SU865980A1 - Solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys - Google Patents

Solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys Download PDF

Info

Publication number
SU865980A1
SU865980A1 SU792828343A SU2828343A SU865980A1 SU 865980 A1 SU865980 A1 SU 865980A1 SU 792828343 A SU792828343 A SU 792828343A SU 2828343 A SU2828343 A SU 2828343A SU 865980 A1 SU865980 A1 SU 865980A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
solution
zinc
alloys
vibroabrasive
phosphoric acid
Prior art date
Application number
SU792828343A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Любовь Арсентьевна Никитина
Алла Александровна Берещенко
Михаил Ефимович Шаинский
Original Assignee
Ворошиловградский машиностроительный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ворошиловградский машиностроительный институт filed Critical Ворошиловградский машиностроительный институт
Priority to SU792828343A priority Critical patent/SU865980A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU865980A1 publication Critical patent/SU865980A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F3/00Brightening metals by chemical means
    • C23F3/04Heavy metals
    • C23F3/06Heavy metals with acidic solutions

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)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

Изобретение относитс  к средствам химико-механической обработки металлов и сплавов, в частности к растворам дл  виброабразивного шлифовани  цинка и его сплавов. Известен водный раствор, использу емый при виброабразивном шлифовании деталей из цинковых сплавов, который содержит хромпик в количестве 3 г/л и поверхностно-активное вещество ОП-7 или СП-10 в количестве 5 7 г/л . Однако процесс шлифовани  деталей в таком растворе длителен - 6-10 ч в зависимости от исходного состо ни  п верхности обрабатываемых деталей. Кроме того, использование хромпика приводит к тому, что подлежащие сбро су в качестве сточных вод отходы рабочего раствора содержат ионы хрома, концентрации которых превышают предельно допустимые нормами промьтшленной санитарии. Это требует дополнительной очистки сточных вод. Известен раствор дл  виброочистки цинка и его сплавов, содержащий олеиновую кислоту, хромпик, едкое кали, соду кальцинированную, триэтанолэ ин, нитробензол, карбоксиметилцеллюлозу, сульфонол и воду 2 J. Недостатком этого раствора  вл етс  невысока  эффективность очистки. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  водный раствор, примен емый дл  химической обработки черных и цветных металлов и их сплавов при виброабразив ной очистке и полировке (шлифовании ) , который содержит продукт реакции полиоксиэтиленалкилфенола (ПАВ) с фосфорной кислотой в количествах , соответствующих отношению РдОу и алкилфенолу от 1:3 до 3:4 fSj. Недостатком этого раствора  вл етс  также его сравнительно мала  эффективность воздействи  на обрабатываемые детали из цинка и его сплавов , в результате чего процесс виброшлифовани  с применением такого раствора длитс  3-5 ч при температур около 90-100 с. Цель изобретени  - повышение производительности процесса. Поставленна  цель достигаетс  тем что раствор содержащий фосфорную кислоту поверхностно-активное вещест во и воду, дополнительно содержит азотнокислый алюминий, сернокислый алюминий, тре-ххлористое железо и тро пеолин 00 свободную кислоту а в качестве поверхностно-активного вещест ва - пиридинобетаин (бетанапь) при следующем соотношении компонентов, вес.%: Фосфорна  кислота ( уд.вес 1,6) 4,7-5,6 Азотнокислый алюминий1,0-2,-5 Серокислый алюминий0,1-0,3 Тропеолин 00 свободна  кислота 0,02-0,05 Треххлористое железо0,03-0,07 Бетаналь0,01-0,015 ВодаОстальное Фосфорна  кислота  вл етс  основным шлифующим реагентом, активное воздействие которого на поверхность обрабатываемого металла обусловлено р дом протекающих реакций, в результате которых металл раствор етс . В начале обработки, когда концентраци  фосфорной кислоты достаточно высока образуютс  первичные фосфаты цинкaj доставл ющие основу сплавов ДАМ 4-1 ДАМ 10-5, ДАМ 9-1,5 ), которые хорошо растворимы в воде и не преп тствуют дальнейшему процессу растворени  поверхностного сло  металла при виброобработке.. Уменьшение концентрации по мере истощени  раствора с течением времени обработки вызывает образование вторичных фосфатов ZnHPO - труд норастворимых в воде, а затем и третичных фосфатов Zn(PO),|, - вовсе н растворимых, которые, отлага сь на поверхности металла в виде плотной прочной пленки, тормоз т растворение , его свод  к минимуму активност воздействи  фосфорной ки и1Оть1, что снижает производительность виброобработки . К тому же, с уменьшением концентрации повьшаетс  рН раствора, что способствуетначалу ги ролиза первичных фосфатов, скорость которого увеличиваетс  с дальнейшим 4 повышением , и результате чего образовавша с  пленка на мет;и1ле дополнительно упрочн етс . Дл  предотвращени  нежелательного гидролиза и поддержани  определенной кислотности среды в течение виброобработки в раствор ввод т тропеолин 00 свободную кислоту, котора   вл етс  активатором, поддержива  растворение металла с необходимой скоростью при заданных значени х рН. Конечной целью виброобработки деталей из цинковых сплавов в химически активных растворах  вл етс  получение микрорельефа поверхности, характеризуемого минимальной шероховатостью, соответствующей 9-му классу (достижение класса шероховатости обусловлено требовани ми, предъ вл емыми к поверхности металла). Дл  предотвращени  коррозионного воздействи  кислой среды (возникновени  растравов) в г1аствор ввод т ионы Ре и виде солей AE(NO)a, FeCe,, Ае,(50д). Химически-активное вещество неионогенного типа - пиридинобетаин (бетаиаль )  вл етс  в растворе поверхностно-активным веществом, состав которого определ етс  структурной формулой I 0-CtO и соответствует МРТУ 6-14-53 68. Будучи поверхностно-активным в еществом при виброобработке, в предлагаемом растворе бетональ  вл етс  еще и сма-чивающе-моющим реагентом, что позвол ет исключить предварительное обезжиривание деталей перед виброобработкой , упроща  таким образом технологию использовани  раствора. При зтом присутствие бетанал , по сравнению с другими ПАВ, сохран ет естественный цвет поверхности металла , который в его отсутствие при виброобработке в растворе предлагаемого состава становитс  темным. Таким образом, избирательное воздействие каждого компонента раствора при виброобработке деталей из цинка и его сплавов заключаетс  в том, что действует как шлифующий реагент, тропеолин 00 свободна  кислота , как буферный реагент и активан АЕ тор, Fe действуют как пасN0 и Ct - как активаторы, сиваторы, ,, 50 - в качестве регул тора активирующего действи  ионов СС7 э бетанал ловерхностис-активного смачивающего, моющего и осветл ющего реагента. В результате комплексного воздействи  этих комлонентов на металл в области оптимальных концентраций не только значительно интенсифицируетс  процесс за счет сокращени  времени виброобработки, но и удаетс  получит требуемую микрошероховатость поверхности , соответствутощуто высокому клас су, без коррозионных повреждений мик рорельефа. Раствор готов т перемешиванием в воде указанных компонентов. При этом смесь не подогревают. Раствор испытывают в лабораторных услови х, дл  чего готов т три смеси (см. табл. 1), в каждой из которых в качестве твердого наполнител  используют бой шарошлифовальных кругов КЧ-6, ВТ-ЧТ гранул цией 25-30 мм. 10 л раствора с наполнителем зали вают в и-образный резервуар емкостью 120 л и обрабатьшают им детали из цинкового сплава ДАМ-4-1.Исходна  ше роховатость поверхностей деталей соответствует RQ 2,36-2,49 мкм, общий вес обрабатываемых деталей 35,5 кг. Виброщлифование-производ т с частотой колебаний 2050 кол/мин при амплитуде 1,5-2,0 мм. Машинное врем  обработки 60 мин.The invention relates to the means of chemical-mechanical processing of metals and alloys, in particular, to solutions for the vibroabrasive grinding of zinc and its alloys. A known aqueous solution is used in vibroabrasive grinding of parts made of zinc alloys, which contains a chromium in an amount of 3 g / l and a surfactant OP-7 or SP-10 in an amount of 5–7 g / l. However, the process of grinding parts in such a solution is long — 6–10 hours, depending on the initial state of the surface of the workpiece. In addition, the use of chromicum leads to the fact that the waste of the working solution that is subject to discharge as wastewater contains chromium ions, the concentrations of which exceed the maximum permissible standards of industrial sanitation. This requires additional wastewater treatment. A known solution for the vibration treatment of zinc and its alloys, containing oleic acid, chromium peak, caustic potash, calcined soda, triethanol, nitrobenzene, carboxymethylcellulose, sulfonol, and water 2 J. The disadvantage of this solution is low purification efficiency. The closest to the proposed is an aqueous solution used for the chemical treatment of ferrous and non-ferrous metals and their alloys during vibroabrasive cleaning and polishing (grinding), which contains the reaction product of polyoxyethylene alkylphenol (surfactant) with phosphoric acid in amounts corresponding to the ratio of RdOy and alkylphenol from 1: 3 to 3: 4 fSj. The disadvantage of this solution is also its relatively low effectiveness of the effect on the workpieces made of zinc and its alloys, as a result of which the vibration grinding process with the use of such a solution lasts 3-5 hours at temperatures of about 90-100 seconds. The purpose of the invention is to increase the productivity of the process. The goal is achieved by the fact that the solution containing phosphoric acid is a surface-active substance and water, additionally contains aluminum nitrate, aluminum sulfate, three-chloride iron and tropeoline 00 free acid and as a surface-active substance pyridinebetaine (betanap) in the following the ratio of components, wt.%: Phosphoric acid (unit weight 1.6) 4.7-5.6 Aluminum nitrate1.0-2, -5 Aluminum sulphate0.1-0.3 Tropeolin 00 free acid 0.02-0 , 05. Trichloride iron0,03-0,07 Betanal 0,01-0,015 WaterOstal Phosphorus acid is the main polishing agent, the active influence of which on the surface of the metal being processed is due to a number of reactions that lead to the dissolution of the metal. At the beginning of processing, when the concentration of phosphoric acid is sufficiently high, primary zinc phosphates are formed that deliver the basis of DAM 4-1 alloys DAM 10-5, DAM 9-1.5), which are well soluble in water and do not interfere with the further dissolution of the metal surface layer during vibro-processing. A decrease in concentration as the solution depletes over time causes the formation of secondary phosphates ZnHPO — labor soluble in water, and then tertiary phosphates Zn (PO), |, are completely n soluble, deposited on the surface metal in the form of a solid, durable film, dissolution is slowed down, its minimization of the activity of the action of phosphoric acid and thrombide 1, which reduces the performance of vibration treatment. In addition, with a decrease in concentration, the pH of the solution rises, which contributes to the initial hydrolysis of primary phosphates, the rate of which increases with a further 4 increase, and as a result, the film formed on the methane is additionally strengthened. In order to prevent undesired hydrolysis and maintain a certain acidity of the medium during vibro-processing, tropeolin 00 free acid, which is an activator, is introduced into the solution, maintaining the dissolution of the metal at the required rate at the given pH values. The ultimate goal of vibro-processing of parts made of zinc alloys in chemically active solutions is to obtain a surface microrelief characterized by a minimum roughness corresponding to the 9th class (the achievement of the roughness class is due to the requirements imposed on the metal surface). To prevent the corrosive effects of the acidic environment (the occurrence of rasters), Pe ions and salts like AE (NO) a, FeCe ,, Ae, (50d) are introduced into the solution. The nonionic chemically-active substance, pyridinobetaine (betaial), is a surfactant in solution, the composition of which is determined by the structural formula I 0-CtO and corresponds to MRTU 6-14-53 68. Being a surface-active substance in vibro-processing, The proposed concrete solution is also a wetting and washing agent, which eliminates the preliminary degreasing of parts before vibration treatment, thus simplifying the technology of using the solution. In this case, the presence of betanal, in comparison with other surfactants, retains the natural color of the metal surface, which in its absence during vibro-processing in a solution of the proposed composition becomes dark. Thus, the selective effect of each component of the solution when vibro-processing parts from zinc and its alloys is that it acts as a grinding reagent, tropeolin 00 free acid, as a buffer reagent and activating AE torus, Fe acting as pass N0 and Ct - as activators, syvators , ,, 50 - as a regulator of the activating effect of ions CC7 e betanal of surface-active wetting, washing and brightening agent. As a result of the complex effect of these com ponents on the metal in the region of optimal concentrations, not only the process is significantly intensified due to the reduction of the vibration treatment time, but it also succeeds in obtaining the required surface microroughness corresponding to a high grade, without corrosive damage to the microrelief. The solution is prepared by mixing these components in water. In this case, the mixture is not heated. The solution is tested under laboratory conditions, for which three mixtures are prepared (see Table 1), in each of which, as a solid filler, use is made of the beat of KCh-6 sharpening wheels, HT-HT granulation of 25-30 mm. 10 l of a solution with a filler are poured into an I-shaped reservoir with a capacity of 120 l and the DAM-4-1 zinc alloy parts are processed by it. The initial roughness of the surfaces of the parts corresponds to a RQ of 2.36-2.49 µm, 5 kg. Vibration grinding is performed with an oscillation frequency of 2050 count / min with amplitude 1.5-2.0 mm. Machine processing time 60 min.

Таблица 1 Полученные результаты приведены в табл. 1, в табл. 2 даны сравнительные результаты обработки в разных растворах. Хорошее качество поверхности пблучают также при виброабразивном шлифовании литых под травлением деталей из цинковых сплавов ЦАМ-4, -1в, ЦАМ4-10, ЦАМ10-5 и ЦАМ9-1,5. Таким образом, предлагаемый раствор позвол ет без замены рабочей среды получить требуемый класс чистоты обработанной поверхности {9-й класс). В предлагаемых концентраци х раствор не вызывает коррозии деталей при обработке. Максимальное машинное врем  виброабразивного шлифовани  каждой партии деталей составл ет 60 мин, что в несколько раз увеличивает производительность процесса обработки. К тому же, раствор прост в приготовлении , он не требует подогрева и может быть получен простым смешиванием необходимых компонентов. Отходы рабочего раствора, сбрасываемые в качестве сточных вод, не содержат опасных дл  окружающей среды концентраций химических реактивов и потому не требуют очистки перед сбросом . Результаты виброабразивного пшифовани  деталей из сплава ЦАМ-4 в предлагаемом растворе с различным содержанием химически активных компонентов представлены в табл. 1.Table 1 The results are shown in Table. 1, in table. 2 shows the comparative results of treatment in different solutions. Good surface quality is also obtained by vibro-abrasive grinding of the cast ZAM-4, -1V, TsAM4-10, TsAM10-5 and TsAM9-1.5 zinc alloy parts etched under etching. Thus, the proposed solution allows, without changing the working medium, to obtain the required class of cleanliness of the treated surface {9th class). At the proposed concentrations, the solution does not cause corrosion of the parts during processing. The maximum machine time for vibroabrasive grinding of each batch of parts is 60 minutes, which several times increases the productivity of the machining process. In addition, the solution is simple to prepare, it does not require heating and can be obtained by simply mixing the necessary components. Waste from the working solution discharged as wastewater does not contain any environmentally hazardous concentrations of chemical reagents and therefore does not require cleaning before discharge. The results of vibroabrasive pshifovany details of the alloy TSAM-4 in the proposed solution with different content of chemically active components are presented in table. one.

Фосфорна  кислотаPhosphoric acid

Азотнокислый алюминийAluminum nitrate

Сернокислый алюминийAluminum Sulphate

Ветаналь Тропеолин 00Vetanal Tropeolin 00

Следы механической подготовки поверхности (механические дефекты ) удалены полностью, коррозионных поврежденийTraces of mechanical surface preparation (mechanical defects) are completely removed, corrosion damage

нетnot

свободна  is free

0,02 кислота0.02 acid

Треххлористое Trichloride

0,03 железо Остальное0.03 iron Else

2,362.36

ВодаWater

Фосфорна  Phosphorus

5,2 кислота5.2 acid

Азотнокислый 1,5 алюминийNitrate 1.5 aluminum

Сернокислый Sulphate

0,2 алюминий 0,0120.2 aluminum 0.012

БетанальBetanal

Тропеолин 00 свободна  Tropeolin 00 is free

0,03 кислота0.03 acid

Треххлористое Trichloride

0,05 елезо0.05 iron

2,492.49

Вода ОстальноеWater Rest

осфорна  osforna

5,6 кислота5.6 acid

зотнокислый 2,0 люминийzinc acid 2.0 luminescent

ернокислый fermented

0,3 алюминий 0,0150.3 aluminum 0.015

етанальetanal

Тропеолин 00Tropeolin 00

свободна is free

0,050.05

кислотаacid

Треххлористое Trichloride

0,07 железо0.07 iron

2,462.46

Вода ОстальноеWater Rest

Сравнительные результаты виброабразивного шлифовани  деталей из сплаПродолжение табл. 1Comparative results of vibroabrasive grinding of details from the alloy. Continuation of table. one

0,230.23

66,7366.73

0,210.21

67,8767.87

Следы механической подготовки поверхности (механические дефекты ) удалены полностью, коррозионных поврежденийTraces of mechanical surface preparation (mechanical defects) are completely removed, corrosion damage

нетnot

66,7166.71

0,220.22

ва ПАМ 4-1 в предлагаемом и в известных растворах приведены в табл. 2.VA PAM 4-1 in the proposed and known solutions are given in table. 2

р е дл а г а е мыйR e for a gaemy

Фосфорна  кислота 5,2Phosphoric acid 5.2

АзотнокислыйNitrate

алкминий1,5Alkminium1,5

Серокислый1Sulfate 1

алюминий 0,2aluminum 0,2

Тропеолин 00Tropeolin 00

свободна is free

кислота0,03acid0.03

ТреххлориСтоеTrekhloristoe

железо0,05iron0.05

Бетамаль 0,012Betamal 0.012

ВодаОстальноеWaterEverything

звестный рfamous p

Хромпик 3 г/лChrompik 3 g / l

ОП-76 г/лOP-76 g / l

звестный р31famous p31

Фосфорна  кислота в пересчетеPhosphoric acid in terms of

1,01.0

0,210.21

2,202.20

66,566.5

6,56.5

2,002.00

2,172.17

Claims (3)

Формула изобретени Invention Formula Раствор дл  виброабразивной очистки цинка и его сплавов, содержащий фосфорную кислоту поверхностно-актив ное вещество и воду, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности процесса, он дополнительно содержит азотнокислый алюминий, сернокислый алюминий, тропеолин 00 свободную кислоту, треххпористое железо и в качестве ПАВ пиридинобетаин (бетаналь) при следующем соотношении компонентов, вес.%:The solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys, containing phosphoric acid surfactant and water, characterized in that, in order to increase the productivity of the process, it additionally contains aluminum nitrate, aluminum sulphate, tropeolin 00 free acid, three-porous iron and as Surfactant pyridinobetaine (betanal) in the following ratio of components, wt.%: Фосфорна  кислотаPhosphoric acid (уд. вес 1,6) 4,,6(beats weight 1,6) 4,, 6 АзотнокислыйNitrate алюминий1,0-2,5aluminum1.0-2.5 0,1-0,3 0.1-0.3 о0 ,02-0,05o0, 02-0.05 0,03-0,070.03-0.07 0,01-0,0150.01-0.015 ОстальноеRest Источники информации,Information sources, прин тые во внимание при экспертизе 1. Объемна  вибрационна  обработка , ЭНИИМС, 1970, с. 53.taken into account during the examination 1. Volumetric vibration treatment, ENIIMS, 1970, p. 53. 2. Авторское свидетельство СССР № 567738, кл. С 09 К 3/14, 1974.2. USSR author's certificate number 567738, cl. From 09 to 3/14, 1974. 3. Патент США № 3932243, кл. 156-20, 1976.3. US patent No. 3932243, cl. 156-20, 1976.
SU792828343A 1979-10-12 1979-10-12 Solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys SU865980A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792828343A SU865980A1 (en) 1979-10-12 1979-10-12 Solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792828343A SU865980A1 (en) 1979-10-12 1979-10-12 Solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU865980A1 true SU865980A1 (en) 1981-09-25

Family

ID=20854349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792828343A SU865980A1 (en) 1979-10-12 1979-10-12 Solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU865980A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3275562A (en) Non-chromated aluminum desmutting compositions
AU2015249410B2 (en) Method and formulations for removing rust and scale from steel and for regenerating pickling liquor in hot-dip galvanization process
US4436643A (en) Regeneration of aqueous degreasing and cleaning solutions
JPH03223481A (en) Acid pickling of iron and steel surface
US2653861A (en) Etching aluminum using hexahydroxyheptanoic acid as a modifier
US4678519A (en) Method of zinc phosphatization, activation and refining bath used in said method and corresponding concentrate
JPH0132313B2 (en)
CA1046387A (en) Method and composition for cleaning the surface of ferrous metal
SU865980A1 (en) Solution for vibroabrasive cleaning of zinc and its alloys
US4678541A (en) Baths and process for chemical polishing of stainless steel surfaces
JPH04231483A (en) Bath and method for chemical polishing of stainless steel surface
US3438901A (en) Metal treating bath and chelating agent for metal reactive acid baths
JP2614879B2 (en) Bath and method for chemically polishing stainless steel surfaces
US4652340A (en) Baths and process for the chemical polishing of steel surfaces
JP2001523753A (en) Composition and method for cleaning and deoxidizing aluminum
JPH02101174A (en) Treatment with zinc phosphate for cold working
JPS5945756B2 (en) Alkaline aluminum chemical polishing liquid
SU1093732A1 (en) Solution for vibrochemical deburring of steel
GB2032963A (en) Non-chromate Conversion Coating Solutions
US3018211A (en) Composition and process for brightening aluminum and its alloys
JPS6033191B2 (en) Method for forming manganese phosphate film on metal surface of iron or steel
CN112760647A (en) Scale-inhibiting brightening aluminum alloy alkaline etching solution and preparation method thereof
JPH10158853A (en) Water base composition for surface treatment of iron base metal and treatment
US3523043A (en) Phosphating bath and process
CN109943855A (en) High-efficiency degreasing agent universal for magnesium alloy and aluminum alloy and preparation method thereof