DE522922C

DE522922C - Beizloesungen fuer Metalle

Info

Publication number: DE522922C
Application number: DEB146217D
Authority: DE
Original assignee: Barrett Co Inc
Current assignee: Barrett Co Inc
Priority date: 1928-10-31
Filing date: 1929-10-15
Publication date: 1931-04-28
Also published as: GB334418A; US1759840A; FR683470A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Beizverbindungen und auf Verfahren zum Beizen von Metallen und insbesondere auf ein Verfahren zur Entfernung von Rost und Schuppen von Eisen, Stahl oder anderen Metallen, ohne eine bemerkenswerte Menge des gereinigten Metalls aufzulösen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von Beizlösungen bei solchen Verfahren.

Gegenstand der Erfindung ist also eine Beizlösung, deren Gebrauch den Metallverlust und ebenso die Menge der während der Beizoperation gebrauchten Säure verringert. Es soll eine Lösung benutzt werden, die das Metall nicht schädlich beeinflußt, d. h. das Metall soll bei seiner Entfernung aus dem Beizbad nicht grau werden oder durch Eintauchen in das Beizbad oder durch andere Behandlung nicht durchlöchert werden. Weiterhin bezweckt die Erfindung, das Sprödemachen des Metalls, welches gewöhnlich nach der Beizoperation erfolgt, zu verhindern. Die Sprödigkeit des Metalls beeinflußt sehr die Qualität desselben, und zwar wird die Sprödigkeit durch Absorption eines Teils des durch die Einwirkung der Säure auf das Metall freigesetzten Wasserstoffs verursacht.

Bei der gewöhnlichen Behandlung von Eisen. Stahl oder anderen Metallen ist es notwendig, die Schicht von Schuppen und Rost, welche sich dort gewöhnlich bildet, bevor das Metall verzinkt, bestrichen oder anderweitig behandelt werden kann, zu entfernen. Gewöhnlich wird dies durch Beizen des Metalls in einer schwachen Lösung von Schwefelsäure oder Salzsäure bewirkt. Die Konzentration der Säure schwankt von 2 bis 15 ⁰J₀, und die Temperatur des Beizbades schwankt zwischen 65 und ioo° C, wobei die Schwankungen vom Typ des zu beizenden Materials und von besonderen Erfordernissen abhängen. Eine Temperatur von 65 ° und die Verwendung von 5°/_oiger Schwefelsäure bildet etwa den Durchschnitt der beim Beizen herrschenden Bedingungen. Es ist natürlich erwünscht, den Rost oder die Schuppen ohne Auflösen einer merklichen Menge des Metalls zu entfernen, wobei man also ein Minimum an Säure verwendet, auch um das Metall nicht schädlich zu beeinflussen. Zur Erzielung dieses erwünschten Ergebnisses werden verschiedene Massen als Beizverbindungen oder Hemmungsmittel dem Bade zugesetzt oder das Bad aus solchen Verbindungen gebildet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Eisen und Stahl oder andere Metalle in ein verdünnte Säure, zweckmäßig Schwefelsäure enthaltendes Beizbad eingetaucht und demselben ein aromatisches Nitril, vorzugsweise a-Naphthonitril, zugesetzt. Es wurde nämlich gefunden, daß aromatische Nitrile die Eigenschaft haben, die lösende Wirkung von Säuren, besonders anorganischen Säuren, wie

Claims

Schwefelsäure, oder von sauren Sulfaten auf Eisen, Stahl oder andere Metalle wirksam zu verhindern oder zu verringern, wobei die einer Behandlung unterzogenen Metalle nicht schädlich angegriffen werden. Diese aromatischen Nitrile können alle Verbindungen einschließen, die die allgemeine Formel RCN besitzen, in welcher R ein aromatisches Radikal darstellt. Benzonitrile und ihre Homologen,

ίο wie Toluonitril oder Xylonitril oder a-Naphthonitril, ^-Naphthonitril oder Gemische von zwei isomeren Nitrilen oder andere aromatische Nitrile, können hierfür verwendet werden.

Vorzugsweise wird ein Naphthonitril und insbesondere a-Naphthonitril dem Beizbade zugefügt oder ein Beizbad hergestellt, welches diese Verbindung enthält. Reines a-Naphthonitril schmilzt bei 37,5° C und siedet bei 299⁰ C. Wie aus jedem Handbuch der organischen Chemie ersichtlich ist, können aromatische Nitrile durch Schmelzen von Alkalisalzen der aromatischen Sulfosäuren mit dem entsprechenden Alkalicyanid hergestellt werden, und Naphthonitrile können deshalb durch Schmelzen von Natriumsalzen von Naphthalinsulfosäure mit Natriumcyanid gebildet werden gemäß nachstehender Gleichung:

+ NaCN:

+ Na₂SO,

SO₃Na CN

Das Beizbad wird zweckmäßig durch Mischen von 0,02 Volumprozent des aromatischen Nitrils, insbesondere a-Naphthonitril, mit 5 Gewichtsprozent Schwefelsäure hergestellt. Die Anwesenheit des Nitrils im Beizbade hat eine Ersparnis an Säureverbrauch zur Folge. Im wesentlichen verhindert es auch das Auflösen von Eisen, Stahl oder anderem Metall, und die Sprödigkeit desselben wird auf ein Minimum reduziert.

Die folgenden Beispiele erläutern die Vorteile des Zusatzes von aromatischen Nitrilen zu einem Beizbad für Eisen oder Stahl oder in der Herstellung eines ein aromatisches Nitril enthaltenden Beizbades. Naphthonitril wurde in den weiter unten gegebenen Beispielen in Mengen von 0,2 cm des Nitrils per Liter 5%ig^er Schwefelsäure verwendet. Probestücke von weichem Stahl von einer Größe von 0,31 X 1,87 X 7,5 cm wurden 30 Minuten hindurch in 5°j_oigeT Naphthonitril enthaltender Schwefelsäure und in 5°/<,ig^er Schwefelsäure ohne Hemmungsmittel eingetaucht, und beide Versuche wurden bei 65⁰C ausgeführt. Die Probestücke wurden dann aus den Beizbädern herausgehoben, gewaschen, getrocknet und gewogen. Die Metallverluste stellten sich im Gramm wie folgt: 5%ige Säure + Naphthonitril "5^u/u'S^e Säure

0,0020 0,3100

O,OOl6 0,4067

O₁OOIO O,3O75

0,00IO 0,2275.

Eine ähnliche Versuchsreihe, in welcher das Metall 1 bis ι¹/. Stunden eingetaucht war, gab das folgende Resultat:

5%ige Säure + Naphthonitril 5ⁿ/«¥^e Säure

0,0018 ' 0,8726

O,OOl8 1,1200.

Es ist zu beachten, daß in jedem Falle die Verwendung des Naphthonitrilhemmungsmittels eine wesentliche Ersparnis an Metall herbeiführte, und demgemäß wurde auch eine Ersparnis im Säureverbrauch erzielt. Mit anderen Worten, die Säure, welche den Zweck hat, das Metall zu lösen, wenn kein Hemmungsmittel gebraucht wird, wird vorteilhaft ausgenutzt, wenn ein Hemmungsmittel benutzt wird, um den Rost oder die Schuppen aufzulösen. Der Metallverlust wächst mit zunehmender Beiztemperatur. Bei einer Temperatur von 95° C ist der Metallverlust merklich größer als der oben angeführte, wenn die angegebene Menge von 0,2 cm von Nitril per Liter 5°/_oiger Schwefelsäure benutzt wird. In diesem Falle ist es erwünscht, die Menge des Hemmungsmittels zu verdoppeln, wodurch der Metallverlust erheblich verringert wird.

Selbstverständlich können die Einzelheiten des Verfahrens zur Herstellung der Beizbäder abgeändert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, und diese Erfindung beschränkt sich daher nicht auf die bekanntgemachten Angaben.

PatentλνSpruche:

ι . Beizbad für Metalle, bestehend aus einer anorganischen Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, oder einer sauer reagierenden Lösung, gekennzeichnet durch den Zusatz einer Verbindung von der allgemeinen Formel RCN, in welcher R ein aromatisches Radikal darstellt.
2. Beizbad nach Anspruch 1, in welchem die Verbindung ein aromatisches.no Nitril, wie a-Naphthonitril, ist.
3. Beizbad nach Anspruch r und I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Bad annähernd 5 ^tt/₀ Schwefelsäure und annähernd 0,02 Volumprozent a-Naphthonitril enthält.