PL19558B1 - Sposób wytwarzania powlok ochronnych na przedmiotach zelaznych i stalowych. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania trwalych nieporowatych, przylegajacych, nierozpuszczalnych powlok ochronnych na przedmiotach zelaznych i stalowych.Powloki ochronne, wytwarzane sposo¬ bem wedlug wynalazku, skladaja -sie za¬ sadniczo z nierozpuszczalnych zwiazków, zlozonych glównie ze szczawianów zelaza, wytworzonych ,,in situ" na powierzchni przedmiotów, skutkiem reakcji miedzy ze¬ lazem a roztworem szczawianu zelazowego, zwykle wiecej lub mniej zakwaszonym w celu przyspieszenia reakcji, jak to bar¬ dziej szczególowo opisano ponizej, Podobnie, jak wiele innych kwasów, kwas szczawiowy stosuje sie czasami do o- czyszczania i wytrawiania powierzchni ze¬ laza i stali. Stosowanie kwasu szczawiowe¬ go do tego celu jest niedogodne z tego po¬ wodu, iz kwasowosc kwasu szczawiowego jest mniejsza, niz kwasowosc kwasu siarko¬ wego lub solnego, dzieki czemu wywiazy¬ wanie wodoru nie jest szybkie. Jednakze poza tern kwas szczawiowy posiada duza zdolnosc rozpuszczania zwyklej rdzy zelaz¬ nej i dzieki tej wlasciwosci jest znanym srodkiem do usuwania rdzy. Do wytrawia¬ nia i oczyszczania zelaza dzialanie jego w praktyce okazalo sie zawodnem. W pew¬ nych warunkach pozostawia on na zelazie powloke, wobec czego zaproponowano sto¬ sowanie go do wytwarzania powlok ochron¬ nych na wyrobach zelaznych i stalowych.Jednakze dzialanie to jest równiez za¬ wodne, zalezy w bardzo wielkim stopniu«d temperatury, skazenia i obecnosci lub nieobecnosci innych cial, przyczem powlo¬ ka nie zawsze sie tworzy. W przypadku, gdy powloka powstaje, tworzy sie ona kosztem zelaza z podloza i trudno jest tak uregulowac warunki, zeby wywiazywanie sie wodoru nie przerywalo powloki i zeby w kapieli nie wytwarzal isie mul lub osad.Szczawian zelazowy jest rozpuszczalny, lecz szczawian zelazawy w nieobecnosci innych szczawianów, z któremi moze two¬ rzyc podwójna sol, jfest w wodzie prawie nierozpuszczalny.Wykryto, ze kapiel powlekajaca, zlo¬ zona z roztworu, zawierajacego glównie szczawian zelazowy albo rozpuszczalny szczawian zelazowy, daje dobre powloki na przedmiotach zelaznych i stalowych, przyczem zabieg powlekania jest niezawod¬ ny. Charakter chemiczny powloki nie jest dokladnie znany, lecz przypuszczalnie powloka sklada sie z mieszaniny zlo¬ zonych szczawianów, w której, empirycz¬ nie biorac, przewaza szczawian zela¬ zawy. W przeciwienstwie do szczawianu zelazawego lub zelazowego materjal po¬ wloki jest nierozpuszczalny w roztworach slabych kwasów, np. octowego. Powloka jest bardzo odporna na nagryzanie; jesli przyjac, ze sklada sie ona ze szczawianu zelazawego, to dwie trzecie jej mozna u- wazac za wytworzone z- roztworu, a tylko jedna trzecia z zelaza przedmiotu powle¬ kanego. Dzialanie kapieli szczawianu zela¬ zowego jest równomierne i niema tu niepo¬ zadanego wywiazywania sie wodoru, prze¬ rywajacego powloke, jak to ma miejsce przy uzyciu wiekszosci kapieli powlekaja¬ cych o charakterze kwasnym.Przy uzyciu kapieli, zawierajacej szcza¬ wian zelazowy, do powlekania zelaza i sta¬ li zapomoca zanurzania otrzymuje sie lep¬ sze i szybsze wyniki, jesli dodac mala ilosc wolnego kwasu, np. siarkowego, fosforowe¬ go, szczawiowego lub innego. Wszystkie sole zelazowe, ze szczawianami wlacznie, wykazuja sklonnosc do hydrolizy w wo- dz*ie; hydroliza powoduje powstawanie wodorotlenku zelazowego w postaci roz¬ tworu lub zawiesiny. Szczawian zelazowy jest stosunkowo slabo zjonizowany i w wy¬ niku hydrolizy wykazuje pewna mala sklonnosc do wytwarzania wolnego kwasu szczawiowego. Obecnosc wodorotlenku ze¬ lazowego jest szkodliwa, poniewaz uszka¬ dza powloke lub nagryza powierzchnie me¬ talu, przeznaczonego do powleczenia.Szczególnie pozadane jest, aby w powloce nie bylo wodorotlenku zelazowego, ponie¬ waz powoduje to znaczne przyspieszenie rdzewienia danego metalu. Utrzymujac w roztworze pewien stopien kwasowosci, ula¬ twia sie znacznie reakcje jonu zelazowego z zelazem metalicznem oraz wytworzenie jonu zelazawego lub szczawianu zelazawe¬ go. Kwas zakwaszajacy powinien byc kwa¬ sem zjonizowanym co najmniej tak, jak kwas octowy i moze byc kwasem organicz¬ nym lub mineralnym.Jak zaznaczono powyzej, ilosc wolnego kwasu w kapieli powlekajacej powinna byc niedostateczna do wywiazywania wolnego wodoru z zelazem obrabianego przedmio¬ tu, to jest nie powinna powodowac wytra¬ wiania, lecz z drugiej strony powinna wy¬ starczac do zapobiezenia niepozadanej hy¬ drolizie oraz do przyspieszenia wytwarza¬ nia powloki. Przy uzyciu ;nniej wiecej 5%-owego roztworu szczawianu zelazowe¬ go dodanie 0,5% kwasu siarkowego do ka¬ pieli jest dostateczne. Przy uzyciu kwasu szczawiowego zamiast siarkowego trzeba dodac co najmniej \% tego kwasu. W ra¬ zie potrzeby mozna zastosowac wiecej kwa¬ su szczawiowego; dobre wyniki otrzymuje sie, jesli szczawian zelazowy i kwas szcza¬ wiowy znajduja sie w przyblizeniu w ilo¬ sciach równoczasteczkowych. Wieksza pro¬ porcja kwasu szczawiowego jest szkodliwa, poniewaz kwas ten reaguje z zelazem me¬ talicznem i wytwarza wodór.Kapiel w razie potrzeby mozna uzupel- — 2 -niac jszczawianem zelazowym, a regulowa¬ nie jej skladu mozna uskuteczniac w razie potrzeby zapomoca odpowiednich dodat¬ ków kwasu szczawiowego lub wodorotlenku zelazowego.Sposób wedlug wynalazku mozna rów¬ niez przeprowadzac tak, iz przedmiot prze¬ znaczony do powleczenia sluzy jako ano¬ da w roztworze szczawianu zelazowego przy uzyciu pradu elektrycznego o umiar¬ kowanej sile; przyspiesza to dzialanie i znacznie skraca czas potrzebny do wytwo¬ rzenia zadowalajacych powlok.Szczególnie okreslone stezenie kapieli nie ma wielkiego znaczenia. Dobre wyniki otrzymuje sie przy uzyciu kapieli powleka¬ jacej, zawierajacej w litrze 50 czesci szcza¬ wianu zelazowego i 25 czesci kwasu szcza¬ wiowego o temperaturze mniej wiecej 90°C.Mozna stosowac zwykly handlowy szcza¬ wian zelaza, uzywany do otrzymywania nie¬ bieskich druków. Stosowana temperatura jest zmienna. Naogól szybkosc wytwarza¬ nia powloki wzrasta wraz z temperatura, nalezy jednak unikac wrzenia kapieli/ Przedmiot zelazny lub stalowy, przezna¬ czony do powleczenia, zanurza sie w kapie¬ li o odpowiedniej temperaturze i pozosta¬ wia w niej az do wytworzenia drobnoziar¬ nistej powloki, poczem wyjmuje sie z ka¬ pieli, myje i suszy. Przedmiot ten mozna u- zywac bez dalszej obróbki albo tez mozna go pomalowac, powlec pokostem lub pola- kierowac. Do czystego zelaza lub stali far¬ ba, pokost lub lakier nie przylegaja dobrze, natomiast spójnosc powloki ze znajduja¬ cym sie pod nia metalem jest doskonala, powloka zas dobrze laczy sie z farba, la¬ kierem i t. d. Przy uzyciu czystych chemi- kaljów barwa powloki jest zwykle oliwko- wo-zielona. W obecnosci obcych metali w roztworze metale te wykazuja w pewnym stopniu sklonnosc do wchodzenia w sklad powloki, zmieniajac jej barwe. Obecnosc zwyklej rdzy na wyrobie jest bez znacze¬ nia, poniewaz wobec nieco kwasnego roz¬ tworu, uzytego wedlug wynalazku, rdza przechodzi do roztworu i laczy sie z kapie¬ la. Dzialanie powlekajace jest przypu¬ szczalnie prosta redukcja szczawianu zela¬ zowego na zelazawy z osadzaniem tego o- statniego ,,in situ", przyczem szczawian ze¬ lazawy powstaje kosztem metalu obrabia¬ nego przedmiotu. . s W zadnym z opisanych tutaj sposobów postepowania nie jest koniecznem stosowa¬ nie, jako materjalu wyjsciowego, czystej suchej soli zelazowej, wystarcza bowiem wytworzyc w jakikolwiekr-sposób zakwa¬ szony roztwór, zawierajacy w odpowied¬ nich proporcjach jon zelazowy oraz zadana reszte kwasowa, wchodzaca w sklad po¬ wloki. W kapieli szczawianu zelazowego znajduje sie zawsze nieco szczawianu ze¬ lazawego, powstalego kosztem szczawianu zelazowego droga redukcji w kapieli. Obec¬ nosc jego nie jest szkodliwa, lecz z drugiej strony jest ona pozadana dopótyf dopóki nie prowadzi do wytworzenia nierozpu¬ szczalnego osadu lub mulu. Wedlug niniej¬ szego wynalazku mozna zastosowac do po¬ wlekania wyrobów zelaznych i stalowych inne organiczne zwiazki zelaza, np. winian lub salicylan.Powloki, wytworzone sposobem wedlug niniejszego wynalazku, sluza do rozmaitych celów w przemysle. Powloki takie stosuje sie na blaszkach do elektromagnesów na u- tworzonych z plyt rdzeniach transformato¬ rów oraz odnosnych urzadzen elektrycz¬ nych, przyczem sluza one jako warstwa izo¬ lacyjna lub blona zamiast lusek lub innych powlok miedzy plytami. Urzadzenia takie, jak dobrze wiadomo, wytwarza sie z ulozo¬ nych na sobie cienkich, plaskich kawalków zelaza odpowiedniego ksztaltu, przyczem luska lub inny materjal izolujacy sluzy do izolowania stykajacych sie ze soba po¬ wierzchni kawalków, aby zredukowac straty, spowodowane pradami wirowemi.Okazalo sie, ze w pewnych konstrukcjach rdzeni transformatorów, w których luska — 3 —sluzy jako izolator, opór elektryczny, pro¬ stopadly do plaszczyzny blaszek, wynosi 100 omów, natomiast opór ten w rdzeniu identycznym, lecz zrobionym z blaszek, po¬ wleczonych wedlug niniejszego wynalazku, wynosi 4.000.000 omów. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania powlok o- chronnych na przedmiotach zelaznych i sta¬ lowych, znamienny tern, ze powierzchnie przedmiotu poddaje sie dzialaniu wodnego roztworu o znacznej zawartosci szczawiana zelazowego az do wytworzenia powloki o znacznej grubosci.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze powierzchnie takiego wyrobu pod¬ daje sie dzialaniu zakwaszonego wodnego roztworu o znacznej ilosci szczawianów ze¬ laza.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze podczas powlekania przez kapiel przepuszcza sie prad elektryczny, przyczem powlekany przedmiot sluzy jako anoda.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 2, znamien¬ ny tern, ze roztwór szczawianu zelazowego zakwasza sie kwasem organicznym, co naj¬ mniej tak zjonizowanym, jak kwas octowy o stezeniu, wystarczajacem do zapobiezenia hydrolizie szczawianu zelazowego, lecz nie powodujacem wytrawiania powierzchni po¬ wlekanej.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tern, ze roztwór zakwasza sie kwasem szczawiowym.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 2, znamien¬ ny tern, ze roztwór szczawianu zelazowego zakwasza sie kwasem mineralnym o steze¬ niu, dostatecznem do zapobiezenia hydroli¬ zie szczawianiu zelazowego, lecz niepowo- dujacem wytrawiania powierzchni powle¬ kanej,
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tern, ze roztwór zakwasza sie kwasem siar¬ kowym.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tern, ze roztwór zakwasza sie kwasem fosfo¬ rowym. Curtin-Howc Corporation. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. IO T E K A i Urzed-j ;Jclontowego Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL