RU2061101C1 - Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов - Google Patents
Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061101C1 RU2061101C1 RU94001171A RU94001171A RU2061101C1 RU 2061101 C1 RU2061101 C1 RU 2061101C1 RU 94001171 A RU94001171 A RU 94001171A RU 94001171 A RU94001171 A RU 94001171A RU 2061101 C1 RU2061101 C1 RU 2061101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- degreasing
- metals
- acid
- acetone
- Prior art date
Links
Images
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
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/10—Other heavy metals
- C23G1/103—Other heavy metals copper or alloys of copper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности для травления и обезжиривания черных металлов, а также меди, алюминия и их сплавов, и может быть использовано в сварочном, окрасочном и гальванотехническом производстве машиностроения и в других отраслях промышленности. Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов содержит, мас.%: ортофосфорная кислота (d - 1,7 г/см3) 8,3 - 12 ,3; поверхностно-активное вещество 0,1 - 0,5; комплексообразующая добавка 0,01 - 0,5; сульфосалициловая кислота 0,1 - 1,5; ацетон 4,0 - 10,0; гидроокись аммония 0,2 - 0,6; азотнокислый цинк 0,2 - 1,0 и вода остальное. В качестве комплексообразующей добавки раствор может содержать лимонную кислоту. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к химической обработке металлов и может быть использовано для травления и обезжиривания преимущественно черных металлов, а также меди, алюминия и их сплавов, и имеет применение в сварочном, окрасочном и гальвано-техническом производстве машиностроения и в других отраслях промышленности.
В настоящее время проблема создания растворов для одновременного травления и обезжиривания черных металлов, используемых также для травления и обезжиривания меди, алюминия и их сплавов, встала достаточно остро в связи с необходимостью создания коррозионно-стойкой очищенной поверхности после завершения травления обрабатываемого металла. Известные растворы не защищают достаточно эффективно очищенную поверхность металла как от следов раствора после извлечения изделия, что требует дополнительной его очистки, например водой, так и от дальнейшего воздействия неблагоприятных климатических факторов.
Известен раствор для очистки поверхности черных металлов, содержащий ортофосфорную кислоту, поверхностно-активное вещество, сульфосалициловую кислоту, ацетон, азотнокислый аммоний и воду [1]
Однако известный раствор не позволяет очищать медь, алюминий и их сплавы, а очистка черных металлов является недостаточно эффективной из-за отсутствия комплексообразующих добавок, позволяющих производить эффективное удаление в виде комплексов продукты травления металлических изделий. Кроме этого, обезжиривание металлов от органических примесей также недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности омыления части из них.
Однако известный раствор не позволяет очищать медь, алюминий и их сплавы, а очистка черных металлов является недостаточно эффективной из-за отсутствия комплексообразующих добавок, позволяющих производить эффективное удаление в виде комплексов продукты травления металлических изделий. Кроме этого, обезжиривание металлов от органических примесей также недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности омыления части из них.
Известный раствор также не защищает достаточно эффективно очищенную поверхность от коррозии после очистки от воздействия неблагоприятных климатических факторов.
Наиболее близким к предлагаемому является раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов, содержащий ортофосфорную кислоту, соляную кислоту, поверхностно-активное вещество, комплексообразующую добавку, сульфосалициловую кислоту, ацетон и воду [2]
Однако известный раствор не защищает достаточно эффективно очищенную поверхность как от воздействия следов раствора (соляной и ортофосфорной кислот, находящихся в избытке) после извлечения изделия, что требует дополнительной очистки последнего, например водой, для избежания дальнейшей коррозии, а также от дальнейшего воздействия неблагоприятных климатических факторов. Кроме этого, обезжиривание металлов от органических примесей также недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности омыления некоторых типов из них. Используемые комплексообразующие добавки недостаточно эффективны для обрабатываемых металлов.
Однако известный раствор не защищает достаточно эффективно очищенную поверхность как от воздействия следов раствора (соляной и ортофосфорной кислот, находящихся в избытке) после извлечения изделия, что требует дополнительной очистки последнего, например водой, для избежания дальнейшей коррозии, а также от дальнейшего воздействия неблагоприятных климатических факторов. Кроме этого, обезжиривание металлов от органических примесей также недостаточно эффективно из-за отсутствия возможности омыления некоторых типов из них. Используемые комплексообразующие добавки недостаточно эффективны для обрабатываемых металлов.
Цель изобретения повышение качества образующейся пассивирующей пленки и очищающих свойств раствора.
Цель достигается тем, что в раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов, содержащий ортофосфорную кислоту, поверхностно-активное вещество, комплексообразующую добавку, сульфосалициловую кислоту, ацетон и воду, в отличие от прототипа, введены гидроксид аммония и азотнокислый цинк при следующем соотношении компонентов, мас.
Ортофосфорная
кислота (d 1,7 г/см3) 8,3 12,3
Поверхностно-ак-
тивновное вещество 0,1 0,5
Комплексообразу-
ющая добавка 0,01 0,5
Сульфосалициловая
кислота 0,1 1,5
Ацетон 4,0 10,0
Гидроксид аммония
(25 мас.) 0,2 0,6
Азотнокислый цинк 0,2 1,0
Вода Остальное
В качестве комплексообразующей добавки может быть использована лимонная кислота.
кислота (d 1,7 г/см3) 8,3 12,3
Поверхностно-ак-
тивновное вещество 0,1 0,5
Комплексообразу-
ющая добавка 0,01 0,5
Сульфосалициловая
кислота 0,1 1,5
Ацетон 4,0 10,0
Гидроксид аммония
(25 мас.) 0,2 0,6
Азотнокислый цинк 0,2 1,0
Вода Остальное
В качестве комплексообразующей добавки может быть использована лимонная кислота.
Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов готовят следующим образом.
Производят растворение в воде при комнатной температуре компонентов, г/л:
Ортофосфорная
кислота (d 1,7 г/см3) 83 123
Поверхностно-актив-
ное вещество 1 5
Комплексообразу-
ющая добавка 0,1 5
Сульфосалициловая
кислота 1 15
Ацетон 40 100
Гидроксид аммония
(25 мас.) 2 6
Азотнокислый цинк 2 10
В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы синтанол ОП-2, ОП-7, ОП-10, сульфонол и т.п. В качестве комплексообразующей добавки могут быть использованы, кроме лимонной кислоты, также винная, нитрилуксусная, пропионовая, щавелевая кислоты и их соли, глюконаты, сульфамиды, уротропин, трилон Б и т.п.
Ортофосфорная
кислота (d 1,7 г/см3) 83 123
Поверхностно-актив-
ное вещество 1 5
Комплексообразу-
ющая добавка 0,1 5
Сульфосалициловая
кислота 1 15
Ацетон 40 100
Гидроксид аммония
(25 мас.) 2 6
Азотнокислый цинк 2 10
В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы синтанол ОП-2, ОП-7, ОП-10, сульфонол и т.п. В качестве комплексообразующей добавки могут быть использованы, кроме лимонной кислоты, также винная, нитрилуксусная, пропионовая, щавелевая кислоты и их соли, глюконаты, сульфамиды, уротропин, трилон Б и т.п.
Приготовленным раствором обрабатывают поверхность металлического изделия из черных металлов, а также меди, алюминия или их сплавов, например, деталей ходовой части изделия. Поверхность изделия имеет сплошное загрязнение техническими минеральными маслами, жировыми соединениями, эмульсолом и следы атмосферной коррозии.
При этом наблюдают две стадии процесса. Сначала происходит обезжиривание поверхности металла, сопровождающееся эмульгированием жиров и слабым газовыделением. После обезжиривания поверхности идет интенсивное травление с обильным газовыделением и в ряде случаев некоторым повышением температуры раствора. По мере травления поверхности металла выявляется кристаллическая структура обрабатываемой поверхности с характерным рисунком.
Эффект одновременного обезжиривания и травления достигается следующим образом. Обезжиривающее действие раствора обеспечивается эмульгирующим действием поверхностно-активного вещества, например, синтанола ОП-7, омылением части жиров гидроксидом аммония и растворением оставшихся масел и других органических примесей ацетоном.
Травящее действие раствора обеспечивается действием ортофосфорной и сульфосалициловой кислоты. Роль сульфосалициловой кислоты заключается в создании промежуточных внутрикомплексных солей с А+3, Cu+2, Fe+2. Для улучшения качества травления раствор содержит комплексообразующую добавку преимущественно лимонную кислоту, которая связывает в прочное соединение примеси сплавов алюминия, меди и железа, подвергаемых травлению. Причем лимонная кислота является наиболее эффективной из применяемых комплексообразующих добавок, образуя три связи с травимым материалом типа:
Fe-OOC-H)CH2COO-Fe в отличие, например, от щавелевой кислоты, образующей только две такие связи.
Fe-OOC-H)CH2COO-Fe в отличие, например, от щавелевой кислоты, образующей только две такие связи.
Наличие азотнокислого цинка в растворе позволяет повысить антикоррозионную стойкость образующейся в результате очистки обрабатываемой поверхности металла пассивирующей фосфатной пленки за счет образования с азотнокислым цинком более устойчивой мелкозернистой (в отличие от довольно крупнозернистой по прототипу) фосфатной пленки по реакции:
Zn(NO3)2+2H3PO4 Zn(H2PO4)2+2HNO3
Zn(H2PO4)2 ZnHPO4+H3PO4
3ZnHPO4 Zn3(PO4)2+H3PO4
Таким образом, происходит осаждение на очищенной поверхности фосфорнокислого цинка, а свободную фосфорную кислоту связывает травимый металл, например железо.
Zn(NO3)2+2H3PO4 Zn(H2PO4)2+2HNO3
Zn(H2PO4)2 ZnHPO4+H3PO4
3ZnHPO4 Zn3(PO4)2+H3PO4
Таким образом, происходит осаждение на очищенной поверхности фосфорнокислого цинка, а свободную фосфорную кислоту связывает травимый металл, например железо.
После обезжиривания и травления осуществляют сушку металлического изделия на воздухе до образования сплошной мелкозернистой пассивирующей пленки фосфорнокислого цинка на поверхности металла.
Обработанная поверхность изделия не нуждается в дополнительной обработке, например, в промывке в воде для удаления ржавчины и избытка кислот, как практически всегда требуется в прототипе.
Затем осуществляют контроль качества обработки. После чего грунтуют, окрашивают, сушат и контролируют лакокрасочное покрытие. Причем адгезия лакокрасочного покрытия при наличии мелкозернистого покрытия фосфорнокислого цинка значительно выше, чем адгезия такого покрытия при обработке металлического изделия раствором по прототипу. Проверка качества сцепления лакокрасочного покрытия согласно ГОСТ 15140-89 показала повышение ее адгезии по сравнению с прототипом не менее, чем на 2 балла.
Результаты испытаний раствора стальных изделий Ст.10,40Х,38хС, а также изделий из меди марки МОб, сплава меди БрЦр, алюминия Ал-9, Ал-2, Ал-24, сплава алюминия АМг-6, АД-16, АД-1, АДС-М посредством их обработки в течение 10-15 мин представлены в таблице.
Как показали результаты испытаний, в процессе обработки металлических изделий одновременно происходит обезжиривание и травление (активация) металла. При этом после очистки на поверхности металла образуется пассивирующая защитная мелкозернистая пленка фосфорнокислого цинка, обеспечивающая эффективную межоперационную защиту очищенного металла, превышающего срок хранения изделия (пример NN 1 б-е), по сравнению с защитной пленкой по прототипу (пример N 2), не менее чем в 2 раза.
Предлагаемый раствор позволяет обрабатывать одновременно черные металлы, алюминий, медь и их сплавы. Широкий диапазон применения раствора в технологии машиностроения позволяет обрабатывать алюминиевые сплавы АДС-М, АМГ-6, АД-1, Д-16 в качестве подготовительных операций под сварку, окраску, а литьевые сплавы АЛ-3В, Ал-2, Ал-9, Ал-24 под окраску. Медные сплавы обрабатывают при подготовительных операциях под сварку, пайку, а также для удаления термических окислов.
Использование раствора при следующем соотношении компонентов, г/л: ортофосфорная кислота 83,0-123,0; поверхност- но-активное вещество 1,0-5,0; комплексообразующая добавка 0,1-5,0; сульфосалициловая кислота 1,0-15,0; ацетон 40,0-100,0; гидроксид аммония 2,0-6,0; азотнокислый цинк 2,0-10,0 при разведении водой компонентов до 1 л обусловлено тем, что при содержании компонентов меньше указанных (пример N 1а) операция травления и обезжиривания не осуществляется до конца из-за недостатка компонентов кислот и поверхностно-активных веществ, ацетона и гидроксида аммония, а недостаток азотнокислого цинка при наличии неудаленных жиров и следов ржавчины также не позволяет образовывать эффективную защитную мелкозернистую пассивирующую пленку.
При превышении концентрации компонентов в растворе выше допустимой (пример N1ж) после завершения процесса травления на поверхности обрабатываемого металла остаются следы сильноконцентрированных кислот ортофосфорной, сульфосалициловой и лимонной, наличие которых после извлечения изделия может приводить к дальнейшему неконтролируемому разрушению изделия, и для удаления которых требуется дополнительная операция промывки, что часто имеет место в прототипе (пример N 2). Причем при избыточной концентрации сульфосалициловой кислоты, а также азотнокислого цинка на поверхности изделия образуется избыток солей, в том числе цинковых, приводящих к ухудшению качества образующейся защитной пассивирующей пленки фосфорнокислого цинка, в том числе другого состава, и как следствие, к ухудшению адгезии наносимого лакокрасочного покрытия.
При превышении содержания гидроксида аммония (пример N1ж) уменьшается травящее действие раствора за счет повышения его рН и уменьшения содержания свободных кислот.
При превышении содержания ацетона выше избыточного (пример N1ж) раствор может становиться пожароопасным за счет возможного образования при этом пероксидных соединений ацетона с кислородом ортофосфорной кислоты.
Превышение содержания ПАВ выше допустимого (пример N 1ж) приводит к избыточному пенообразованию и эмульгированию в растворе, что ухудшает его технологичность при использовании, может повышаться при этом рН раствора, что снижает его травящее действие.
Таким образом, предлагаемый раствор обладает комбинированным действием при очистке различных металлов, позволяет сократить цикл обработки, обеспечивает минимальный выброс вредных веществ в атмосферу, позволяет производить обработку поверхностей протиркой, окунанием, струйным обливом. Кроме этого, повышается качество образующейся пассивирующей пленки фосфонокислого цинка по сравнению с защитной пленкой по прототипу не менее чем на 0,5 порядка при повышении очищающих свойств не менее чем на 10%
Предлагаемый раствор позволяет механизировать процесс травления за счет использования его в струйных моечных машинах проходного типа, на поточно-механических линиях, для локальной подготовки поверхностей под сварку и под лакокрасочные покрытия, например, на крупногабаритных деталях.
Предлагаемый раствор позволяет механизировать процесс травления за счет использования его в струйных моечных машинах проходного типа, на поточно-механических линиях, для локальной подготовки поверхностей под сварку и под лакокрасочные покрытия, например, на крупногабаритных деталях.
На основании вышеизложенного новым достигаемым техническим результатом заявляемого раствора для одновременного травления и обезжиривания является: повышение качества образующейся пассивирующей пленки не менее чем на 0,5 порядка за счет обеспечения возможности образования на очищаемой поверхности металла мелкозернистой пленки фосфорнокислого цинка с высокими прочностными и антикоррозионными свойствами; повышаются очищающие свойства раствора не менее чем на 10% за счет повышения обезжиривающего действия посредством введения гидроксида аммония и травящего действия за счет использования в качестве комплексообразующей добавки лимонной кислоты; не требуется дополнительной промывки водой поверхности изделия после его извлечения из раствора; раствор является комбинированным при очистке изделий из черных металлов и, прежде всего, стали, а также алюминия, меди и их сплавов, и его применение под сварку и окраску таких изделий позволяет улучшить условия труда работающих за счет исключения применения легковоспламеняющихся жидкостей (бензин, ацетон, уайт-спирит) для обезжиривания металлических поверхностей.
Claims (1)
1. Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов, содержащий ортофосфорную кислоту, поверхностно-активное вещество, комплексообразующую добавку, сульфосалициловую кислоту, ацетон и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроксид аммония и азотнокислый цинк при следующем соотношении компонентов, мас.
Ортофосфорная кислота (d 1,7 г/см3) 8,3 12,3
Поверхностно-активное вещество 0,1 0,5
Комплексообразующая добавка 0,01 0,5
Сульфосалициловая кислота 0,1 1,5
Ацетон 4 10
Гидроксид аммония (25%-ный) 0,2 0,6
Азотнокислый цинк 0,2 1,0
Вода Остальное
2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующей добавки он содержит лимонную кислоту.
Поверхностно-активное вещество 0,1 0,5
Комплексообразующая добавка 0,01 0,5
Сульфосалициловая кислота 0,1 1,5
Ацетон 4 10
Гидроксид аммония (25%-ный) 0,2 0,6
Азотнокислый цинк 0,2 1,0
Вода Остальное
2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующей добавки он содержит лимонную кислоту.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94001171A RU2061101C1 (ru) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94001171A RU2061101C1 (ru) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2061101C1 true RU2061101C1 (ru) | 1996-05-27 |
RU94001171A RU94001171A (ru) | 1996-12-27 |
Family
ID=20151458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94001171A RU2061101C1 (ru) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2061101C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2729265C1 (ru) * | 2020-01-16 | 2020-08-05 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Раствор для химического травления меди |
RU2738582C1 (ru) * | 2020-07-17 | 2020-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственная Фирма «ПРАЙД» | Средство для обнаружения и удаления металлических вкраплений на поверхности лакокрасочного покрытия автомобилей |
CN115305474A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-11-08 | 宁波钢铁有限公司 | 无损去除钢铁表面防护涂层的清洗方法及应用 |
-
1994
- 1994-01-10 RU RU94001171A patent/RU2061101C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 621718, кл. C 23G 1/40, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР N 901265, кл. C 23G 1/02, 1982. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2729265C1 (ru) * | 2020-01-16 | 2020-08-05 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Раствор для химического травления меди |
RU2738582C1 (ru) * | 2020-07-17 | 2020-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственная Фирма «ПРАЙД» | Средство для обнаружения и удаления металлических вкраплений на поверхности лакокрасочного покрытия автомобилей |
RU2738582C9 (ru) * | 2020-07-17 | 2021-01-28 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственная Фирма «ПРАЙД» | Средство для обнаружения и удаления металлических вкраплений на поверхности лакокрасочного покрытия автомобилей |
CN115305474A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-11-08 | 宁波钢铁有限公司 | 无损去除钢铁表面防护涂层的清洗方法及应用 |
CN115305474B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-09-26 | 宁波钢铁有限公司 | 无损去除钢铁表面防护涂层的清洗方法及应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0180908B1 (en) | Aluminum surface cleaning agent | |
US5052421A (en) | Treatment of aluminum with non-chrome cleaner/deoxidizer system followed by conversion coating | |
WO2000070123A1 (en) | Process for the surface treatment of magnesium alloys | |
GB2200136A (en) | Cleaning of aluminium surfaces | |
US3368913A (en) | Process for the treatment of metal surfaces prior to enameling | |
US7396417B2 (en) | Method for removing laser scales | |
US3943270A (en) | Aqueous flux for hot dip galvanising process | |
RU2061101C1 (ru) | Раствор для одновременного травления и обезжиривания металлов | |
US4572743A (en) | Method for pickling metallic surfaces | |
US3870573A (en) | Scale modifier for phosphate solutions | |
DE3248041C2 (de) | Wäßrige Lösung zum Abbeizen harter Oberflächenüberzüge von Metallsubstraten und deren Verwendung | |
JP7329473B2 (ja) | スラグ除去剤、スラグ除去方法および金属材の製造方法 | |
JP2022100934A (ja) | スケール除去剤および金属材の製造方法 | |
WO2018218435A1 (zh) | 出光剂、铝合金工件及其表面除灰除污方法 | |
US2209291A (en) | Rust removing composition | |
EP0029418B1 (en) | A method of acid pickling iron and iron alloys and a composition for carrying out the method | |
CN111893469A (zh) | Az91d压铸镁合金黑色转化膜的转化剂及处理方法 | |
JP3364667B2 (ja) | メッキ前処理用組成物 | |
US3647698A (en) | Composition for cleaning aluminum and method utilizing same | |
SU901265A1 (ru) | Раствор дл одновременного травлени и обезжиривани металлов | |
US4445940A (en) | Process to remove corrosion deposits using aqueous-base ferromagnetic fluids | |
RU2105085C1 (ru) | Состав для удаления продуктов атмосферной коррозии с поверхности нержавеющих сталей | |
RU2206034C1 (ru) | Состав для химической очистки поверхностей изделий от накипно-коррозионных отложений | |
RU2026325C1 (ru) | Способ удаления ржавчины с поверхности изделий из черных металлов | |
JP2002012980A (ja) | マグネシウム及び/又はマグネシウム合金製部品の製造方法 |