DE4101843C1 - Hard tool coating for economy - by stripping using tetra:sodium di:phosphate soln. and hydrogen peroxide - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entschichtung von mit Hartstoffbeschichtungen ver­ sehenen Gegenständen sowie eine Lösung zur Durchführung des Verfahrens.

Gegenstände, insbesondere aus Stahl gefertigte Werkzeuge, werden mit Hartstoffbeschichtungen versehen, um sie widerstandsfähig gegen mechanische Belastungen zu machen. Nachdem die Beschichtungen durch den erfindungsgemäßen Gebrauch der Gegenstände abgenutzt sind, werden diese entweder verworfen oder nach Entfernung der Beschichtung erneut mit Hartstoff beschichtet. Die Entschichtung er­ folgt üblicherweise durch Strahlen mit Aluminiumoxid und Druckluft. Allerdings wird dabei in Kauf genommen, daß die Oberfläche des Gegenstandes durch die abrasive Wir­ kung des Entschichtungsmittels aufgerauht wird. In den meisten Fällen wird daher eine Nacharbeitung erforder­ lich. Bedingt dadurch erfolgt ein Abtrag, so daß die Maß­ haltigkeit des Gegenstandes in Frage gestellt ist. Ein weiterer Nachteil der im Stand der Technik praktizierten mechanischen Entschichtungsmethoden besteht darin, daß Schneidkanten stark verrundet werden, so daß ein Nach­ schärfen, beispielsweise bei Zerspanungswerkzeugen, er­ forderlich wird. Die mechanischen Entschichtungsverfahren sind überdies sehr zeitintensiv, da Bearbeitungsschritte mechanischer Art nachgeschaltet werden müssen. Daher ist eine an sich wünschenswerte Aufarbeitung von abgenutzten Werkzeugen nur bei entsprechend teuren Werkzeugen wirt­ schaftlich.

Chemische Verfahren zur Entschichtung von mit Titan­ nitrid- und/oder Titannitrid/carbid-Übergangsschichten beschichteten Gegenständen sind nicht bekannt. Es wird zwar beschrieben, daß Titannitrid in heißer Salpetersäure und starken Laugen (konzentrierte Kalilauge) angegriffen wird. Diese Chemikalien sind zur Entschichtung jedoch nicht geeignet, da auch der Grundkörper der mit den Hart­ stoffschichten beschichtet ist, von diesen Chemikalien gelöst wird. Des weiteren ist bekannt, daß Titannitrid von Phosphaten angegriffen wird (Römpps Chemie Lexikon, 8. neu bearbeitete und erweiterte Auflage 1988, Seite 4282 unter dem Stichwort Titannitrid). Eine solche Be­ handlung führt jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg.

Die US-PS 47 46 396 offenbart eine erwärmte Lösung aus Wasserstoffperoxid und einer phosphorigen Säure mit schwach saurem bis schwach basischem pH-Wert als Oxi­ dationslösung. Diese Mischung wird zusammen mit Be­ schleunigern und oberflächenaktiven Substanzen eingesetzt zur Entfernung von Schutzschichten auf einer Vielzahl von Metalloberflächen. Die Lösung zur Entfernung dieser Ober­ flächen selbst ist eine saure Lösung.

Aus Patents Abstracts of Japan, C-567, entsprechend der JP-OS 63-20 489, geht eine wasserstoffperoxidhaltige Lösung hervor, die mit 5 bis 99% Wasserstoffperoxid und 1 bis 95% eines alkalischen Agenses arbeitet. Als alkalisches Reagenz wird ein Alkalimetallhydroxid und Ammoniumhydroxid beschrieben. Die Lösung enthält weiterhin oberflächen­ aktive Stoffe, anorganische und organische Oxidations­ supressoren sowie geringe Mengen eines Metallsalzes, wie Nickelsulfat. Titancarbid- oder Titannitridschichten werden von Metallbasen, bestehend aus Kupfer, Zink, Nickel, Eisen und Legierungen davon entfernt ohne den Metallkern aufgrund langsamer Oxidationseffekte anzu­ greifen.

Die DD 2 28 977 betrifft ein Verfahren zum Ablösen von Titannitridschichten, insbesondere von auf Nickel aufge­ brachten Titannitridschichten. Dabei werden die zu behan­ delnden Teile für etwa drei Minuten in einen mit etwa 75°C heißen und einem Gehalt von 35 Ma.-% aufweisenden Wasserstoffperoxid gefülltem Behälter eingebracht. Der Behälter ist mit Dampf oder elektrisch heizbar. Die ange­ löste Hartstoffschicht wird anschließend mechanisch ent­ fernt.

In der GB 21 27 042 A wird ein Verfahren zur Entfernung von Titannitridschichten von Edelstahlartikeln beschrie­ ben. Dort wird eine Entfernung mit Schwefelsäure bei einer Temperatur von < 70°C beschrieben. Die Salpeter­ säure hat eine Konzentration von 15 bis 30 Vol.-%.

Das technische Problem der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines chemischen Verfahrens zur einfachen und wirtschaftlichen Entschichtung von Gegen­ ständen, die mit Titannitrid und/oder einer Titannitrid/­ carbid-Übergangsschicht beschichtet sind sowie die darin zur Anwendung kommenden Chemikalien.

Gelöst wird dieses technische Problem durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine wäßrige Lösung enthaltend Tetra-Natriumdiphosphat und Wasserstoff­ peroxid.

Vorzugsweise werden Lösungen enthaltend 8 bis 12%-iges, bevorzugt 10-%iges, Tetra-Natriumdiphosphat, 8 bis 12%-iges, bevorzugt 10%-iges, Wasserstoffperoxid und freies Alkali verwendet. Vorzugsweise beträgt der pH-Wert 8 bis 12.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entschichtung von mit Hartstoffen beschichteten Gegenständen besteht darin, daß die zu entschichtenden Gegenstände mit einer Lösung ent­ haltend Tetra-Natriumdiphosphat und Wasserstoffperoxid bei erhöhter Temperatur behandelt werden. Dies kann in Glas- oder Stahlgefäßen durchgeführt werden, da diese Lösung lediglich die Titannitrid-Schicht angreift, wäh­ rend Gegenstände aus Stahl nicht angegriffen werden. Vorzugsweise werden in dem Verfahren eine 10-%ige Lösung von Tetra-Natriumdiphosphat und eine 10-%ige Perhydrol­ lösung verwendet. Es hat sich herausgestellt, daß die Entschichtung, insbesondere bei Siedetemperatur der Ent­ schichtungslösung, einfach und schnell durchführbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet, Gegenstände aus Stahl, die mit einer Hartstoffbeschich­ tung aus Titannitrid oder Titannitrid/carbid-Übergangs­ schicht beschichtet sind, zu entschichten.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung gewährleistet in einfacher und wirtschaftlicher Weise die Entfernung einer Hartstoffschicht, insbesondere aus Titannitrid und/oder Titannitrid/carbid, von Gegenständen, insbesondere aus Stahl. Die Gegenstände, insbesondere Werkzeuge aus Stahl, werden dabei nicht angegriffen, so daß die durch die mechanische Behandlung auftretenden Nachteile ver­ mieden werden. Die erfindungsgemäße Lösung greift darüber hinaus den Grundkörper nicht an, sondern ist ein selek­ tives Lösungsmittel für die Hartstoffschicht.

Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert:

Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Lösung geschieht durch Mischen von 100 g Tetra-Natriumdiphosphat plus 900 ml destilliertem Wasser plus 100 ml Perhydrol (33%-iges Wasserstoffperoxid).

Der gereinigte und entfettete Gegenstand wird mit minde­ stens dem dreifachen Volumenüberschuß an Reaktionslösung versetzt und durch Kochen der Lösung entschichtet. Bei nachlassender Reaktion kann das System durch Zugabe von Perhydrol reaktiviert werden. Es ist darauf zu achten, daß der pH-Wert im Bereich zwischen 8 und 12 bleibt.

Die Reaktionslösung und der zu entschichtende Gegenstand wird in Glas- oder Stahlgefäßen erhitzt.

Sofern bei zu starkem Sieden die Reaktionslösung auf etwa die Hälfte des Ausgangsvolumens eingedampft ist, kann eine Phosphatierung der bereits entschichteten Oberfläche auftreten bzw. die Oberfläche anlaufen. Zur Vermeidung dieser Störung wird Wasser zugegeben, um das ursprüng­ liche Volumen wieder herzustellen.

Nach Neutralisierung wird die Reaktionslösung verworfen. Sie kann bei entsprechender Verdünnung in das allgemeine Abwassersystem geleitet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Entschichtung von mit Hartstoffen be­ schichteten Gegenständen, wobei die Gegenstände mit einer Lösung enthaltend Tetra-natrium-diphosphat und Wasserstoffperoxid bei erhöhter Temperatur behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zu behandelnden Gegenstände eine Hartstoffbeschichtung aus einer Titannitrid-Schicht oder einer Titannitrid/carbid- Übergangsschicht aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, wobei eine 10%-ige Lösung von Tetra-natrium-diphosphat und eine 10%-ige Wasserstoffperoxidlösung verwendet wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Entschichtung bei Siedetemperatur der Entschichtungslösung durchgeführt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zu entschichtende Gegenstand aus Stahl gefertigt ist.

6. Lösung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, enthaltend eine wäßrige Lösung von Natriumdiphosphat und Wasserstoffperoxid.

7. Lösung nach Anspruch 6 enthaltend eine 8 bis 12%-ige wäßrige Lösung von Tetra-natrium-diphosphat, eine 8 bis 12%-ige Wasserstoffperoxidlösung und freies Alkali.

8. Lösung nach Anspruch 6 und/oder 7, wobei der pH-Wert zwischen 8 und 12 liegt.