RU2714574C1 - Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting - Google Patents
Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714574C1 RU2714574C1 RU2019110707A RU2019110707A RU2714574C1 RU 2714574 C1 RU2714574 C1 RU 2714574C1 RU 2019110707 A RU2019110707 A RU 2019110707A RU 2019110707 A RU2019110707 A RU 2019110707A RU 2714574 C1 RU2714574 C1 RU 2714574C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- solution
- cutting
- defect layer
- removal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
-
- 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
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
- C23F1/28—Acidic compositions for etching iron group metals
-
- 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
-
- 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
- C23G1/08—Iron or steel
- C23G1/088—Iron or steel solutions containing organic acids
Abstract
Description
Изобретение относится к химическим способам удаления дефектного слоя поверхности обрабатываемого материала после электроэрозионной вырезки, и может быть использовано в областях техники, связанных с операцией очистки деталей изготовленных из легированных сталей, легированных инструментальных сталей, прецизионных сплавов, а также спеченных сплавов.The invention relates to chemical methods for removing a defective layer of the surface of the processed material after EDM cutting, and can be used in technical fields related to the operation of cleaning parts made from alloy steels, alloyed tool steels, precision alloys, and also sintered alloys.
При электроэрозионной вырезке поверхностный слой материала обрабатываемой детали подвергается локальному и кратковременному, но весьма интенсивному термическому и химическому воздействию. В результате на поверхности детали образуется слой, отличающийся от основного материала по своим физико-механическим свойствам (изменяется структура, твердость и т.д.). Вследствие снижения твердости и появления неоднородности материала в большинстве случаев поверхностный слой является дефектным, снижающим прочностные свойства металла. При изготовлении ответственных деталей его удаляют. Однако не всегда возможно удалить дефектный слой механическим способом (с использованием наждачной бумаги, надфиля и др.), в силу габаритных размеров и сложной геометрии деталей.During electrical discharge cutting, the surface layer of the material of the workpiece is exposed to local and short-term, but very intense thermal and chemical effects. As a result, a layer forms on the surface of the part, which differs from the main material in its physicomechanical properties (structure, hardness, etc. change). Due to the decrease in hardness and the appearance of inhomogeneity of the material, in most cases the surface layer is defective, which reduces the strength properties of the metal. In the manufacture of critical parts, it is removed. However, it is not always possible to remove the defective layer mechanically (using sandpaper, file, etc.), due to the overall dimensions and complex geometry of the parts.
Существует возможность очистки металлических поверхностей от загрязнений, в частности от окалины, окислов, обработкой очищаемых деталей в многокомпонентных растворах на основе неорганических кислот.There is the possibility of cleaning metal surfaces from contaminants, in particular from scale, oxides, by treating the parts to be cleaned in multicomponent solutions based on inorganic acids.
Известен способ удаления стеклосмазки с поверхности металлических изделий, например горячепрессованных труб, включающий плавиковую кислоту, серную кислоту, персульфат аммония и органическую кислоту, такую как винная, щавелевая (А.с. СССР №747908, МПК C23F 1/02, С03С 15/00. Раствор для удаления стеклосмазки с поверхности металлических изделий / В.А. Богомазов, В.Х. Касьян, Б.А. Млинарич, Ю,И. Ващенко, Л.М. Комарецкая, Н.В. Маханьков, О.В. Донской - №2587086/22-02; заявл. 01.03.78; опубл. 15.07.80). Недостатком способа является ограниченное применение из-за наличия в нем таких сильных (агрессивных) кислот плавиковая и серная и предназначен в основном для смазок.A known method of removing glass grease from the surface of metal products, such as hot-pressed pipes, including hydrofluoric acid, sulfuric acid, ammonium persulfate and organic acid, such as tartaric, oxalic (AS USSR No. 747908, IPC C23F 1/02, C03C 15/00 A solution for removing glass grease from the surface of metal products / V. A. Bogomazov, V. Kh. Kasyan, B. A. Mlinarich, Yu., I. Vashchenko, L. M. Komaretskaya, N. V. Makhankov, O. V. Donskoy - No. 2587086 / 22-02; claimed 01.03.78; publ. 15.07.80). The disadvantage of this method is the limited use due to the presence in it of such strong (aggressive) acids, hydrofluoric and sulfuric and is intended mainly for lubricants.
Известен способ удаления окалины и оксидов металлов и их сплавов в ванне для травления трехвалентным железом (CS 8800287, МПК C23G 1/02; C23G 1/08; C23G 1/10; C23G 1/12; C23G. Method of scale and metal oxides and their alloys removal of trivalent iron pickling bath / Bordas Zoltan, Mihaleczku Jozsef, Toereki Ernoe, Humenyanszky Pal, Ersek Barnabas, Nyitray Istvan. - №19880000287; заявл. 15.01.1988), в котором состав раствора состоит из водного раствора хлорида-сульфата железа и (или) хлорида железа (III) и (или) сульфата железа (III), который может содержать до 5% минеральной кислоты. Концентрация Fe (III) в травильном растворе составляет 15-200 г/л. Травление проводят в течение 3-40 минут при температуре 20-80°C. Отработанный травильный раствор возможно регенерировать хлором и использовать повторно. Этот процесс позволяет избежать работы с высококонцентрированными кислотами и не оставляет отработанных травильных ванн, которые загрязняют окружающую среду. Добавки для травления не требуются. Недостатком способа является невозможность полного удаления дефектного слоя в труднодоступных местах. Насыщение раствора хлором, в процессе регенерации, существенно затрудняет его применение в механических цехах, т.к. требует аттестованного специализированного оборудования и помещения для работы с газообразным хлором.A known method of removing scale and metal oxides and their alloys in a bath for etching with ferric iron (CS 8800287, IPC C23G 1/02; C23G 1/08; C23G 1/10; C23G 1/12; C23G. Method of scale and metal oxides and their alloys removal of trivalent iron pickling bath / Bordas Zoltan, Mihaleczku Jozsef, Toereki Ernoe, Humenyanszky Pal, Ersek Barnabas, Nyitray Istvan. - No. 1,988,000,287; claimed Jan. 15, 1988), in which the solution consists of an aqueous solution of ferric chloride-sulfate and (or) iron (III) chloride and (or) iron (III) sulfate, which may contain up to 5% mineral acid. The concentration of Fe (III) in the etching solution is 15-200 g / L. Etching is carried out for 3-40 minutes at a temperature of 20-80 ° C. The spent pickling solution can be regenerated with chlorine and reused. This process avoids working with highly concentrated acids and does not leave spent pickling baths that pollute the environment. No etching additives are required. The disadvantage of this method is the inability to completely remove the defective layer in hard to reach places. The saturation of the solution with chlorine during the regeneration process, significantly complicates its use in mechanical shops, because requires certified specialized equipment and facilities for working with gaseous chlorine.
Известен способ очистки металлических поверхностей деталей от окалины, окислов ржавчины в процессе производства полупроводниковых приборов, радиотехнических изделий (Патент РФ №2079930, МПК H01L 21/306, C23G 1/02. Способ очистки металлических поверхностей деталей от окалины, окислов ржавчины / Дерюгин В.Н., Ежов А.А., Коровин С.К., Комарова Н.В., Галаев А.А., Усов Н.Н., Семенов Л.Л., Лапыгин А.В. - №96103333/25; заявл. 22.02.1996; опубл. 20.05.1997). Способ состоит в обработке очищаемых металлических поверхностей водным раствором сульфомалеинового ангидрида, концентрация которого составляет 10-30 мас. %, в течении 10-20 минут при температуре 50-80°C. Недостатком способа является низкая эффективность - невозможность полного удаления дефектного слоя с поверхности любых деталей.A known method of cleaning metal surfaces of parts from scale, rust oxides during the production of semiconductor devices, radio products (RF Patent No. 2079930, IPC H01L 21/306, C23G 1/02. Method of cleaning metal surfaces of parts from scale, rust oxides / Deryugin V. N., Ezhov A.A., Korovin S.K., Komarova N.V., Galaev A.A., Usov N.N., Semenov L.L., Lapygin A.V. - No. 96103333/25; Declared on February 22, 1996; published on May 20, 1997). The method consists in processing the cleaned metal surfaces with an aqueous solution of sulfomaleic anhydride, the concentration of which is 10-30 wt. %, for 10-20 minutes at a temperature of 50-80 ° C. The disadvantage of this method is the low efficiency - the inability to completely remove the defective layer from the surface of any parts.
Одним из путей уменьшения агрессивного воздействия и повышения эффективности используемых растворов для удаления окалины, дефектного слоя и др. отложений является использование в них комплексонов (комплексообразователей), связывающих катионы металлов, входящих в состав дефектного слоя, окалины и других отложений, таких как этилендиаминтетрауксусная кислота и ее соли, диэтилентетраминпентауксусную, оксиэтилидендифосфоновую кислоты и т.п.One of the ways to reduce the aggressive effect and increase the efficiency of the solutions used to remove scale, defective layer, and other deposits is to use complexones (complexing agents) in them, which bind the metal cations that make up the defective layer, scale and other deposits, such as ethylenediaminetetraacetic acid and salts thereof, diethylenetetramine pentaacetic, hydroxyethylidene diphosphonic acid and the like.
Наиболее близким по технической сущности является раствор химической очистки оборудования от накипи, ржавчины, окалины (А.с. СССР №283772, МПК C23F 14/02. Раствор для химической очистки обрудования / А.А. Кот - №917753/22-1; заявл. 20.08.64; опубл. 06.10.70). Раствор содержит следующее соотношение компонентов: содержащий трилон Б (комплексон) 0,5-1,2%, лимонную кислоту 0,5-1,5%, гидразингидрат 0,1-0,2%, аммиак до рН 7-9 и воду остальное. Данный состав, являющийся наиболее близким к заявляемому способу, является относительно эффективным, но из-за наличия в его составе гидразингидрата и аммиака достаточно токсичен и, кроме того, при его использовании наблюдаются высокие скорости растворения вышеуказанных материалов.The closest in technical essence is a solution for chemical cleaning of equipment from scale, rust, scale (AS USSR No. 283772, IPC C23F 14/02. Solution for chemical cleaning of equipment / AA Cat - No. 917753 / 22-1; Dec. 20.08.64; publ. 06.10.70). The solution contains the following ratio of components: containing Trilon B (complexone) 0.5-1.2%, citric acid 0.5-1.5%, hydrazine hydrate 0.1-0.2%, ammonia to pH 7-9 and water rest. This composition, which is the closest to the claimed method, is relatively effective, but due to the presence of hydrazine hydrate and ammonia in its composition, it is quite toxic and, in addition, when it is used, high dissolution rates of the above materials are observed.
Общими недостатками этих способов являются: существенное загрязнение окружающей среды продуктами реакции, токсичность процесса очистки, ярко выраженная эрозия поверхности обрабатываемого материала, необходимость и сложность утилизации отработанных химических реактивов.Common disadvantages of these methods are: significant environmental pollution by reaction products, toxicity of the cleaning process, pronounced erosion of the surface of the processed material, the need and complexity of disposal of used chemical reagents.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа, позволяющего эффективно и гарантированно осуществлять удаление отложений и дефектного слоя с поверхности деталей после электроэрозионной вырезки, обеспечить нетоксичность технологического процесса.The objective of the invention is to develop a method that allows you to efficiently and guaranteedly remove deposits and a defective layer from the surface of parts after electrical discharge cutting, to ensure the toxicity of the process.
Поставленная задача решается следующим образом. Детали после электроэрозионной вырезки обрабатывают в растворе, имеющем следующий состав (в вес. %):The problem is solved as follows. Parts after electrical discharge cutting are treated in a solution having the following composition (in wt.%):
при температуре 18-30°C до полного удаления дефектного слоя. Для повышения эффективности обработку проводят с применением ультразвука.at a temperature of 18-30 ° C until the defective layer is completely removed. To increase efficiency, the treatment is carried out using ultrasound.
Раствор получают последовательным растворением компонентов в дистиллированной воде, допускается наличие в растворе не полностью растворенного комплексона (в виде взвеси). Раствор переливают в рабочую емкость, в которую помещают обрабатываемые детали.The solution is obtained by successive dissolution of the components in distilled water, the presence of an incompletely dissolved complexon in the solution (in the form of a suspension) is allowed. The solution is poured into a working container in which the workpiece is placed.
Пример. Испытания проводили на деталях из материала 44НХТЮ, полученных после электроэрозионной вырезки. Детали в металлических сектах помещаются в раствор, содержащий (в вес. %):Example. The tests were carried out on parts made of 44NKhTYu material obtained after EDM cutting. Details in metal sects are placed in a solution containing (in wt.%):
Обработку производят при температуре 18-25°C с наложением ультразвука до полного удаления дефектного слоя (12-18 мин). Затем детали промывают в воде и сушат сжатым воздухом. После обработки в вышеуказанном растворе на детали, в местах электроэрозионной вырезки полностью отсутствует дефектный слой, «растравливание» поверхности не наблюдается.The treatment is carried out at a temperature of 18-25 ° C with the application of ultrasound until the defective layer is completely removed (12-18 min). Then the parts are washed in water and dried with compressed air. After processing in the above solution on the part, in the places of electroerosive cutting, the defective layer is completely absent, “etching” of the surface is not observed.
Заявляемый способ позволяет:The inventive method allows you to:
- эффективно удалять дефектный слой с поверхности деталей изготовленных из легированных сталей, легированных инструментальных сталей, прецизионных сплавов, а также спеченных сплавов;- effectively remove the defective layer from the surface of parts made of alloy steels, alloy tool steels, precision alloys, as well as sintered alloys;
- удалять дефектный слой в труднодоступных местах деталей;- remove the defective layer in hard to reach parts;
- использовать его непосредственно в механических цехах на участке мойки деталей, не требуя мощной приточно-вытяжной вентиляции;- use it directly in the mechanical workshops on the parts washing section, without requiring powerful supply and exhaust ventilation;
- повысить экологичность производства.- increase the environmental friendliness of production.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110707A RU2714574C1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110707A RU2714574C1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2714574C1 true RU2714574C1 (en) | 2020-02-18 |
Family
ID=69625849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019110707A RU2714574C1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714574C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796896C1 (en) * | 2022-06-23 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А. И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Method for manufacturing miniature copper parts for electronic microwave devices |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU283772A1 (en) * | Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени тег | |||
GB1065016A (en) * | 1963-08-10 | 1967-04-12 | Borg Holding A G | Metal surface treatment |
GB1076979A (en) * | 1963-08-13 | 1967-07-26 | William Russell Tedeschi | Surface treating composition |
RU2206034C1 (en) * | 2002-08-30 | 2003-06-10 | Кузмак Александр Евсеевич | Compound for chemical cleaning of surfaces from scale and corrosion |
-
2019
- 2019-04-10 RU RU2019110707A patent/RU2714574C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU283772A1 (en) * | Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени тег | |||
SU217397A1 (en) * | Московское отделение Центрального , проектно конструкторского | WASHING COMPOSITION FOR METAL | ||
GB1065016A (en) * | 1963-08-10 | 1967-04-12 | Borg Holding A G | Metal surface treatment |
GB1076979A (en) * | 1963-08-13 | 1967-07-26 | William Russell Tedeschi | Surface treating composition |
RU2206034C1 (en) * | 2002-08-30 | 2003-06-10 | Кузмак Александр Евсеевич | Compound for chemical cleaning of surfaces from scale and corrosion |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796896C1 (en) * | 2022-06-23 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А. И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Method for manufacturing miniature copper parts for electronic microwave devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104862719A (en) | Environmental-protection type multifunctional efficient acid washing mist inhibition corrosion inhibitor | |
CN105671563A (en) | Rust remover and preparation method thereof | |
US3553015A (en) | Alkaline bath removal of scale from titanium workpieces | |
RU2627377C1 (en) | Composition for dissoluting corrosive deposits | |
CN112430819A (en) | Rust remover and preparation method thereof | |
RU2714574C1 (en) | Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting | |
US7396417B2 (en) | Method for removing laser scales | |
JPH10510593A (en) | Acid cleaning method for metal surface, acid cleaning liquid, and method for regenerating cleaning waste liquid | |
US20090148335A1 (en) | Process for surface treatment of metals | |
CN113215583B (en) | Cleaning and regenerating method for aluminum and aluminum alloy device | |
CN110983348A (en) | Neutral rust remover | |
CA2119722A1 (en) | Non-toxic organic corrosion inhibitor | |
EP1310306A1 (en) | Process for cleaning metallic components | |
JP2021505748A (en) | Methods and compositions for cleaning aluminum cans | |
WO2016029089A1 (en) | Method for removing materials from coal fire generated catalysts | |
US20080202554A1 (en) | Process for surface treatment of metals | |
RU2507312C1 (en) | Method of cleaning metal surfaces from corrosion deposits | |
JPS6148583A (en) | Scale remover | |
RU2500795C1 (en) | Agent for chemical removal of corrosion deposits from metal surfaces | |
JPH01215991A (en) | Additive for pickling acid solution | |
RU2206034C1 (en) | Compound for chemical cleaning of surfaces from scale and corrosion | |
CN108677196A (en) | The formula and preparation method of acid ferrous metal degreasing derusting rust-proofing cleaning agent | |
RU2061101C1 (en) | Solution fo simultaneous pickling and degreasing of metals | |
RU2415201C1 (en) | Agent for removal of corrosion products off surface of metals | |
JP4226389B2 (en) | Metal surface treatment method using metal surface treatment aqueous solution |