EP0753083B1 - Bains et procede pour le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable - Google Patents

Bains et procede pour le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable Download PDF

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EP0753083B1
EP0753083B1 EP95913105A EP95913105A EP0753083B1 EP 0753083 B1 EP0753083 B1 EP 0753083B1 EP 95913105 A EP95913105 A EP 95913105A EP 95913105 A EP95913105 A EP 95913105A EP 0753083 B1 EP0753083 B1 EP 0753083B1
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EP
European Patent Office
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acid
baths
polishing
bath
moles
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95913105A
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German (de)
English (en)
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EP0753083A1 (fr
Inventor
Christian Franck
Jean-Marie Oreins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solvay SA
Original Assignee
Solvay SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Solvay SA filed Critical Solvay SA
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Application granted granted Critical
Publication of EP0753083B1 publication Critical patent/EP0753083B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23F—NON-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
    • C23F3/00—Brightening metals by chemical means
    • C23F3/04—Heavy metals
    • C23F3/06—Heavy metals with acidic solutions

Definitions

  • the present invention relates to the composition of baths for the chemical polishing of stainless steel surfaces.
  • Chemical polishing of metal surfaces is a technique well known (electrolytic and chemical polishing of metals - W.J. Mc G. TEGART - Dunod - 1960 - p. 122 and following); it consists of treat the metal surfaces to be polished with oxidizing baths.
  • baths generally comprising a mixture, in aqueous solution, of hydrochloric, phosphoric and nitric acids.
  • suitable additives such as surfactants, viscosity regulators and brightening agents.
  • Patent application EP-A-0 206 386 proposes to solve this problem using polishing baths consisting of hydrochloric acid, acid nitric, phosphoric acid, ferricyanide complex ions and an additive capable of breaking down nitrous acid.
  • the invention aims to provide polishing baths without phosphoric acid designed to perform slow and efficient chemical polishing of steel surfaces stainless.
  • hydroxybenzoic acid plays the role brightening agent.
  • Hydroxybenzoic acid can be unsubstituted such as salicylic or substituted acid such as 5-sulfosalicylic acid or acid aminosalicylic acid.
  • Salicylic acid and 5-sulfosalicylic acid are preferred.
  • the cationic surfactant comprises advantageously a quaternary ammonium salt.
  • Quaternary ammonium salt is preferably selected from those which include at least one alkyl radical with long chain, linear or branched. If necessary, we prefer select the quaternary ammonium salt from those in which the long chain alkyl group contains at least 8 carbon atoms, of preferably at least 10 carbon atoms, such as lauryl groups, cetyl and stearyl, for example.
  • at least one other alkyl radical, linear or branched, or a radical benzyl, substituted or unsubstituted may be present.
  • Examples are the salts cetyldimethylbenzylammonium, distearyldimethylammonium, lauryldimethylbenzylammonium and lauryltrimethylammonium.
  • Ammonium salts specially recommended quaternary belong to the class formed of salts water-soluble alkylpyridinium, especially cetylpyridinium and laurylpyridinium.
  • Quaternary ammonium salts comprising a long-lasting alkyl radical chain as defined above, are preferably selected from halides, especially among chlorides.
  • the alkylpyridinium chlorides are particularly preferred, in particular laurylpyridinium chloride. Salts of quaternary ammonium which can be used in the baths according to the invention are accessible among DEHYQUART® (HENKEL) brand products.
  • HENKEL DEHYQUART®
  • the ferricyanide complex ions are complex cyanides of general formula [Fe III (CN) 6 ] 3- , also called hexacyanoferrates (III). They can be present in the aqueous solution in the form of all dissolved compounds such as, for example, hexacyanoferric acid (III), ammonium ferricyanide and ferricyanides of alkali and alkaline earth metals. Preferred compounds are the alkali metal ferricyanides, potassium ferricyanide being especially preferred.
  • the contents respective hydrochloric, nitric and hydroxybenzoic acids, surfactant cationic and ferricyanide complex ions are chosen depending on the grade of stainless steel subject to polishing as well as conditions of polishing, in particular of the profile of the steel object subjected to polishing, of its volume, volume of the bath, its temperature and the agitation at which it is possibly submits. They must therefore be determined in each case particularly through routine laboratory testing.
  • the hydrochloric acid content of the aqueous solution is at least equal to 1, preferably 2, moles per liter and it generally does not exceed 6, preferably 5, moles per liter.
  • Content nitric acid is at least 0.001, preferably 0.005, mole per liter of the aqueous solution and it does not generally exceed 0.3, preferably 0.03, moles per liter of the aqueous solution.
  • the hydroxybenzoic acid content is at least 0.1, preferably 1, mg per liter of the aqueous solution and it generally does not exceed 15,000, preferably 7,000 mg per liter of the solution aqueous.
  • the content of cationic surfactant is at least 0.1, preferably 1, mg per liter of aqueous solution and it does not generally exceed 1000, of preferably 100 mg per liter of aqueous solution.
  • the content of ferricyanide complex ions is at least equal to 1 ⁇ 10 -5 mole per liter. Very particularly preferred is a content at least equal to 3 ⁇ 10 -5 moles per liter.
  • the content of ferricyanide complex ions does not exceed 1 mole per liter and in a particularly preferred manner, the content of ferricyanide complex ions does not exceed 1 x 10 -3 mole per liter. Particularly preferred is a content which does not exceed 3 x 10 -4 moles per liter.
  • these contain, in the aqueous solution, an additive capable of decomposing nitrous acid.
  • the function of this additive is to decompose at least part of the nitrous acid which forms during the polishing of a steel surface, as a consequence of oxidation of ferrous ions released in the bath during polishing.
  • the additive capable of breaking down nitrous acid is preferably selected from urea and its derivatives, such as thiourea and ureines.
  • the optimum content of additive capable of breaking down nitrous acid is 0.01 to 5 g per liter of the aqueous solution.
  • the baths in accordance with this embodiment of the invention are specially adapted for polishing treatments in which the ratio between the surface in contact with the bath and the volume thereof is greater than 10 m -1 .
  • the baths according to the invention may optionally contain additives usually present in chemical metal polishing baths, for example example of surfactants other than the defined cationic surfactant above, alcohols and viscosity regulators.
  • additives usually present in chemical metal polishing baths for example example of surfactants other than the defined cationic surfactant above, alcohols and viscosity regulators.
  • the baths according to the invention may also contain other acids minerals commonly found in chemical polishing baths, for example example of sulfuric acid. However, they are essentially free of acid phosphoric and phosphate ions.
  • the baths according to the invention are suitable for the chemical polishing of stainless steel surfaces. They are well suited for polishing steels austenitics containing between 16 and 26% by weight of chromium and between 6 and 22% by weight of nickel, such as steels in grades 18/8 and 18/10. Baths according to the invention are especially well suited for polishing austenitic steels containing molybdenum. Austenitic steels, with or without molybdenum, are typically AISI-304, 304L, 316, 316L, 904 and 904L steels. Baths according to the invention has the distinction of carrying out the polishing of such steels at high speed slow. They can be used at all temperatures below the temperature of the bath.
  • the baths according to the invention have the particularity of allowing slow polishing, which makes them suitable for polishing large industrial devices.
  • the baths according to the invention have the additional advantage of performing good quality polishes welded joints according to the rules of art.
  • the invention therefore also relates to a method for polishing a stainless steel surface, where you put the surface in contact with a chemical polishing bath according to the invention.
  • bringing the metal surface with the bath can be carried out in any suitable manner, by example by immersion.
  • the contact time of the surface to be polished with the bath must be sufficient to achieve effective surface polishing. He can not however not exceed a critical value beyond which the bath loses its polishing properties. The optimum contact time depends on many parameters such as the grade of steel, the configuration and the initial roughness of the surface to be polished, the composition of the bath, the working temperature, the agitation of the bath in contact with the surface, the ratio between the area of the surface to be polished and the bath volume; it must be determined in each particular case by work routine in the laboratory.
  • the contact time of the surface to be polished with the bath is generally at least 1 hour, preferably at least 2 hours. In general, contact time does not exceed 24 hours, preferably not 12 hours.
  • the setting temperature work of the bath is, in general, lower than its boiling point.
  • the processing temperature is less than 80 ° C. Good results are obtained at a temperature less than or equal to 70 ° C.
  • Temperature of implementation of the bath is, in general, at least equal to the temperature ambient. Preferably, the temperature is at least 35 ° C.
  • the bath is operated at normal atmospheric pressure at a temperature of 35 at 70 ° C, and the surface to be polished is kept in contact with the bath for a time between 2 and 12 hours.
  • the bath used is therefore different from the bath of Example 1 by the absence of potassium ferricyanide.
  • Example 1 A comparison of the results obtained in Example 1 (in accordance with the invention) with those obtained in Example 3 (not in accordance with the invention) made appear the progress brought by the invention, as regards roughness and the shine obtained after polishing.

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Description

La présente invention a pour objet la composition de bains pour le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable.
Le polissage chimique des surfaces métalliques constitue une technique bien connue (Polissage électrolytique et chimique des métaux - W.J. Mc G. TEGART - Dunod - 1960 - p. 122 et suivantes); elle consiste à traiter les surfaces métalliques à polir avec des bains oxydants. Pour le polissage chimique des aciers inoxydables, on utilise généralement des bains comprenant un mélange, en solution aqueuse, d'acides chlorhydrique, phosphorique et nitrique. Pour améliorer la qualité du polissage, il est habituel d'incorporer à ces bains des additifs adéquats tels que des agents tensioactifs, des régulateurs de viscosité et des agents de brillantage. Ainsi, dans le brevet US-A-3709824, on décrit une composition d'un bain pour le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable, comprenant, en solution aqueuse, un mélange d'acide chlorhydrique, d'acide nitrique et d'acide phosphorique, un surfactant et de l'acide sulfosalicylique à titre d'agent de brillantage. Ce bain présente toutefois l'inconvénient de contenir plusieurs additifs organiques, qui en grèvent le coût, compliquent sa mise en oeuvre et constituent une source de pollution lors du rejet du bain usé.
La demande de brevet EP-A-0 206 386 propose de résoudre ce problème en utilisant des bains de polissage constitués d'acide chlorhydrique, d'acide nitrique, d'acide phosphorique, d'ions complexes ferricyanure et d'un additif capable de décomposer l'acide nitreux.
Outre les problèmes bien connus concernant la pollution due aux phosphates, lors de la destruction des bains usés par un traitement physicochimique classique, la précipitation de l'acide phosphorique (sous la forme de phosphates de calcium) génère un volume important de boues. Ces boues sont toxiques et leur élimination est coûteuse. La demande de brevet japonais JP-A-52/72989 propose de résoudre le problème de la pollution en utilisant des bains de polissage exempts d'acide phosphorique et comprenant, en solution aqueuse, l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique, au moins un dérivé choisi parmi l'acide sulfosalicylique, l'acide salicylique et la thiourée, et un surfactant cationique. Ces bains exempts d'acide phosphorique présentent toutefois l'inconvénient de n'être efficace qu'à une température supérieure à 80° C de sorte que leur vitesse de polissage est très grande; ils ne permettent pas un polissage lent et efficace des surfaces en acier inoxydable.
L'invention vise à fournir des bains de polissage sans acide phosphorique conçus pour réaliser un polissage chimique lent et efficace de surfaces en acier inoxydable.
En conséquence, l'invention concerne des bains pour le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable, exempts d'acide phosphorique et comprenant, en solution aqueuse, un mélange d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique, un acide hydroxybenzoïque éventuellement substitué et un surfactant cationique, ces bains étant caractérisés en ce qu'ils comprennent, par litre de solution aqueuse
  • de 1 à 6 moles d'acide chlorhydrique,
  • de 0,001 à 0,3 mole d'acide nitrique,
  • de 0,1 à 15000 mg d'acide hydroxybenzoïque,
  • de 0,1 à 1000 mg de surfactant cationique,
  • et, en outre, de 1 x 10-5 à 1 mole d'ions complexes ferricyanure.
Dans les bains selon l'invention, l'acide hydroxybenzoïque joue le rôle d'agent de brillantage. L'acide hydroxybenzoïque peut être non substitué tel que l'acide salicylique ou substitué tel que l'acide 5-sulfosalicylique ou l'acide aminosalicylique. L'acide salicylique et l'acide 5-sulfosalicylique sont préférés.
Dans les bains selon l'invention, le surfactant cationique comprend avantageusement un sel d'ammonium quaternaire. Le sel d'ammonium quaternaire est de préférence sélectionné parmi ceux qui comprennent au moins un radical alkyle à longue chaíne, linéaire ou ramifiée. Le cas échéant, on préfère sélectionner le sel d'ammonium quaternaire parmi ceux dans lesquels le groupement alkyle à longue chaíne contient au moins 8 atomes de carbone, de préférence au moins 10 atomes de carbone, tels que les groupements lauryle, cétyle et stéaryle, par exemple. En plus du radical alkyle à longue chaíne défini plus haut, au moins un autre radical alkyle, linéaire ou ramifié, ou un radical benzyle, substitué ou non substitué peut être présent. Des exemples sont les sels de cétyldiméthylbenzylammonium, de distéaryldiméthylammonium, de lauryldiméthylbenzylammonium et de lauryltriméthylammonium. Des sels d'ammonium quaternaire spécialement recommandés appartiennent à la classe formée des sels hydrosolubles d'alkylpyridinium, notamment du cétylpyridinium et du laurylpyridinium. Les sels d'ammonium quaternaire comprenant un radical alkyle à longue chaíne tel que défini ci-dessus, sont de préférence sélectionnés parmi les halogénures, en particulier parmi les chlorures. Les chlorures d'alkylpyridinium sont particulièrement préférés, notamment le chlorure de laurylpyridinium. Des sels d'ammonium quaternaire utilisables dans les bains selon l'invention sont accessibles parmi les produits de la marque DEHYQUART® (HENKEL).
Dans les bains selon l'invention, les ions complexes ferricyanure sont des cyanures complexes de formule générale [FeIII(CN)6]3-, appelés également hexacyanoferrates (III). Ils peuvent être présents dans la solution aqueuse à l'état de tous composés dissous tels que, par exemple, l'acide hexacyanoferrique (III), le ferricyanure d'ammonium et les ferricyanures des métaux alcalins et alcalino-terreux. Des composés préférés sont les ferricyanures des métaux alcalins, le ferricyanure de potassium étant spécialement préféré.
Dans les bains de polissage chimique selon l'invention, les teneurs respectives en acides chlorhydrique, nitrique et hydroxybenzoïque, en surfactant cationique et en ions complexes ferricyanure sont choisies en fonction de la nuance de l'acier inoxydable soumis au polissage ainsi que des conditions du polissage, notamment du profil de l'objet en acier soumis au polissage, de son volume, du volume du bain, de sa température et de l'agitation à laquelle on le soumet éventuellement. Elles doivent dès lors être déterminées dans chaque cas particulier par des essais de routine au laboratoire.
Dans les bains conformes à l'invention, la teneur en acide chlorhydrique de la solution aqueuse est au moins égale à 1, de préférence 2, moles par litre et elle n'excède pas généralement 6, de préférence 5, moles par litre. La teneur en acide nitrique est au moins égale à 0,001, de préférence 0,005, mole par litre de la solution aqueuse et elle n'excède pas généralement 0,3, de préférence 0,03, moles par litre de la solution aqueuse. La teneur en acide hydroxybenzoïque est au moins égale à 0,1, de préférence 1, mg par litre de la solution aqueuse et elle n'excède pas généralement 15000, de préférence 7000, mg par litre de la solution aqueuse. La teneur en surfactant cationique est au moins égale à 0,1, de préférence 1, mg par litre de solution aqueuse et elle n'excède pas généralement 1000, de préférence 100, mg par litre de solution aqueuse.
Dans les bains de polissage chimique selon l'invention, la teneur en ions complexes ferricyanures est au moins égale à 1 x 10-5 mole par litre. Tout particulièrement préférée est une teneur au moins égale à 3 x 10-5 mole par litre. La teneur en ions complexes ferricyanures ne dépasse pas 1 mole par litre et d'une manière particulièrement préférée, la teneur en ions complexes ferricyanure ne dépasse pas 1 x 10-3 mole par litre. Tout particulièrement préférée est une teneur qui ne dépasse pas 3 x 10-4 mole par litre.
Des bains conformes à l'invention qui conviennent bien pour assurer le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable austénitique, allié au chrome et au nickel, en un temps variant de 1 à 24 heures et à une température comprise entre 20 et 80° C sont ceux dans lesquels la solution aqueuse comprend, par litre,
  • de 2 à 5 moles d'acide chlorhydrique,
  • de 0,005 à 0,03 moles d'acide nitrique,
  • de 1 à 7000 mg d'acide hydroxybenzoïque,
  • de 1 à 100 mg du surfactant cationique, et
  • de 1 x 10-5 à 1 x 10-3 mole d'ions complexes ferricyanure.
Dans une forme de réalisation particulière des bains de polissage selon l'invention, ceux-ci contiennent, dans la solution aqueuse, un additif capable de décomposer l'acide nitreux. Cet additif a pour fonction de décomposer une partie au moins de l'acide nitreux qui se forme pendant le polissage d'une surface en acier, comme conséquence d'une oxydation d'ions ferreux libérés dans le bain au cours du polissage. L'additif capable de décomposer l'acide nitreux est de préférence sélectionné parmi l'urée et ses dérivés, tels que la thiourée et les uréines. La teneur optimum en additif capable de décomposer l'acide nitreux se situe de 0,01 à 5 g par litre de la solution aqueuse. Les bains conformes à cette forme de réalisation de l'invention sont spécialement adaptés aux traitements de polissage dans lesquels le rapport entre la surface en contact avec le bain et le volume de celui-ci est supérieur à 10 m-1.
Les bains selon l'invention peuvent éventuellement contenir des additifs habituellement présents dans les bains de polissage chimique des métaux, par exemple des agents tensioactifs autres que le surfactant cationique défini ci-dessus, des alcools et des régulateurs de viscosité.
Les bains selon l'invention peuvent en outre contenir d'autres acides minéraux communément présents dans les bains de polissage chimique, par exemple de l'acide sulfurique. Ils sont toutefois essentiellement exempts d'acide phosphorique et d'ions phosphate.
Les bains selon l'invention conviennent pour le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable. Ils sont bien adaptés au polissage des aciers austénitiques contenant entre 16 et 26 % en poids de chrome et entre 6 et 22 % en poids de nickel, tels que les aciers de nuances 18/8 et 18/10. Les bains selon l'invention sont spécialement bien adaptés au polissage des aciers austénitiques contenant du molybdène. Les aciers austénitiques, avec ou sans molybdène, sont typiquement les aciers AISI-304, 304L, 316, 316L, 904 et 904L. Les bains selon l'invention présente la particularité de réaliser le polissage de tels aciers à vitesse lente. Ils peuvent être utilisés à toutes températures inférieures à la température d'ébullition du bain. Ils présentent toutefois la particularité remarquable de présenter une excellente efficacité à des températures inférieures à 80 °C, plus particulièrement inférieure ou égale à 70 °C, à la pression atmosphérique normale, ce qui facilite leur mise en oeuvre et simplifie les mesures à prendre pour assurer la salubrité des ateliers de polissage. Les bains selon l'invention présentent la particularité de permettre un polissage lent, ce qui les rend aptes pour le polissage de gros appareils industriels. Les bains selon l'invention présentent l'avantage supplémentaire de réaliser des polissages de bonne qualité d'assemblages soudés selon les règles de l'art.
L'invention concerne dès lors aussi un procédé pour le polissage d'une surface en acier inoxydable, selon lequel on met la surface en contact avec un bain de polissage chimique conforme à l'invention.
Dans l'exécution du procédé selon l'invention, la mise en contact de la surface métallique avec le bain peut être réalisée de toute manière adéquate, par exemple par immersion. Le temps de contact de la surface à polir avec le bain doit être suffisant pour réaliser un polissage efficace de la surface. Il ne peut toutefois pas excéder une valeur critique au-delà de laquelle le bain perd ses propriétés polissantes. Le temps de contact optimum dépend de nombreux paramètres tels que la nuance de l'acier, la configuration et la rugosité initiale de la surface à polir, la composition du bain, la température de travail, l'agitation du bain au contact de la surface, le rapport entre l'aire de la surface à polir et le volume du bain; il doit être déterminé dans chaque cas particulier par un travail de routine au laboratoire. Le temps de contact de la surface à polir avec le bain est, en général, d'au moins 1 heure, de préférence d'au moins 2 heures. En général, le temps de contact ne dépasse pas 24 heures, de préférence pas 12 heures.
Dans l'exécution du procédé selon l'invention, la température de mise en oeuvre du bain est, en général, inférieure à sa température d'ébullition. De préférence la température de mise en oeuvre est inférieure à 80 °C. De bons résultats sont obtenus à une température inférieure ou égale à 70 °C. La température de mise en oeuvre du bain est, en général, au moins égale à la température ambiante. De préférence, la température est d'au moins 35 °C.
Dans une forme d'exécution préférée du procédé selon l'invention, le bain est mis en oeuvre, à la pression atmosphérique normale, à une température de 35 à 70 °C, et on maintient la surface à polir au contact du bain pendant un temps compris entre 2 et 12 heures.
L'intérêt de l'invention va être mis en évidence à la lecture des exemples exposés ci-après.
Dans chacun des exemples dont la description suit, une plaque en acier inoxydable a été immergée dans un bain de polissage, maintenu à une température sensiblement constante et soumis à une agitation modérée. A l'issue de la période d'immersion, la plaque a été retirée du bain, rincée à l'eau déminéralisée et séchée. On a mesuré les paramètres suivants :
  • la rugosité moyenne arithmétique Ra, qui est la déviation moyenne par rapport à la surface moyenne de la plaque [Encyclopedia of Materials Science and Engineering, Michael B. BEVER, Vol. 6, 1986, Pergamon Press, pages 4806 à 4808]:
    Figure 00090001
    les mesures étant effectuées avec un palpeur muni d'une pointe de 10 µm de diamètre et correspondant à une valeur de cut-off égale à 0,25 mm;
  • la brillance de la surface sous un angle d'incidence de 20 degrés (selon la norme ASTM D523).
Exemple 1 (conforme à l'invention)
Une plaque en acier inoxydable austénitique du type AISI 316 a été immergée dans un bain de polissage conforme à l'invention, comprenant, par litre :
  • 2,7 moles d'acide chlorhydrique,
  • 0,01 mole d'acide nitrique,
  • 10 mg d'acide salicylique,
  • 2 mg du produit DEHYQUART®C qui contient comme constituant principal du chlorure de laurylpyridinium,
  • 40 mg de K3Fe(CN)6.
Les conditions opératoires furent les suivantes :
  • volume du bain : 725 cm3,
  • aire de la plaque soumise au polissage : 43 cm2,
  • température du bain : 50 °C,
  • durée de l'immersion : 5 h 30 min.
On a relevé les résultats suivants :
  • rugosité moyenne arithmétique (Ra)
  • avant le polissage : 0,28 µm,
  • après le polissage : 0,13 µm,
  • brillance : 25 %.
Exemple 2 (conforme à l'invention)
Une plaque en acier inoxydable austénitique du type AISI 904L a été immergée dans un bain de polissage conforme à l'invention, comprenant, par litre :
  • 4 moles d'acide chlorhydrique,
  • 0,01 mole d'acide nitrique,
  • 5 g d'acide 5-sulfosalicylique,
  • 10 mg du produit DEHYQUART®C qui contient comme constituant principal du chlorure de laurylpyridinium,
  • 20 mg de K3Fe(CN)6.
Les conditions opératoires furent les suivantes :
  • volume du bain : 1000 cm3,
  • aire de la plaque soumise au polissage : 65 cm2,
  • température du bain : 65 °C,
  • durée de l'immersion : 5 h.
On a relevé les résultats suivants :
  • rugosité moyenne arithmétique (Ra)
  • avant le polissage : 0,17 µm,
  • après le polissage : 0,11 µm,
  • brillance : 15 %.
Exemple 3 (non conforme à l'invention)
Une plaque en acier inoxydable austénitique du type AISI 316 a été immergée dans un bain de polissage, comprenant, par litre :
  • 2,7 moles d'acide chlorhydrique,
  • 0,01 mole d'acide nitrique,
  • 10 mg d'acide salicylique,
  • 2 mg du produit DEHYQUART®C qui contient comme constituant principal du chlorure de laurylpyridinium.
Le bain mis en oeuvre est dès lors différent du bain de l'exemple 1 par l'absence de ferricyanure de potassium.
Les conditions opératoires furent les suivantes :
  • volume du bain : 725 cm3,
  • aire de la plaque soumise au polissage : 43 cm2,
  • température du bain : 50 °C,
  • durée de l'immersion : 6 h.
On a relevé les résultats suivants :
  • rugosité moyenne arithmétique (Ra)
  • avant le polissage : 0,27 µm,
  • après le polissage : 0,31 µm,
  • brillance : 2 %.
Une comparaison des résultats obtenus à l'exemple 1 (conforme à l'invention) avec ceux obtenus à l'exemple 3 (non conforme à l'invention) fait apparaítre le progrès apporté par l'invention, pour ce qui concerne la rugosité et la brillance obtenues à l'issue du polissage.
Exemple 4 (conforme à l'invention)
Trois plaques en acier inoxydable austénitique de nuances différentes, respectivement AISI 304L, AISI 316L et AISI 316Ti ont été immergées ensemble dans un bain de polissage conforme à l'invention, comprenant, par litre :
  • 2,3 moles d'acide chlorhydrique,
  • 0,01 mole d'acide nitrique,
  • 3 g d'acide 5-sulfosalicylique,
  • 0,1 g du produit DEHYQUART®LDB qui contient comme constituant principal du chlorure de lauryldiméthylbenzylammonium,
  • 100 mg de K3Fe(CN)6.
Les conditions opératoires furent les suivantes :
  • volume du bain : 1050 cm3,
  • aire de chaque plaque soumise au polissage : 63 cm2,
  • température du bain : 50 °C,
  • durée de l'immersion : 4 h 30 min.
On a relevé les résultats suivants :
Acier Rugosité moyenne arithmétique (Ra) Brillance
avant le polissage après le polissage
AISI 304L 0,31 µm 0,17 µm 9 %
AISI 316L 0,35 µm 0,15 µm 15 %
AISI 316Ti 0,27 µm 0,17 µm 22 %

Claims (10)

  1. Bains pour le polissage chimique de surfaces en acier inoxydable, exempts d'acide phosphorique et comprenant, en solution aqueuse, un mélange d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique, un acide hydroxybenzoïque éventuellement substitué et un surfactant cationique, caractérisés en ce qu'ils comprennent, par litre de solution aqueuse,
    de 1 à 6 moles d'acide chlorhydrique,
    de 0,001 à 0,3 mole d'acide nitrique,
    de 0,1 à 15000 mg d'acide hydroxybenzoïque,
    de 0,1 à 1000 mg de surfactant cationique
    et, en outre, de 1 x 10-5 à 1 mole d'ions complexes ferricyanure.
  2. Bains selon la revendication 1, caractérisés en ce que les ions complexes ferricyanure sont présents dans la solution à l'état de ferricyanure de potassium.
  3. Bains selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisés en ce que l'acide hydroxybenzoïque est sélectionné parmi l'acide salicylique et l'acide 5-sulfosalicylique.
  4. Bains selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que le surfactant cationique comprend un sel d'ammonium quaternaire comprenant au moins un radical alkyle comprenant au moins 8 atomes de carbone.
  5. Bains selon la revendication 4, caractérisés en ce que le sel d'ammonium quaternaire est sélectionné parmi les halogénures.
  6. Bains selon la revendication 5, caractérisés en ce que le sel d'ammonium quaternaire est du chlorure d'alkylpyridinium.
  7. Bains selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisés en ce que la concentration en ions complexes ferricyanure est de 1 x 10-5 à 1 x 10-3 mole par litre de solution.
  8. Bains selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisés en ce que la solution aqueuse comprend, par litre,
    de 2 à 5 moles d'acide chlorhydrique,
    de 0,005 à 0,03 mole d'acide nitrique,
    de 1 à 7000 mg d'acide hydroxybenzoïque substitué ou non,
    de 1 à 100 mg du surfactant cationique,
    de 1 x 10-5 à 1 x 10-3 mole d'ions complexes ferricyanure.
  9. Bains selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisés en ce qu'ils comprennent, dans la solution aqueuse, un additif capable de décomposer l'acide nitreux.
  10. Procédé pour le polissage d'une surface en acier inoxydable, selon lequel on met la surface en contact avec un bain de polissage chimique, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre un bain conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, à une température de 35 à 70° C, pendant un temps compris entre 2 et 12 heures.
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