SU1447930A1

SU1447930A1 - Водный раствор дл контактного меднени изделий из углеродистой стали

Info

Publication number: SU1447930A1
Application number: SU864113924A
Authority: SU
Inventors: Жанна Феофановна Коровай; Валентина Дмитриевна Носарь; Лидия Михайловна Фролова; Анатолий Савельевич Максименко; Юрий Георгиевич Пеньков; Евгений Маркович Кричевский; Геннадий Григорьевич Поклонов; Наталья Григорьевна Манохина; Феликс Викторович Линчевский; Надежда Ивановна Мирошниченко
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1988-12-30

Abstract

Изобретение относитс к нанесению металлических покрытий, в частности к растворам контактного меднени . Цель изобретени - снижение пористости и исключение отслаивани покрыти при повышенных температурах эксплуатации раствора. Раств ор содержит , мас.%; серно-кисла медь 2,0- 4,5; серна кислота 3,5-6,5, поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0,10- 0,15; вода остальное. Использование в качестве ПАВ оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена МАФ-12 обеспечивает получение сплошных, прочно сцепленных с основой, малопористых (10-17 пор/ /см), блест пдах медных покрытий на углеродистых стал х в широком интервале температур 20-бО С, повышает .работоспособность раствора . до 1,41 , снижает продолжительность получени покрыти (подсмазочный слой перед обработкой давлением) толщиной 5-6 мкм до 30-40 с, в два раза снижает загр знение окружающего водного бассейна. 4 табл. S (Л

Description

Изобретение относитс к нанесению металлических покрытий, в частности к растворам контактного меднени , и может быть использовано в машиностро- ительной и металлургической отрасл х промьшшенности при нанесении медных покрытий в качестве подсмазочного сло при обработке металлов давлением , например, при волочении электро- сварных труб из углеродистых сталей.

Цель изобретени - снижение пористости и исключение отслаивани покрыти при повьшенных температурах эксплуатации раствора.

Изобретение иллюстрируетс следующими примерами.

Образцы электросварных труб из стали 10 размером 57x2,6 мм высотой 40 мм травили в 20%-м растворе серной кислоты с добавкой 1 г/л ингибитора коррозии ХОСП-10 при 65°С в течение 15 мин, промывали колодной водой, после чего прово; или их контактное меднение в предлагаемом растворе, содержащем , мас,%: сернокисла медь 2,0-4,5, серна кислота ,5-6,5, поверхностно-активное в.ещество (ПАВ) оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена МАФ-12 0,10-0,15 и вода остальное. Процесс вели в течение 40-60 с при 20-60 с. Омедненные образцы промывали- под струей воды, сушили и производили оценку качества медного покдыти .

Стабильность работы раствора ха- рактеризовались качеством получаемого в нем покрыти , а именно aд eзиeй к металлу, пористостью, сплошностью и цветом. Адгезию покрыти определ ли :по методу риски, т.е. по отелейванию покрыти в месте пересечени двух взаимноперпендикул рных рисок. Пористость определ ли подсчетбм коли чества пор на 1 см поверхности по отпечаткам на фильтровальной бумаге, смоченной железосинеродистым калием, сплошность и цвет покрыти визуально

Дл приготовлени предлагаемого раствора в стекл нную колбу наливали часть расчетного количества воды и при тщательном перемешивании вводили расчетное количество серной кислоты и серно-кислой меди. Затем отдельно в небольшой части воды п0и pacT вор ли расчетное количество МАФ-12 и добавл ли к приготовленному раствору серной кислоты и сёрно-кислой меди, после чего добавл ли . оставшуюс часть расчетного количества воды и тв1ательно перемешивали.

Использование в растворе ПАВ МАФ- 12 представл ет собой светло-желтую жидкость или пасту с содержанием . основного вещества более 98%, рН 1%- ного водного раствора составл ет от 7 до 9. Температура помутнени продукта при концентрации 1,0 мас.% не ниже . Его структурна формула

0(СНгСН20)дН

где R - углеводородный радикал на основе тримеров пропилена со структурной, формулой

сн, - сн - СН9 см - cHj- сн

1 I I

сн снх сн.

и п - степень оксиэтилировани , равна 10-12. МАФ-12 относитс к группе неионогенных ПАВ, обладающих большой поверхностной активностью и легко адсорбирующихс на поверхности стали, что стабилизирует процесс контактного меднени и получени мелкокристаллических плотных и равномерных осадков В отличие от таких ПАВ, как ОП-7, СП-10, сапаль, сульфопонат, МАФ-12 обеспечивает стабильное протекание процесса меднени в ш ироком интервале температур (20-60°С). Последнее особенно важно, когда в технологической схеме производства не представл етс возможным осуществить снижение температуры обрабатываемых изделий. В из- вестньж растворах с добавками приведенных известных ПАВ при повьш1енных т емпературах стальных изделий (вьш1е 40°) нарушаютс их адсорбционные свойства, при этом резко усиливаетс процесс растворени железа, т.е. обменные реакции сдвигаютс в сторону растворени без эквивалентного высаж- дени меди, что сопровождаетс образованием рыхлых темного цвета осыпающихс покрытий.

Конкретные составы растворов и достигнутые результаты представлены в табл.1-4.

Работоспособность растворов предлагаемого состава (1-3) составл ла 1,41 , в то врем как известного (6) 0,36 м2/л.

При содержании серной кислоты менее 3„5 мас.% преобладает рост круп10

ных кристаллов и даже дендритов, что ведет к увеличению пористости покрыти и снижению его сцеплени с металлом . При избытке серной кислоты (более 6,5 мас.%) происходит быстрое растворение железа без эквивалентного осаждени меди, в результате чего образуетс рыхлое осыпающеес покрытие .

При содержании серно-кислой меди менее 2 мас.% в приэлектродном слое создаетс недостаток ионов меди, что. приводит к несгшошности покрытий и также повышению их пористости. Повышение концентрации соли меди более 4,5 мас.% экономически нецелесообраз- 1но и относительно обрабатываемых материалов не приводит к улучшению характеристик процесса и покрытий. -п

Содержание МАФ-12 в растворе менее О, 1 мас.% не обеспечивает эффекта его стабилизации в температурном интервале 20-60°С, а увеличение более

15

растворе при -20°С покрытие не осажда етс при 30-40°С, оно имеет хррошую адгезию к металлу, низкую пористость и сплошность, но при температурах вьппе плохую адгезию к металлу, высокую пористость (сплошной фон пор и шелушение; обусловливает уменьшени расхода химикатов за счет увеличени работоспособности с 0,36 до 1,41 м /л и сокращени времени обработки изделий с 3 мин до 40-60 cj снижает загр знение окружанщего водного бассейна за счет использовани ПАВ, имеющего более высокую степень биор спада (90% дл МАФ-12 и 45% дл СП-10).

Claims

Формула изобретени

Водньй раствор дл контактного меднени изделий из углеродистой ста ли, содержащей серно-кислую медь, серную кислоту и неионогенное поверх

0,15 мас,% сопровождаетс резким сни- 25 ностно-активное вещество, о т л и жениеи скорости образовани покрыти . Таким образом, предлагаемый раствор по сравнению с известным обеспечивает получение качественного медного покрыти в широком интервале температур (20-60 с) за счет стабилизации работы раствора, в частности при меднении в предлагаемом растворе образуетс покрытие розового цвета с металлическим блеском сплошное с незначительной пористостью (10 - 17 tiop/CM) и хорошей адгезией к металлу , в то врем как в известие

30

35

чающийс тем, что, с целью снижени пористости и исключени отслаивани покрыти при повышенных температурах эксплуатации раствора, он в качестве поверхностно-активного вещества содержит оксиэтшшрованный моноалкилфенол на основе стримеров пропилена () при следующем соотношении компонентов, мас.%: Серно-кисла медь 2,0-4,5 Серна кислота 3,5-6,5 МАФ-120,10-0,15

ВодаОстальное

растворе при -20°С покрытие не осаждаетс при 30-40°С, оно имеет хррошую адгезию к металлу, низкую пористость и сплошность, но при температурах вьппе плохую адгезию к металлу, высокую пористость (сплошной фон пор) и шелушение; обусловливает уменьшение расхода химикатов за счет увеличени работоспособности с 0,36 до 1,41 м /л и сокращени времени обработки изделий с 3 мин до 40-60 cj снижает загр знение окружанщего водного бассейна за счет использовани ПАВ, имеющего более высокую степень биор спада (90% дл МАФ-12 и 45% дл СП-10).

Формула изобретени

Водньй раствор дл контактного меднени изделий из углеродистой стали , содержащей серно-кислую медь, серную кислоту и неионогенное поверх0

5

чающийс тем, что, с целью снижени пористости и исключени отслаивани покрыти при повышенных температурах эксплуатации раствора, он в качестве поверхностно-активного вещества содержит оксиэтшшрованный моноалкилфенол на основе стримеров пропилена () при следующем соотношении компонентов, мас.%: Серно-кисла медь 2,0-4,5 Серна кислота 3,5-6,5 МАФ-120,10-0,15

ВодаОстальное

ОП-10

Вода94,4

91,08 88,85 85,45 87,8

Таблица 1

0,7 91,3

1,0 91,5

17 12 12

17 12 12

17 12 12

17 10 10

17 10 10

Сплошной фон пор

То же

30 24 24 Сплошной фон пор 30 24 24 То же

ТаблицаЗ

1 2 3

4 5

Блест щие сплошные не отслаиваю- ° щиес от основы розового цвета

Бледные неравномерные несплошные

отслаивающиес темного цвета .

Бледные не Блест «цие Блест щие . Отслаиваю- Отслаивающи- отслаиваю- сплошные не сплошные ро- п(иес тем- ес темного щиес отслаивающи эового цвета иого цвета цвета .

ес розового ре отслаива-ч

цвета к циес

Та6лица2

17 12 12

17 10 10

17 10 10