PT96850A - Processo para a preparacao de banhos para o polimento quimico de superficies de aco inixidavel e processo para a realizacao do referido polimento quimico - Google Patents

Description

Descrição referente e patente de invenção de 50LVAY &. Cie (Sacietá Anonyme)» belga» industrial a comercial» com sede em 33» rue du Prince Albert» B-1050 Bruxellee» Bélgica» parai *PR0CESS0 PARA A PREPARAÇÃO DE BANHOS PARA Q POLIMENTO QUÍMICO DE SUPERFÍCIES DE ACO INQXIDÍVEL E PROCESSO PARA A REALIZAÇÃO DD REFERIDO POLIMENTO QUÍMICO* A presente invenção tem por objeeto um processo para a preparação de banhoa para o polimento químico de superfícies de aço inoxidável· 0 polimento químico de superfícies metálicas constitui uma técnica bem conhecida (polimento electrolítico e químico dos metais — W. J. Mc G· TEGART — Dunod — 1960 — pags. 122 e seguintes)I consiste em tratar ae superfícies metálicas a polir com banhos oxidantes. Para o polimento química dos aços inoxidáveis austeníticos utilizam-se geralmente banhos compreendendo uma mistura» em solução aquosa» dos ácidos clorídrico» fosfórico e azótico (Patente American! A-2 662 814)· Para melhorar a qualidade do polimento á habitual incorporar-se nestes banhos aditivos adequados» tais como agentes tensioactivoa» reguladores da viscosidade e agentes de melhoramento do brilho. Assim» na Fatsnts Americana A-3 709 824 dascrsvs-sa uma composição da um banho para o polimento químico de superfícies de aço inoxidável compreendendo» am solução aquosa» uma mistura da ácido fosfórico» da ácido azótico a de ácido clorídrico» um regulador da - 1 -

viscosidade escolhido entre os polímeros solúveis em égua» um agente tenaioectivo e α ácida eulfoeeelicílica como agente de melhoramento do brilho·

Estes banhos de polimento conhecidas apresentem e particularidade de atacar o metal com velocidade muito grande· Um tratamento de polimanto ds uma superfície de aço inoxidável com estes banhos não pode geralmente exceder escassas minutos» sob pena de ocasionar corroaõea locais· Esta grande velocidade da acção dos banhos da polimento conhecidos á um inconveniente visto que torna-oe inutilizáveis para certas aplicações* nomeadamente para o polimento da face interna dae paredes de cubas de grandes dimensões* tais como das caldeiras* das autoclavee a dos eristalizado-rss* Sendo e tempo necessário para o enchimento e o esvaziamento daa referidas cubas* em geral* bastante superior á duração do tratamento de polimento químico óptimo* terna-se com efeito impossível obter um polimento uniforme da parede* ficando algumas zonas desta insuficientemente polidas* enquanto que outras ficam profundamente corroídas* A grande velocidade de acção doa banhos de polimento químico conhecidos torna por outro lado o controle do polimento dificil*

Na Especificação EP-A-274 776 (Solvay & Cie) descrevem-se banhoe de polimento químico de aeçao muito lenta* que evitam por conseguinte os inconvenientes relatados» Estes banhoe conhecidos compreendem* em aolução aquosa» uma mistura de ácidoe clorídrico» azótico e fosfórico» ácida sulfoeealicílico e um composto abiático» tal coro uma abietamina·

Estes banhoe de polimento conhecidos* de acção lenta* aao concebidos pera aa trabalhar a temperaturas superiores a SOtC, estando geralmente compreendidas entre 60 e 8QSC. A invenção tam como objectivo fornecer banhos concebidoe pera sa realizar um polimento químico lento e eficaz de superfícies de aço inoxidável e temperaturas de trabalho inferiores a 50 *C. 2

Por consequência & invenção refere-se a banhos para o polimento químico da superfícies de aço inoxidável» compreendendo» em solução aquosa» uma mistura de ácido clorídrico» de ácido erótica e de ácido fosfórico , um ácida hidroxibsnzoico eventualmente substituído» um composto abiátice e um aditivo escolhido entre o ácido perclórico s os sais solúveis em água do ácido perclórico·

Nos banhos de acordo com a invenção o ácido hidxoxibanzóico serve de agente de melhoramento do brilha* Pode ser não subetituido» tal como o ácido ealicílico» ou substituído» tal como o ácido sulfossalicilico έ preferido o ácido ealicílico*

No âmbito da invenção os compostos abióticos são cqí.,postos químicos compreendendo um radical abietilo de fórmula geral* CH„

CH 3 ou um radical hidroabietilo cu de&idroabietilo*

Be acordo cem a invenção o composto abiático deve ser solúvel na solução aquosa· São compostos abieticos utilizáveis nos banhos de acordo com a invenção aa ahietaminae*

As abietaminas especialmente recomendadas para os banhos da acordo com a invenção eão aquelaa com α fórmula geral* 3

na qual - Rx representa » redicl ebietllo, hidra.bt.tilo ou deaidro.bi.tilo definida acima» - Xx representa um radiei compreendendo pelo menos um grupo oarbonilo, a - Xg representa um átomo de hidrogénio ou um radical compreendendo pelo menoe um grupo carbonilo* São exemplas deetas abieiaminas* que são particularmente convenientes pare os banhos de harmonia com a invenção» aquelas nes quais pelo menoe um doe radicais e Xg e um radical de formula geral na qual R^ representa um radical alquilo de cadeia linear ou cíclico» substituído ou não substituído» saturado cu insaturado» compreendendo pelo menos um grupo carbonilo· Entre estas compostos são preferidos aquelas nos quaia o grupo -CH^- está ligado a um grupo carbonilo do radical R^ por um átomo de carbono que transporta pelo íenos um átomo de hidrogénio* Estas abietaminas eubetituidae e o processo pare a sue obtenção eão descritos ne Patente Britãnica G8-A-734 665* São exemplas de abietaminas deste tipo» utilizáveis nos banhos da harmonia cem a invenção» aquelas naa quaia o radical alquilo Rg á escolhido entre oa radicais acetonilo, 2-ceto-butilo* 4-matil-2-ceto-pentenilo*3» 4-hidraxi-4-metil-2-cata-pantilo» 2-ceto-ci-dopentilo, 4-hidroxi-2-ceta-pentenilo-3» 2-cato-ciclohexilo, 2»5-diceto--hexilo a 2-fenil-2«CBto**otilo. 4

Nos banhos de acordo com a invenção a conveniente que as quantidades reepactivas do aditivo aeleccionado entre o ácido perclorico • os seus sais solúveis em água» por um lado# e do composto abiátieo* por outro lado* sejam reguladas para tornar possível uma coadsorção sobre a superfície do aço a polir» evitando todavia ultrapassar o seu produto de solubilidade· Como regra geral á oportuno que os banhoe de acordo com a invenção contenham» por litro» entre Q»QQ1 e 0,5 mol do aditivo escolhido entre o ácido pexelárico e oa seus saia eolúveie em água e entre 0,005 e 1 g do composto abietico*

Ae quantidades ponderais adequadas doe diversos conatituin- 0· tes dos banhns de acordo com a invenção dependem da nuance do aço inoxidável submetida ao polimento» assim como das condições do polimento* nomeada-mente do perfil do objacto de aço submetido ao polimento* do seu volume* do volume do banho* da eua temperatura e da agitação à qual se submete eventual, ments* Elas devem pois eex determinadas em ccso particular por ensaios de rotina no laboratório* 0a exenplos de banhoe de acordo com a invenção * adaptados ao polimento de aços inoxidáveis austeníticos* ligados ao crómio e ao níquel, e temperaturas compreendidas entra 25 a 5Q8C» compreendem» por litro da solução aquosa* • entre 0,5 e 5 molee do ácido clorídrico (de preferencia 0*5-3 mol)* • entre C*005 e 1 mol de ácido azóiieo (de preferência 0,05 - 0,5 mol), • entre 0,005 e 1 mol de ácido fosfórico (de preferência 0,01 - 0*5 mol}* • entre 0*005 e Q»S mol do aditivo escolhido entre o ácido perclorico e oe seus aaie eolúveie em água (de preferencie 0*001 - 0*2 mol)* • entre O*0G5 e 1 g do composto abietico (de preferencie 0*01 - 0,5 g), • sntxa 0,001 e 5 g do ácido hidxoxibenzoico subetituido ou não substituí do (de preferencia 0*005 - 0*3 g no caso do acido não subetituido}* ú» banhos de polimento de acordo com a invenção podem eventualmente conter aditivas habitualmente presentes nos banhoe conhecidos pera α polimento químico dos meteis* por exemplo agentes tensioactivoa* 5 -

álcoois e reguladores de viscosidade· Podem nor.eotíamente compreender produ-tos da marca DLHYbUART (Henkel) que são agentes tensioactivoa escolhidos entre oa aais de alquilpiridínio e os sais de amónio quaternários» compreendendo radicais alquilo» fenilo ou benzilo» substituídos ou insubstituibas·

Os banhos de acordo com a invenção convém para o polimento químico de todae as superfícies de aça inoxidável ausienítico. São particularmente adaptados para □ polimento de aços austcníticns contendo entre 16 e 26 % em peso de crómio e entre 6 e 22 em peso de níquel» tal como os aços de nuancs 16/8 e 13/10» isentos de molibdónio (norma AISÍ-304 e 3Ú4L). Os banhos ds acordo com a invenção apresentam a particularidade de realizar o polimento destes aços a velocidade lenta» necessitando geralmente de um tempo de contacto compreendido entra 2 e 2ú horas» geralmante antro 5 e 12 horaa· Podam ser utilizadas a qualquer temperatura compreendida entre 20>C e a temperatura da ebulição· Apresentam no entanto a particularidade notável de apresentar uma excelente eficácia a temperaturas inferiores a 50*C, geralmente compreendidas entre 35 e 35SC, ã pressão atmosférica normal» o que facilita a eua utilização e simplifica es medidas a tomar para assegurar a salubridade das oficinas de polimento· Os banhos de acordo com a invenção apresentam a vantagem suplementar de realizar polimentos de boa qualidade de conjuntos soldados de acordo com as regras da técnica· A invenção refere-se também a um processo para o polimento ds uma superfície de aço inoxidável segundo o qual se põe a superfície em contacta com um banho de polimento químico de acordo cora a invenção*

Na realização do processo de acordo com a invenção a entrada em contacto da superfície metálica com o banho pode ser realizada de qualquer forma adequada» por exemplo por imersão· U tempo de contacta da superfície a polir com o banho deve ser suficiente para realizar um polimento eficaz da superfície. Mac pode no entanto exceder um valor crítico para alám do qual o banho perde as suas propriedades de polimento» 0 tempo de contacto optimo depende de numerosas parâmetros» tais como da nuance do aço» da configuração e da rugosidade inicial da superfície a polir» da 6

y composição do banho, da temperatura de trabalho, a da agitação eventual do banho em contacto com a superfície, ca relação entre a órsa da superfície a polir e α volume do banho, deve ser determinado era cada caso particular por um trabalho de satirui no laboratório*

At !;uma forna dv realizeçeo preferida cio. processo de scordo com s invenção o banho é utilizado a uma'tem: aratura compreendida entre 20 b 50*C, de preferencia entre 00 2 4PÕ, ã prsseãa atmosférica normal, e mantem-ee a surerfície a ,.ylir em contacto com o banha durante um tempo compreendido entre 5 e 12 horas· n interesse da invenção vai ser pasto em evidencia através doe exemplos expostas adiante·

Mos exe ;;.las cujo descrição se segue utilizaram-se placas de aço inoxidável de nuance Itl/1L· aço ligado ao crómio (10,0½} e ao níquel (10,0'j) e isento de molibdlnio_7· tm cada exemplo a placa foi imersa no banho de polimento, mantido a uma temperatura sensivelmente constante e submetido a uma agitação moderada· Ma sequência do puriado de imersão a placa foi retirada do banho, foi lavada com égua desmineralizada e seca* wec*iram-ae os parâmetros seguintes* - a profundidade media do ataque do metal, definida pele relaçao Δ 10 e *

A O.d na qual 3 representa a área da placa (em cm~), 3 d representa a masca específica do metal (em g/cm ), Δρ representa a perda de peso (cn gl de placa durante a imersão no banho Δ e representa a profundidade do ataque (jim), 7

- a rugosidade nédia aritmética Π » qus a ú desvio médio om relação à a superfície média da placa (Eneyclopedia af Materials Saiance and Engi-neering, Michael B. Be ver» Vol* 6, 1986» Fsrgamcn Press» pégc» 4806 a 4808 (pág. 4806) t

A

R « l i

dx 0 / sendo as medidas efectuadas com um dispositivo munido de uma ponta de 5 yjm da diâmetro s correspondendo a um valor da ,fr.ut-offM igual a 0,25 mm· « a brilhancia da superfície·

Exemplo 1 (de acordo com a invenção)

Utilizou-ee um banho de polimento de acordo com a invenção» compreendendo por litroi - 2,0 mol da ácido clorídrico» - 0,2 mol de ácido azotico» - 0,2 mol da ácido foafórico, - 0,1 mol de ácido perclorico, - 0,1 g de ácido aulfoaaalicílico, • 0,1 g do produto RCDJMI 213, que é uma mistura da abieiaroinas substi-tuidaa, da iaopropanol a da agentes tenaiaactivoa (RuBIíjE á uma marca registada de Amchem Products Inc·)*

As condiçoes operatáriae foram aa seguintes* 3 • volume do benho * 1940 cm » 0 -

• área da superfície submetida aa polimento í - temperatura * • duração da imersão *

Obtiveram-ae oe seguintes resultadost - profundidade do ataque * 27 jmi - rugosidade media aritmética* - antes do polimento f 0*3 +, 0,1 jxm ~ depois do polimento * 0,11 £ 3,02 jpm· 0 aspecto da superfície á acetinado·

Exemplo 2 (da acordo com a invenção)

Utilizou*»aa um banho de polimento de acordo com a invenção, compreendendo por litro* - 1,5 mol de ácido clorídrico, - 0,1 mol de ácido azotico, - 0,2 mol da ácido fosforico, - 0,02 mol de ácido parclórico, - 0,1 g de ácido aelicílicc, - 0,15 g do produto RODIfJE 213 definido no exemplo 1«

As condições operatórias foram as seguintes* volume do banho * 970 cm3, área da superfície submetida ao polimento * 43 cm2, temperatura í 35SC duração da imersão * 12 horas. 9

Obtiveram-se oa seguintes resuliedns: • profundidade média de ataque l 25 pm • rugosidade média aritmética - antes do polimento - depois do polimento i 0,3 μη, 1 0,11 fM - brilhancia /”aob um ângulo de 302 (de acordo com » norma ASTM £430).7 Ϊ 28 5$. ExemDlo 3 (ensuio de referencia) Hepetiu-se o ensaio do exemplo 2 com um banho de polimento não de acordo com a invenção, não contendo nem o ácida porclorico, nem o composto ebiético* 0 banho compreendia, por litro: - 1,5 mol de écido clorídrico, - 0,1 mol de acido azotico, - 0,2 mol de ácido fosfórico, - 0,1 g de ácido salicílica* As condições operatória» foram as seguintes* - volume do banho * 970 cm3, - érea da superfície submetida ao polimento * 43 em2, - temperatura : 352C, - duração da imersão i 9 horas, 30 mift*

Jbtiveram-se as seguintes resultadosi * 25 j«ní * 0,23 jimj * 0,27 ^hb. » profundidade média da ataque - rugosidade média aritmética - antes do polimento - depois da polimento - observa-ae um aumento de rugosidade* 10

Claims (2)

1. N li Ϊ u A i- % i s a t: a a » { ΐε Processo para a preparação de banhas para o polimento químico de superfícies de aço inoxidável* caractarizado pela facto de se combinarem em solução aquosa uma mistura de ácido clorídrico* de ácido erótico a de ác do fosfórico# um ácida hidxaxifaenzoica cventualnnnte substituído e um composto sbietica» e ainda por ca..ipx-contíorca um aditivo celoccianado entre o ácido perclárico e os sais solúveis em água do ácida perclásico· *» '** Processo de carda ccm a reivindicação 1 corsctcrizado pelo facto da se obtaram banhoe nos quais o ácido hidraxibenzoico á o ácido ealicílica. Si 3H ttm a% Processo de r.cordo com e reivindicação X earcetorizario pelo facto de ss obterem banhos nos quais o ácido hitíroribsnzoieo substituído o ácido eulfossalicílico· - 4a - Processo de acordo com qualquer Use reivindicações 1 a 3 caracterizado pelo facto da se obterem banhas nas quais o cor, asto abiético a uma abietamina substituída de fórmula geral 11 ΊΤ

   V na qual - fi representa um radical euíetilo, iiidraabiotila ou desibraebietilo, * X^ representa um radical compreendendo pelo menos um grupo earbanilo, e - Xg representa um £ta, ό de hidrogénio ou um radical compreendendo pelo menos um grupo cerbonilo· m 51 m Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo facto de se obterem banhos nos quais no composto abiético pelo menos um doe radicais s X2 é um radical de fórmula geral -CH^-Rg n. qual R2 «prcccnta u. radical alquila da cadeia linear cu cíclica, substituído ou n~o substituído, saturada ou insaturado, compreendendo pelo menos um grupo cerbonilo· «a ¢3 m Processo de «cardo com a reivindicação S caracterizado pelo facto de ae obteram banhos em que nas formula» o radical alquilo R, a escolhida entre os radicais acetonilu, 2**ceto-butila» 4-matil-2<-ceto-penta~ nilo-3, 4-hidroxi-4-motil-2«ccto«»pentilo, 2-ceto-ciclopentilo, 4-hidroxi--2-ceto~pentcnilo-3, 2-ceto»ciclohexilo,
2. 2 ,S-di-eoto-hexilo e 2-fariil-2~ -ceto-ettlo. 12 -

   - 7s - Pxaceaeo de acordo com qualquer das reivindicações anierio-ree caracterizado pelo facto da ee obterem banhos que compreendem» por litro da solução aquosa» entre Q,0G1 e u,5 moles do aditivo escolhido entre o ácido perclórico e oe seus sais solúveis em água» e entre 0»Q05 a 1 g do composto abietico* » 82 - Processo de rc.rdo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado pelo fí.cto de se obterem banhos quo compreendem por litro de solução aquosa» - entre 0»5 e 5 moles de ácido clorídrico» - entra 0,005 e 1 raol de ácido azotico, - entra 0,005 β 1 mol de ácido fosfórico» - entrs 0,0005 e 0,5 moles de aditivo escolhido entre o ácido perclórico a oa seus saia solúveis em agua» - entre 0,005 β 1 g do composto abietico» - entre 0»001 e 5 g do ácido hidroxibenzoico eubstituido ou não substituído* . 93 ~ Processo de acorda cora qualquer das reivindicações anteriores caracterizado pelo facto de se obterem banhos apropriados para o polimento químico de superfícies de aços aueteníticos* • 1Q2 <M Processo ds acordo com a reivindicação 9 caracterizado pelo facto de se obterem banhos apropriados para o polimento químico de superfícies de aços auateníticoe, ligadas ao crómio e ao níquel e iaentoa de 13 molibdénio. - lio ~ Processo para o polimento químico de uma superfície de eço inoxidável no qual se pÕe em contacto a superfície com um banho dc poiimen·· to química, caraetsrizedo pelo facto de se utilizar um banho preparado pelos processos de ncordo com as reivindicações I a 10» e se manter o banho a uma temperatura compreendida entre ?.0 e 50SC, Foram inventoras r.arianne íioignier# belga, doutora em ciên cias químicas, residente em bue du Pu..ier vexi, 35, Π-14ΡΌ .velles, lQÍ«· ca; Françoie Oujardin» belb'U* técnico químico, residente em Hue téon •ign« m» 22, 13-103U uruxellea, BaLglcaí a Leopold liimartineliy, belga, residente em Cheussée de Gand, 1271, 3J-1C3G druxolies, Seljiea* A requerente declara quo o primeiro pedido desta patente foi apresentado na Bélgica, em 23 ds Fevereiro de 1990, sob o n«. 09000212. Lisboa, 22 de Fevereiro da 1591

   D AGEiTE OFICIAI

   • * J.ÂLIXAM BOBOKSI Gíflciá ia jgfôTj íÍrtrte 14 -