulfat und insbesondere Ferrichlorid, in Betracht. Die genannten Eisen(III)salze werden zweckmäßigerweise in den handelsüblichen kristallw<<^;erhaltigen Formen eingesetzt.
Als Inhibitor können an sich bekannte Verbindun-
ao gen verwendet werden, die den Angriff von Salzsäure auf Eisen- und Stahloberflächen verhindern. Verbindungen dieser Art sind beispielsweise Hexamethylentetramin, Chinolin, Dibenzylsulfoxid, Thioharnstoff und Propargylalkohol.
»5 Die zur Anwendung gelangenden Mengen der einzelnen Komponenten sind im gewissen Umfang von der Art und der Dicke der abzulösenden kupferhaltigen Metallüberzüge abhängig. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, mit Lösungen zu arbeiten, die 10-18 Gew.% Salzsäure, 10-18 Gew.% Eisen(III)salz, 3—12 Gew.% Ammoniumchlorid und 1-2 Gew.% Inhibitor enthalten. Bei Einhaltung dieser Konzentrationen lassen sich besonders leicht auch noch weitere Zusätze, die aus Gründen eines Reinigungseffektes zweckmäßig sein können, einarbeiten.
Das Ablösen der kupferhaltigen Metallüberzüge
mit den beschriebenen Lösungen erfolgt in der Regel bei Raumtemperatur; es kann gewünschtenfalls aber auch bei höheren Temperaturen bis zu 50° C durchgeführt werden.
Je nach der Art der Verunreinigung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Mitteln zum Ablösen der kupferhaltigen Metallüberzüge weiterhin aliphatische Alkohole wie Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylalkohol in Mengen von 1—15 Gew.% hinzuzufügen. Ebenfalls ist es in manchen Fällen vorteilhaft, weiterhin säurebeständige Netzmittel in Mengen von 0,1-3 Gew.%, vorzugsweise 0,5-2 Gew.% zuzufügen. Geeignete Netzmittel sind beispielsweise, die Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden an längerkettige Alkohole, Alkylphenole, Amine, Amide und Carbonsäuren sowie an Polyalkylenglykole der Molekulargewichte 900 bis 4000. Gegebenenfalls können auch Alkylbenzolsulfonate verwendet werden. Durch diese
SS Zusätze wird insbesondere eine gleichmäßige Ablösung des Kupfers erreicht, ohne daß eine Vorentfettung des zu entkupfernden Materials erforderlich ist. Die erfindungsgemäßen Mittel haben den Vorteil, daß damit sowohl reine Kupferbezüge als auch Kupfer-Zinn- und Kupfer-Zink-Schichten von Stahl und Eisen entfernt werden können. Die Verwendung von Strom ist nicht erforderlich. Ebenfalls werden die Schwierigkeiten, die bei den üblichen Chromsäure enthaltenden Bädern auftreten, vermieden.
Beispiel I
Ein gezogener Stahldraht mit einer Kupfer-Zinnauflage von durchschnittlich 0,8 μ wurde bei Raum-
temperatur mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung behandelt:
40 Gew.% HCl, 30 gew.%ig
15 Gew.% Fe2(SO4J3 (etwa 20 Gew.% H2O)
5 Gew.% NH4Cl
3 Gew.% Hexamethylentetramin
37 Gew.% H2O
Nach einer Behandlungsdauer von 20 Sekunden war der Bronzeüberzug vollständig entfernt.
Zu vergleichbaren Ergebnissen kommt man, wenn anstelle von Ferrisulfat andere Ferrisalze wie z. B. Ferricitrat, Ferritartrat oder Ferrioxalat in äquimolaren Mengen verwendet werden.
Beispiel 2
Ein gezogener Stahldraht mit einer Kupferauflage von durchschnittlich 8,1 g/m2, der mit Fett verunreinigt war, wurde in einer Lösung folgender Zusammensetzung bei Raumtemperatur behandelt:
40 Gew.% HCl, 3tt gew.%ig
IO Gew.% FeCI3 · 6 H2O
10 Gew.% NH4Cl
10 Gew.% Äthanol
1 Gew.% Hexamethylentetramin 27 Gew.% H2O
Der Kupferüberzug war nach einer Behandlungs-S zeit von 30 Sekunden vollständig abgelöst.
Beispiel 3
Ein mit Ziehfett verunreinigter Stahldraht mit einer Kupferauflage von durchschnittlich 7,2 g/m2 wurde bei Raumtemperatur etwa V2 Minute lang in einer Lösung, die
50 Gew.% HCl, 30 gew.%ig
10 Gew.% FeCl3 · 6 H2O
5 Gew.% NH4Cl
2 Gew.% Dibenzylsulfoxid
2 Gew.% nichtionogenes Netzmittel
(Anlagerungsprodukt von 8 Mol Äthylenoxid an Nonylphenol) ao 31 Gew.% H2O
enthielt, gebeizt. Die Kupferauflage war danach vollständig entfernt.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Mittel zum Ablösen kupferhaltiger Metallüberzüge von Eisen- und Stahloberflächen, enthaltend eine wäßrige Lösung von Chlorwasserstoff, ein wasserlösliches Eisen(III)saIz und einen Inhibitor.gekennzeichnet durch einen Gehalt an
1-30 Gew.% Chlorwasserstoff,
1-30 Gew.% wasserlösliches Eisen(III)salz,
1—30 Gew.% Ammoniumchlorid und
1- 5 Gew.% Inhibitor, Rest Wasser.
2. Mittel zum Ablösen kupferhaltiger Metallüberzüge von Eisen- und Stahloberflächen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Zusatz an wasserlöslichen, aliphatischen Alkoholen und/oder säurebeständigen Netzmitteln.
3. Mittel zum Ablösen kupferhaltiger Metallüberzüge von Eisen- und Stahloberflächen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese als wasserlösliches Eisen(III)salz Ferrichlorid enthalten.
DE19691908421 1969-02-20 1969-02-20 Mittel zum Ablösen von kupferhaltigen Metallüberzügen von Eisen- und Stahloberflächen Expired DE1908421C3 (de)

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DE1908421A1 DE1908421A1 (de) 1970-09-10
DE1908421B2 DE1908421B2 (de) 1977-08-04
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