PL27964B1 - Sposób uodporniania powierzchni metalowych. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy obróbki przedmio¬ tów metalowych w celu usuniecia z nich powlok powierzchniowych i uodpornienia powierzchni na dzialanie rdzy lub nadze¬ ranie.Powierzchnia przedmiotów z zelaza, stali, stopów zelaznych, miedzi oraz stopów miedzianych, obrobiona wedlug wynalazku, jest odporna na rdzewienie, utlenianie i nadzeranie oraz przystosowana do przyje¬ cia powlok powierzchniowych, np. farby, lakieru i emalii nieszklistych (z zywicy na¬ turalnej lub syntetycznej albo celulozy), emalii szklistych i wszelkiego rodzaju po¬ wlok metalowych, nakladanych elektroli¬ tycznie lub przez zanurzanie na goraco, na¬ tryskiwanie lub w dowolny inny sposób.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie z malymi zmianami do usuwania róznych substancji, np. oleju albo tluszczu pocho¬ dzenia zwierzecego, mineralnego lub roslin¬ nego, wosku, gumy, farby, lakieru, emalii nieszklistej (z naturalnej lub syntetycznej zywicy albo celulozy) i emalii szklistej, z powierzchni zelaza, stali lub stopów zelaz¬ nych, z miedzi lub stopów miedzianych, np. mosiadzu i brazu, jak równiez platerów metalowych, np. cynku (szerardyzowanego albo galwanizowanego), cyny lub kadmu, w celu przygotowania do wytwarzania po¬ wloki koncowej powstrzymujacej dzialanie rdzy i nadzeranie.Usuwanie obcej substancji i powlok po¬ wierzchniowych z powierzchni metalowychwedlug wynalazku odbywa sie szybko, bez niebezpieczenstwa ,dla robotników i bez u- zycia kosztownych pdczynników i skompli¬ kowanych urzadzen. Poza tym kapiel sto¬ sowana wedlug wynalazku jest utrzymywa¬ na w stanie czynnym przez dlugi okres cza¬ su.Powloka wytworzona sposobem wedlug wynalazku nie przeszkadza elektryczne¬ mu lub acetylenowemu spawaniu lub bra¬ zowaniu, j Wedlug wynalazku na przedmioty pod¬ dawane obróbce dziala sie przede wszyst¬ kim roztopiona kapiela, która zawiera je¬ den lub kilka azotanów, fosforanów, we¬ glanów i wodorotlenków potasowców, e- wentualnie z dodatkiem jednego lub kil¬ ku zwiazków, wydzielajacych tlen, topnika, stabilizatora albo czynnika stracajacego material usuniety z powierzchni metalu.Nastepnie przedmiot obrabia sie roztworem zobojetniajacym i wreszcie roztworem barwiacym, powlekajacym i wykonczaja¬ cym. Pomiedzy róznymi zabiegami przed¬ mioty moga byc przemywane woda.Obróbke najlepiej jest uskuteczniac przez zanurzanie przedmiotów podlegaja¬ cych obróbce w odpowiednich kapielach, lecz zasadniczo postepowanie moze byc dowolne.Roztopiona kapiel jest zlozona zasad¬ niczo z jednego lub kilku azotanów, fosfo¬ ranów lub weglanów potasowców, ewentu¬ alnie z dodatkiem jednego lub kilku wodo¬ rotlenków potasowców. Przy obróbce zela¬ za, stali i stopów zelaznych glównym sklad¬ nikiem kapieli winien byc azotan, fosforan lub weglan potasowca; ilosc wodorotlen¬ ków potasowców,, o ile w ogóle sa one uzy¬ te, powinna byc niewielka.Natomiast do obrabiania miedzi, mo¬ siadzu i brazu pozadane jest, aby azotan (albo fosforan lub weglan) i wodorotlenek byly uzyte w prawie równych ilosciach. Na przyklad, do obrabiania zelaza, stali lub stopów zelaznych roztopiona kapiel jest zlozona z 66% i wiecej azotanu sodowego lub potasowego, fosforanu albo weglanu so¬ dowego lub potasowego i 34% albo mniej¬ szej ilosci wodorotlenku potasowego albo sodowego; mozna jednak uzyc mniej niz 66% azotanu, fosforanu lub weglanu i wie¬ cej niz 34% wodorotlenku. Do obrabiania miedzi i jej stopów kapiel sklada sie (naj¬ lepiej) z okolo 50% azotanu, fosforanu lub weglanu sodowego' albo potasowego i oko¬ lo 50% wodorotlenku sodowego lub pota¬ sowego. Dodanie niewielkiej ilosci dwu¬ tlenku manganu lub krystalicznego siarcza¬ nu miedziowego jako topnika polepsza plynnosc kapieli i zmniejsza straty powo¬ dowani przyleganiem kapieli do przedmio¬ tów obrabianych. Ilosc dwutlenku manganu wzglednie siarczanu miedzi powinna wyno¬ sic w kapieli 0,5% wzglednie 10%, a naj¬ lepiej okolo 1% lub 2%.Temperatura roztopionej kapieli waha sie w granicach 230° — 800° w zaleznosci od rodzaju powloki powierzchniowej, któ¬ ra nalezy usunac, i od zamierzonego celu.Do oczyszczenia przedmiotów od tluszczu lub oleju wystarczy temperatura kapieli 230°, natomiast do usuniecia farby, lakie¬ ru lub emalii nieszklistej potrzebna jest temperatura kapieli wi przyblizeniu 230° — 260°. Do usuniecia powlok metalowych, np. cyny, cynku i kadmu, najlepsza jest temperatura kapieli w przyblizeniu 310° — 370°C, chociaz niekiedy i nizsza tempe¬ ratura wystarczy do odcynowania. Przy usuwaniu emalii szklistych przez zwykle zanurzanie temperatura kapieli powinna wynosic 340° — 370°, jezeli jednak stosu¬ je sie równiez dzialanie elektrolityczne, jak wyjasniono nizej, to temperatura moze byc nizsza, np. 260° — 320°C.Przy wytwarzaniu powloki bardzo od¬ pornej na rdze i nadzeranie temperatura kapieli powinna wynosic 260° — 480°, a najlepiej 370° — 480°. Temperatura uzyta zalezy od skladu kapieli, obrabianego meta¬ lu i czasu trwania obróbki. — 2 —W celu usuniecia tylko tluszczu, oleju, farby lub lakieru wystarczy zanurzenie na 30 sekund do 2 minut, do usuniecia zas e- malii szklistej oraz plateru cynowego, cyn¬ kowego lub kadmowego czas wymagany jest dluzszy i wynosi od 2 do 5 minut oraz jest zalezny od grubosci powloki, tempe¬ ratury i stanu kapieli. Poniewaz czas trwa¬ nia obróbki zalezy do pewnego stopnia od temperatury, przeto ma pewien wplyw rów¬ niez rodzaj zanurzonych przedmiotów. Na przyklad, porównujac pelny odlew i cien¬ ka plytke o jednakowej powierzchni moz¬ na stwierdzic, ze odlew bedzie wymagal nieco dluzszego zanurzenia ze wzgledu na wieksza pojemnosc cieplna odlewu.Gdy roztopiona kapiel jest uzyta do odtluszczania lub usuwania farby, lakieru i emalii nieszklistych, to kapiel ta pozosta¬ je zasadniczo niezmieniona przez dluzsze okresy czasu, o ile usuwany material roz¬ klada sie i przechodzi w stan gazowy.Wszelkie zuzycie kapieli zostaje pokryte przez dodawanie swiezego materialu, który winien byc dodawany do kapieli co pewien czas w celu uzupelnienia strat powodowa¬ nych przez przyleganie kapieli do przed¬ miotów obrabianych. Tak samo kapiel u- trzymuje swa sprawnosc przez dluzsze o- kresy czasu, gdy jest uzywana do usuwa¬ nia metalowego platerowania. Metal straca sie najczesciej w postaci zlozonej jako mul, który moze byc spuszczany okresowo lub usuwany w inny odpowiedni sposób. W niektórych przypadkach metal usuniety po¬ zostaje roztopiony w postaci metalicznej.Przy usuwaniu emalii szklistej kapiel za¬ truwa sie, czyli staje sie nieczynna po 6 — 12 godzinach uzycia, o ile nie beda podjete srodki zapobiezenia takiemu wypadkowi.Jezeli kapiel jest utrzymywana w stanie roztopionym i spokojnym przez 10 — 12 godzin, to materialy krzemowe i inne z e- malii szklistej osiadaja jako mul i moga byc spuszczone. Gdy wymagana jest ciagla praca kapieli, to wspomniany stan zatru¬ cia, który nastepuje na skutek tego, ze ma¬ terial usuwany pozostaje w zawiesinie, mo¬ ze byc unikniety przez przyspieszenie o- siadania tego materialu. Mozna to osiagnac przez dodanie odpowiedniego odczynnika, jednak lepsze jest tak zwane stracanie e- lektrolityczne. Stracanie takie nastepuje przy przepuszczaniu pradu elektrycznego przez kapiel, najlepiej równiez przez przedmioty poddawane obróbce. Najodpo¬ wiedniejszym pradem jest prad staly o na¬ pieciu 6 — 12 woltów i takim natezeniu, zeby gestosc pradu wynosila 10 — 30 am- perów na 1 dm2. Jesli ksztalt przedmiotów pozwala, to najlepiej jest stosowac same te przedmioty jako katode lub anode, a scianke zbiornika, zawierajacego kapiel lub specjalna plytke, — jako elektrode prze¬ ciwna. W niektórych przypadkach przed¬ mioty metalowe, podlegajace obróbce, mo¬ ga byc zarówno katoda, jak i anoda. Dzia¬ lanie elektrolityczne powoduje tak szyb¬ kie stracenie sie usuwanego materialu, ze nie wplywa on na ciagla i sprawna prace kapieli. Ponadto, gdy przedmioty podlega¬ jace obróbce sa wlaczone w obwód pra¬ du, to wywiazywanie sie gazów na ich po¬ wierzchni przyspiesza usuwanie emalii.Oprócz usuwania powlok powierzchnio¬ wych roztopiona kapiel reaguje z metalem tworzac bardzo mocno przylegajaca po¬ wloke tworzaca, praktycznie biorac, jedna calosc z metalem, przy czym powloka ta stanowi znakomity srodek wstrzymujacy rdzewienie i nadzeranie. Powloka ta jest tak cienka, ze nie daje zadnego znaczniej¬ szego zwiekszenia rozmiarów obrabianych przedmiotów. Sruby o bardzo drobnych gwintach po obróbce pasuja niemal tak sa¬ mo do gwintowanych otworów, jak i przed obróbka. Cienkie blachy stalowe, obrobio¬ ne w opisany sposób, moga byc zaginane tam i z powrotem przy malym promieniu krzywizny bez widocznego uszkodzenia po¬ wloki powierzchniowej, az nastapi przela¬ manie metalu. — 3 —Przedmioty podlegajace obróbce w roz¬ topionej kapieli sa jedynie w niej zanurza¬ ne i nie ma potrzeby poruszania ani tych przedmiotów, ani kapieli. Material kapieli jest bardzo przenikliwy i wchodzi do naj¬ drobniejszych szczelin oczyszczajac je starannie. Plytki metalowe w postaci zwar¬ tej paczki otrzymuja tak samo dobra war¬ stewke na powierzchniach stykajacych sie, jak i na powierzchniach odslonietych, i nie wykazuja zadnych sladów styku, jakie po¬ zostalyby przy platerowaniu elektrycznym lub po zanurzeniu w farbie lub emalii. Ma¬ le przedmioty, np. sruby, nakretki, pod¬ kladki itd., moga byc obrabiane masowo w koszykach.Po zanurzeniu w roztopionej kapieli przedmioty zostaja wyciagniete i przytrzy¬ mane przez kilka sekund w celu umozli¬ wienia splyniecia cieczy i nastepnie prze¬ myte woda przez zanurzenie lub natryski¬ wanie. Mycie powinno byc bardziej staran¬ ne, jezeli roztopiona kapiel zawiera znacz¬ na zawartosc wodorotlenku sodowego lub potasowego.Przemyte przedmioty zanurza sie naj¬ pierw w kapieli zobojetniajacej, która mo¬ ze byc slabym roztworem wodnym kwasu chlorowodorowego, siarkowego, szczawio¬ wego lub innego odpowiedniego kwasu, al¬ bo wodnego roztworu siarczanu zelazowe¬ go utrzymywanego w temperaturze najle¬ piej okolo 70°C, ale temperatura ta moze byc nizsza lub wyzsza, np. od 40 do 90°C.Jedno- lub dwuprocentowy roztwór kwasu chlorowodorowego moze wystarczyc, nato¬ miast kwas siarkowy lub szczawiowy moz¬ na stosowac w roztworze mocniejszym od 5% -owego. Najlepsza kapiela jest siarczan zelazowy w roztworze o stezeniu okolo 30 g na litr wody. Roztwór ten nie tylko zobo¬ jetnia wszelkie zasady przylegajace do metalu, lecz zaciemnia i polepsza wyglad warstewki wytworzonej w kapieli roztopio¬ nej.Po obróbce w kapieli zobojetniajacej przedmioty umieszcza sie jeszcze w kapie¬ li wykonczajacej, najlepiej po przemyciu, aby usunac wszelki wolny kwas z po¬ wierzchni. Kapiel wykonczajaca jest zlo¬ zona z siarczanu zelazowego, hematoksyli- ny krystalicznej, nigrozyny rozpuszczalnej w wodzie, kwasu garbnikowego i innych od¬ powiednich czynników kryjacych lub bar¬ wiacych w roztworze wodnym. Kapiel wy¬ konczajaca zawiera w przyblizeniu 30 g jednego z wymienionych zwiazków na je¬ den litr wody. Zamiast hematoksyliny kry¬ stalicznej mozna stosowac równowazna i- losc wiórów drzewa kampeszowego lub preparatów z drzewa kampeszowego. Ka¬ piel ta jest utrzymywana w temperaturze pomiedzy 40° i 90°C, przedmioty sa zanu¬ rzane w niej na2— 10 minut, a nastepnie wyjmowane i przemywane woda. Ostatecz¬ na warstewka jest bardziej wytrzymala na rdzewienie i korozje, anizeli warstewka, otrzymana w pierwszej kapieli, i jest lep¬ szym podkladem do farby, emalii i platero¬ wania metalowego. Warstewka ma barwe od brazowej do ciemnoblekitnej albo czar¬ nej. Jesli warstewke powlecze sie olejem lub jasnym lakierem, to przybiera ona wy¬ glad dobrej czarnej emalii.Kapiel zobojetniajaca jest bardzo waz¬ na, jezeli ma byc nalozona farba, lakier lub emalia, gdyz wszelki slad zasad powinien byc usuniety, aby umknac skaz w powloce.Druga i trzecia kapiel powinny byc ba¬ dane co pewien czas na kwasowosc i za¬ sadowosc, które wimry byc regulowane w miare potrzeby przez dodawanie kwasu lub innego skladnika.Przedmioty stalowe, odpuszczane lub hartowane, moga byc obrabiane wedlug wynalazku niniejszego bez wywierania wplywu na odpuszczanie lub hartowanie.Tak samo nalozona warstewka nie przesz¬ kadza spawaniu elektrycznemu lub acety¬ lenowemu albo brazowaniu.Przyklady kapieli roztopionej sa na¬ stepujace. - 4 —Przyklad L Azotanu sodowego Azotanu potasowego Przyklad II.Azotanu sodowego Azotanu potasowego Wodorotlenku sodowego 1 % (ogólnej wagi NaN03 + KNOJ Przyklad III.Fosforanu trójsodowego Wodorotlenku sodowego Azotanu potasowego Przyklad IV.Weglanu potasowego Wodorotlenku sodowego Przyklad V.Azotanu potasowego 65 czesci Wodorotlenku sodowego 34 czesci 5 czesci 1 czesc 5 czesci 5 czesci 4 czesci 1 czesc 1 czesc 8 czesci 2 czesci Powyzsze kapiele sa odpowiednie do u- suwania tluszczu, farby, lakieru, emalii nieszklistych i szklistych oraz platerów metalowych z powierzchni zelaznych i mie¬ dzianych. Jezeli na wytworzona powierzch¬ nie metalu nie naklada sie farby, emalii lub lakieru, to ilosc wodorotlenku sodowego moze byc zwiekszona w dowolnym stosun¬ ku, jest to bowiem dobry czynnik zdziera¬ jacy, lecz trudno jest usunac jego ostatnie slady. Do oczyszczania i powlekania war¬ stewka powierzchni miedzianej lub stopów miedzianych, np. brazu lub mosiadzu, zwla¬ szcza, gdy potem nie naklada sie farby lub lakieru, mozna polecic kapiel nastepujaca, która nadaje piekna czarna powloke.Przyklad VI.Wodorotlenku sodowego 50 czesci Azotanu potasowego 50 czesci Do kazdej z poprzednich mieszanin mozna dodac w razie zyczenia 0,5 — 10% dwutlenku manganu albo krystalicznego siarczanu miedziowego jako czynnika u- plynniajacego i stabilizujacego, ale najod¬ powiedniejsza iloscia takiego czynnika jest 1—2%, Obróbka metali wedlug wynalazku, zwlaszcza w temperaturach pomiedzy 320° i 480° dziala jak wyzarzanie, które polep¬ sza wytrzymalosc metalu. W niektórych przypadkach, gdy wyzarzanie jest wyma¬ gane pomiedzy róznymi stadiami formowa¬ nia przedmiotów, obróbke wedlug wynalaz¬ ku mozna przeprowadzac pomiedzy stadia¬ mi formowania; wyzarzanie wykonywa sie wtedy jednoczesnie z powlekaniem po¬ wierzchni. Mozna równiez ogrzewac kapiel ponad 480°, np. 515° albo 810°C, w celu u- suniecia naprezen wewnetrznych w wytwa¬ rzanych przedmiotach.Jezeli na gotowy przedmiot nie nakla¬ da sie dodatkowej powloki, to w kapieli zobojetniajacej nalezy stosowac siarczan zelazowy, a drugiej wzglednie trzeciej ka¬ pieli mozna nie uzywac wcale; jednak war¬ stewke o lepszym wygladzie i bardziej od¬ porna na rdzewienie oraz nadzeranie otrzy¬ muje sie po obrobieniu przedmiotu oddziel¬ nie w drugiej i w trzeciej kapieli. Najlepiej jest przeto stosowac siarczan zelazowy tyl¬ ko w jednej z tych kapieli, a wiec jezeli jest on uzyty w drugiej kapieli, to inne czynniki zostaja uzyte w trzeciej kapieli, jezeli zas siarczan jest uzyty w trzeciej ka¬ pieli, to druga kapiel zawiera (najlepiej) kwas chlorowodorowy lub inny. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób uodporniania powierzchni metalowych, znamienny tym, ze przedmiot obrabiany poddaje sie dzialaniu roztopionej kapieli zawierajacej azotan, fosforan, we¬ glan lub wodorotlenek potasowca, ewen¬ tualnie mieszanine wymienionych zwiaz¬ ków, po czym przedmiot plucze sie lub pod¬ daje dzialaniu kapieli zobojetniajacej i dzialaniu kapieli wykonczajacej, zawiera¬ jacej siarczan zelazowy, kwas garbnikowy lub hematoksyline, przy czym ta kapiel wy¬ konczajaca moze stanowic zarazem kapiel zobojetniajaca. - 5 -
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do kapieli roztopionej dodaje sie dwutlenku manganu lub siarczanu miedzi, ewentualnie obu tych skladników.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, w przy¬ padku zastosowania go do usuwania emalii i przygotowywania metalu do ponownego emaliowania, znamienny tym, ze z kapieli roztopionej straca sie usuniety material e- malii przez przepuszczanie pradu elek¬ trycznego przez kapiel roztopiona,
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze prad elektryczny przepuszcza sie równiez przez przedmioty podlegajace ob¬ róbce.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze do kapieli zobojetniajacej dodaje sie siarczanu zelazowego. Rust Proofing Company of Canada Limited. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL