Способ химической обработки металлических изделий

 

Использование: для химического полирования титановых изделий. Сущность: способ включает травление и полирование изделий в растворе кислот-с промежуточной и окончательной промывками в воде, причем процесс ведут в камере, снабженной системой улова токсичных выбросов, при этом предварительно изделия помещают в емкость с водой, камеру герметизируют и продувают водяным паром при давлении 1,1-1,3 атм, а перед промывками изделия обдувают водяным паром. 2 фиг.

совхоз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (1 I) (si)s С 23 F 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4776739/26 (22) 04.01,90 (46) 23.06.92, Бюл. N- 23 (71) Казанский химико-технологический институт им. С;М.Кирова (72) Р,Г.Сафин, В.Ш.Винокур, И.P.Xàáèáóëлин, А.Ф,Шакиров, Л.Г.Голубев и В.Н,Башкиров (53) 621.794.44:669.295(088.8) (56) Грилихес С.Я, Электрохимическое и химическое полирование, Л., Машиностроение, 1987, с, 149, "Типовой технологический процесс механического и химического полирования титановых трубок", ¹ 048072.01271,00015, 1985 г., с. 1 — 4.

Изобретение относится к технологии химической обработки изделий иэ цветных металлов и может быть использовано в машиностроении.

Преимущественно данное изобретение предназначено для химического полирования титановых изделий.

Известен способ химического полирования титановых иэделий, включающий предварительное травление в растворе серной, азотной, плавиковой и соляной кислот, с промывкой в воде и полирование в водном. растворе азотной, серной и плавиковой кислот, нагретом до температуры 80-90 С, с последующей промывкой в воде в кислотостойких ваннах (см., наприь,ер, Грихилес

С.Я, Электрохимическое и.химическое поли рование — Л.: Машиностроение,.

1987, — с. 149).

Недостатками известного способа являются выделение большого количества вредных выбросов. (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование; для химического полирования титановых изделий. Сущность: способ включает травление и полирование изделий в растворе кислот с промежуточной и окончательной промывками в воде. причем процесс ведут в камере, снабженной системой улова токсичных выбросов, при этом предварительно изделия помещают в емкость с водой, камеру герметизируют и продувают водяным паром при давлении

1,1-1,3 атм, а перед промывками изделия обдувают водяным паром. 2 фиг.

Наличие вредных выбросов обусловлено тем, что в процессе предварительного травления и полирования выделяются токсичные окислы и пары кислот. Проведение процесса полирования при повышенной температуре увеличивает объем испаряющихся паров, улов которых затруднен и требует наличие громоздкого и дорогостоящего оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ химического полирования титановых изделий, включающий предварительное травление в водном растворе плавиковой, азотной и соляной кислот с промывкой в воде, и полирование в растворе плавиковой и азотной кислот с последующей промывкой в воде, в кислотостойких ваннах, расположенных в камере. .сообщенной с системой улова токсичных выбросов (см. Регламент "Типовой техноло1742356 гический процесс механического и химического полирования титановых трубок" ).

Недостатками известного способа является наличие токсичных выбросов.

Наличие токсичных выбросов обусловлено бурным выделением вредных окислов и паров, вследствие экзотермичности реакции. Более полный улов образовавшихся паров требует наличие дорогостоящего оборудования, вследствие чего в существующих системах имеются токсичные выбросы, Целью изобретения является снижение степени токсичности выбросов.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем травление и полирование в растворе кислот с промежуточной и окончательной промывками в воде, причем процесс ведут в камере, снабженной системой улова токсичных выбросов, согласно изобретению, изделия предварительно помещают s емкость с водой, камеру герметизируют и продувают водяным паром при давлении 1,1 — 1,3 атм, а перед промывками изделия обдувают водяным паром.

Это позволяет полностью предотвратить вредные выбросы в окружающую среду. Предварительная продувка герметичной камеры и обдув изделий после травления и .олирования водяным паром позволяют удалить из системы инертные газы, которые ухудшают условия конденсации интенсивно образующихся в процессе реакций токсичных паров. В результате, образующиеся токсичные выбросы имеют близкую к 100 j, .:онцентрацию и легко абсорбируются во,ой.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки по осуществлению предлагаемого способа; на фиг, 2 — разрез рабочей камеры.

Установка содержит рабочую камеру 1, в которой расположен поворотный стол 2 с ьаннами для травления 3, полирования 4 и ваннами для воды 5, 6. Рабочая камера 1 снабжена подъемным устройством 7 для подвески и вертикального перемещения корзины 8 с иэделиями, патрубком подачи водяного нара 9 с вентилем, мановакуумметром 10 и сообщена через вытяжную трубу 11 с конденсатором, Конденсатор представляет собой двухступенчатую систему, включающую конденсатор орошения 12 и конденсатор смешения 13. Конденсатор орошения 12 состоит иэ эжектора 14, сообщенного через вентиль 15 с системой подачи эоды и соединенного с холодильником

16 системы охлаждения конденсата и барометрической трубы 17, соединенной с кон,, нсстором смешения 13. Конденсатор

55 смешения 13 состоит из емкости 18 снабженной уровнемером 19, сливнь;м патрубком 20, патрубком отбора проб выхлопа 21 и распылительной системы, включающей перфорированный диск 22 и фторопластовый фильтр 23, Система охлаждения конденсата состоит из холодильника 16 и центробежного насоса 24, сообщенного с емкостью 18 конденсатора смешения 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Корзину 8 с титановыми изделиями подвешивают на подъемнике устройство.7 и опу-. скают в ванну 5 с водой. Предварительное помещение изделий в ванну с водой позволяет охладить их и предотвратить их нагрев в процессе продувки паром, что снижает абсолютное количество выбросов в виду снижения температуры процессов травления и полирования. Рабочую камеру 1 герметизируют. Заполняют (открытием вентиля 15) водой емкость 18 конденсатора смешения 13. Включают центробежный насос 24 и орошают трубу 17 охлажденной жидкостью. Продувают камеру 1 через паровой патрубок 9 насыщенным водяным паром при давлении 1,1 — 1,3 атм, тем самым вытесняют инертные газы из системы, При продувке паром давлением более 1,3 атм, вследствие высокой температуры, повышается интенсивность парообраэования смеси кислот, при давлении менее 1,1 атм затягивается процесс удаления инертного газа из камеры. Извлекают корзину 8 с изделиями иэ ванны 5 с водой и перемещением поворотного стола 2 подают ванну 3 с травильным раствором, Опускают корзину 8 в ванну 3. После проведения процесса травления корзину 8 вынимают из ванны 3 и продувают водяным паром. Корзину 8 погружают в ванну 6 с водой, Затем погруже- . нием изделий в ванну 4 производят полирование..Продувкой водяным паром корзины 8 нагревают иэделия и испаряют с их поверхности остатки кислот. Пары, выделяющиеся в процессах полирования и травления, отводятся по вытяжной трубе 11 за счет разности давления в рабочей камере 1 и барометрической трубе 17 в первую ступень конденсации — конденсатор орошения

12, где увлекаются струей воды. Несконденсировавшиеся пары отводят в конденсатор смешения 13, представляющий собой вторую ступень конденсации. Паровой поток проходя через перфорированный диск 22, слой фторопластового фильтра 23 раэбивается на отдельные пузырьки, которые смешиваются с водой, Конденсат, охлажденный в холодильнике 16. нагнетают центробежным насосом 24 в эжектор 14.. 1742356

Сменной капсулой адсорбента на патрубке отбора проб 21 контролируют количество выбросов в окружающую среду. При увеличении содержания выбросов увеличивают высоту столба жидкости в конденсаторе смешения 13.

Изделия, прошедшие промывку в ванне

5, окончательно продувают паром и тем самым высушивают, при этом рабочая камера

I очищается от остатков кислот, Преимущество предлагаемого способа иллюстрируется приведенным ниже примером его осуществления, В качестве полируемых изделий использовали титановые трубки иэ сплава марки ВТ1-0 ОСТ 19005072 диаметром 10 мм, длиной 100 мм и толщиной стенки 1 мм, 1. Состав травления, г/л:

HF — 96,7; НИОз — 234; HCI — 779: вода.

2. Состав для полирования, г/л:

HF — 322,35; Н ИОэ — 981,5.

3. Температура составов для травления и полирования — 20 С.

4. Температура воды для промывки и охлаждения — 15ОC.

5. Давление водяного пара — 1,1 1,3 атм, 6, Начальная шероховатость Ra, мкм—

0,82-0,91.

7. Конечная шероховатость Ra, мкм—

0,13 — 0,2.

5 Результаты исследований предлагаемого способа позволяют сделать вывод о том, что при предлагаемом способе по сравнению с известным способом — прототипом, обеспечивается предотвращение токсич10 ных выбросов в окружающую среду, Формула изобретения

Способ химической обработки металли15 ческих иэделий, включающий травление и полирование в растворе кислот с промежуточной и окончательной промывками в воде, причем процесс ведут в камере, снабженной системой улова токсичных выбросов, 20 отличающийся тем, что, с целью снижения степени токсичных выбросов, изделия предварительно помещают в емкость с водой, камеру герметиэируют и продувают водяным паром, при давлении 1,1 — 1,3 атм, а

25 перед промывкамй изделия. обдувают водяным паром, 1742356

Составитель И,Хабибуллин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М,Демчик

Редактор А.3 робок

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

Заказ 2263 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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