Раствор для химического маркирования стальных деталей

 

Изобретение относится к растворам для химического маркирования стальных деталей . Цель изобретения - повышение четкости , механической и химической стойкости изображения. Раствор содержит, г/л: сернокислая медь 60-70; таннин 50-60; хлористый кобальт 60-70; гипохлорит натрия 5-7, водорастворимый нигрозин 8-10. Введение в раствор хлористого кобальта, гипохлорита натрия и водорастворимого нигрозина позволяет обеспечить четность маркировки и ее длительное хранение. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

20-25

Остальное (21) 4808893/02 (22) 02.04.90 (46) 15.05.92, Бюл, ¹ 18 (71) Производственное объединение "Завод им. Малышева" (72) Э,И, Ясногородская и Е.П. Писаненко (53) 621.794.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1534095, кл. С 23 F 1/02, 1988.

Красников В,Ф„Петриковский Е.А.

Маркирование и клеймение. M.: Машиностроение, 1973, с. 94.

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к составам для химического маркирования деталей из че рн ы х металлов.

Известен раствор для химической маркировки деталей, содержащий, мас.%:

Азотная кислота (уд, в.1,4) 35-70

Хлорное железо 1 — 20

Хлористый палладий 0,05 — 1

Вода 25-50

Однако маркировочное клеймо, полученное на основе этих чернил, в процессе работы подвергается истиранию в условиях щелочных растворов, а также в масляной среде.

Известен безкислотный раствор для маркирования стальных изделий, содержащий, мдс.%:

Йод

Спирт этиловый

„„. Ы„„1733503 А1 (я>з С 23 F 1/02, С 23 С 22/84, 18/48 (54) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО МАРКИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к растворам для химического маркирования стальных деталей. Цель изобретения — повышение четкости, механической и химической стойкости изображения. Раствор содержит, г/л: сернокислая медь 60 — 70, таннин 50 — 60, хлористый кобальт 60 — 70; гипохлорит натрия 5 — 7, водорастворимый нигрозин 8 — 10, Введение в раствор хлористого кобальта, гипохлорита натрия и водорастворимого нигрозина позволяет обеспечить четность маркировки и ее длительное хранение. 2 табл, Наиболее близким к предлагаемому является раствор для химического маркирования стальных изделий, содержащий, г/л;

Медный купорос 50

Таннин 50

Спирт этиловый 100

Вода дистиллированная До 1 л.

Однако данный раствор характеризуется недостаточно четким отпечаток клейма, При этом клейма в процессе работы в масляной среде, а также щелочных моечных растворах и ЛВЖ подвержено истиранию, а при длительном хранении — коррозии. Входящий в состав раствора этиловый спирт видимых улучшений в качестве отпечатка клейма не придает, а только является социально опасным продуктом для общества.

Приготовление раствора требует точного взвешивания составляющих.

Целью изобретения является повышение четкости, механической и химической стойкости изображения клейма, 1733503

50

Поставленная цель достигается тем, что раствор для химического маркирования стальных изделий, содержащий сернокислую медь, таннин и воду, в своем составе дополнительно содержит хлористый кобальт, гипохлорит натрия и водорастворимый нигрозин при следующем соотношении компонентов, гlл:

Сернокислая медь 60-70

Таннин 50-60

Хлористый кобальт 60-70

Гипохлорит натрия 5 — 7

Нигрозин водорастворимый 8-10

Повышение четкости изображения клейма, а также механической и химической его стойкости достигается за счет введения в состав дополнительно травильных присадок: хлористого кобальта, выступающего в роли травильного компонента и гипохлорита натрия, выполняющего роль ингибитора коррозии.

Химизм получения маркировочного клейма заключается в следующем.

Известно, что соли при растворении в воде диссоциируют, отщепляя положительные и отрицательные ионы, которые и вступают между собой в реакцию.

В данном случае при растворении в воде хлористого кобальта CoClg (соли образованной слабым основанием — гидроокисью кобальта CO(OH)z и сильной соляной кислотой HCI), ионы кобальта, соединяясь с гидроксильными ионами, образуют ионы

СоОН .

В ионной форме реакция протекает так:

Со + НгО СоОН + Н, В результате этой реакции в pacreope появляется избыток водородных ионов и раствор хлористого кобальта имеет кислую реакцию.

При нанесении этого раствора на поверхность стальных изделий происходит следующее химическое взаимодействие, Так как железо является более активным металлом в сравнении с кобальтом, то атомы его легко отдают свои валентные электроны ионам двухвалентного кобальта, TBM самым превращаясь в ионы железа, а ионы кобальта разряжаются и выделяются на поверхности в виде рыхлого слоя металлического кобальта, который легко удаляется при механическом воздействии.

В ионной форме реакция протекает так:

Fe+ Со Со + Fell.

Хлористый кобальт CoCl2 6Н20 структурной формулы CI — Со — Cl+6H — 0 — Н представляет собой ярко-розовые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Он широко используется в металлургии как составной

40 компонент в производстве специальных легированных и жаропрочных сталей.

В предлагаемом составе хлористый кобальт выполняет роль травильного компонента.

Параллельно описанной реакции происходит и химическое взаимодействие растворенной сернокислой меди с маркируемой поверхностью. Таким образом, эффект травления поверхности значительно увеличивается и глубина вытравленных знаков при нанесении маркировочного раствора достигает 40-60 мкм за 1 — 3 мин взаимодействия раствора с материалом изделия. Оставшийся невысохший раствор удаляется путем промывания маркируемой поверхности раствором нейтрализатора, В противном случае в месте нанесения маркировочного знака развивается коррозия. Поэтому с целью предотвращения появления коррозии, а следовательно, и увеличения срока хранения маркировки в предлагаемый состав дополнительно вводят гипохлорит натрия, выполняющий роль ингибитора коррозии.

Гипохлорит натрия (натрий хлорноватистокислый) формулы Na — Π— С! в своем составе содержит ионы активного хлора (С ), которые, взаимодействуя с металлом и ионами коррозионно-активной среды (SO 4), образуют малорастворимые соединения.

Происходит явление химической адсорбции. При этом вступившие в реакцию атомы металла не порывают связи с другими атомами пространственной решетки этого же металла и не выделяются в виде новой фазы, Так образуется защитная пленка, предохраняющая металл от коррозии, Гипохлорит натрия представляет собой прозрачную зеленовато-желтую жидкость, не содержащую осадка и взвешенных частиц, хорошо смешивающуюся с водой. Применяется в качестве окислителя в цветной металлургии и производстве органических полупродуктов и красителей.

В предлагаемом составе используется как вещество, ингибирующее процесс кислотной коррозии углеродистой стали в местах нанесения маркировочного клейма.

При взаимодействии таннина (дубителей: дубового, елового, ивового и др.) в, рстворе с железной солью FeS04 происходит качественная (цветная) реакция и раствор приобретает коричневый цвет, Для придания маркировке черного, более отчетливого изображения. в предлагаемый раствор наряду с таннином вводят в небольшом количестве нигрозин водорастворимый. В предлагаемом составе нигрозин используется по назначению. Он представ1733503

Таблица 1

45 ляет собой порошок черного цвета, хорошо растворимый в воде, Таким образом, предлагаемый состав раствора для химической маркировки изделий из черных металлов отличается повышенным качественным и четким изображением маркировки, ее длительным сроком хранения.

Приготовлено 5 рецептур предлагаемого состава.

Данные приведены в табл.1

В сравнении с прототипом определялись четкость изображения клейма, стойкость к истиранию, к воздействию щелочных моечных растворов, бензина, керосина и масел.

Результаты представлены в табл.2.

Испытания приготовленных составов и раствора по прототипу показали, что оптимальным составом, дающим наиболее четкий отпечаток клейма, стойкий к истиранию, воздействию щелочных моечных растворов, бензина, керосина и масел, являются растворы 2,3 и 4, отвечающие концентрации предлагаемого раствора, . Содержание компонентов ниже нижнего предела (раствор 2) и выше верхнего (раствор 4) приводит к ухудшению характеристик маркировочного клейма.

Предлагаемый раствор устойчив к воздействию окружающей среды, вследствие чего срок его хранения не ограничен при условии хранения его в герметически закрытой емкости.

Приготовление раствора осуществляется в следующем порядке.

В предварительно подогретой до 50—

60о дистилированной воде растворяют составные компоненты: сернокислую медь, хлористый кобальт и таннин. Растворяют нигрозин в небольшом количестве воды.

Полученные растворы. смешивают, добавля5 ют гипохлорит натрия и полученный состав перемешивают до получения однородной массы, Перед применением раствор отфильтровывают через несколько слоев марли.

10 Маркировочный состав легко наносится на предварительно обезжиренную поверхность изделия с помощью пера, кисточки или резинового штемпеля, который прижимается к ней на несколько секунд. Нанесен15 ное изображение остается на поверхности в течение 1 — 3 мин с тем, чтобы раствор мог прореагировать с материалом изделия. Оставшийся невысохший раствор удаляется промыванием в 5-10 -ном растворе,каль20 цинированной соды или другого нейтрализатора. Пассивирования не требуется.

Формула изобретения

Раствор для химического маркирования

25 стальных деталей, содержащий сернокислуюмедьитаннин,отличающийся тем, что, с целью повышения четкости, механической и химической стойкости изображения, он дополнительно содержит хлористый

30 кобальт, гипохлорит натрия и водорастворимый нигрозин при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислая медь 60-70

Таннин 50-60

35 Хлористый кобальт 60-70

Гипохлорит натрия 5 — 7

Водорастворимый нигрозин 8 — 10

1733503

Таблица 2

15

25

Составитель P.Óõëèíoâà

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Е.Копча

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1641 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5