Раствор для одновременного обезжиривания и травления стальной поверхности

 

Изобретение относится к химической обработке сталей, в частности к средствам для одновременного обезжиривания и травления в поточных автоматических линиях, и может быть использовано при подготовке поверхности металлов перед нанесением на них металлических и других защитных покрытий в машиностроении, черной металлургии и других отраслях промышленности. Раствор для одновременного обезжиривания и травления стальной поверхности в качестве обезжиривающего компонента содержит натрий карбонат (10 - 20 г/л) и в качестве травящего хлорсодержащего компонента - натрий хлорид (3 - 5 г/л). 1 табл.

Изобретение относится к химической обработке сталей, в частности к средствам для одновременного обезжиривания и травления в поточных автоматических линиях, и может быть использовано при подготовке поверхности металлов перед нанесением на них металлических и других защитных покрытий в машиностроении, черной металлургии и других отраслях промышленности.

Известно средство для одновременного обезжиривания и травления стальной поверхности [1], содержащее, г/л: Соляная кислота 200-300 Окись алкилдиметиламина (ПАВ) 7-15 Недостатками известного средства являются низкая обезжиривающая способность окиси алкилдиметиламина из-за разложения ее в соляной кислоте с образованием хлорида диметиламмония, вредное воздействие на технологический персонал органических соединений диметиламина, являющихся производными аммиака.

Наиболее близким к изобретению является раствор для одновременного обезжиривания и травления поверхности стали в поточных автоматических линиях [2], содержащий, г/л: Соляная кислота 3-5 Сульфонол НП-3 (ПАВ) 3-5 Недостатками известного раствора являются неполное удаление смазки на основе мыла вследствие его разложения в кислой среде с образованием трудноудаляемых жирных кислот, высокая пенообразующая способность ПАВ, снижающая качество обезжиривания металла, перерасход дорогостоящих и дефицитных ПАВ из-за высокой адгезии их к поверхности стали, потери металла из-за растравливания стали в кислой среде, вредное воздействие соляной кислоты на технологическое оборудование и на обслуживающий персонал.

Повышение качества обезжиривания стальной поверхности, минимальные потери металла, использование дешевых и недефицитных химических продуктов, улучшение условий труда - технический результат, получаемый при осуществлении одновременного обезжиривания и травления заявляемым составом раствора.

Данный технический результат достигается при использовании предлагаемого раствора для одновременного обезжиривания и травления стальной поверхности, содержащего 10-20 г/л натрия карбоната и 3-5 г/л натрия хлорида.

Проверка соответствия заявляемого изобретения требованиям новизны проводилась с учетом всех ранее опубликованных изобретений. Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию изобретения "новизна".

Обезжиривание и подтравливание (активация) стальной поверхности в растворе солей натрия карбоната и натрия хлорида обеспечивает требуемое качество обезжиривания за счет снижения межфазного натяжения на границе "смазка-металл" и коагуляции (высаливания) мыльной смазки хлоридом натрия в осадок без разложения мыла до жирных кислот, а также требуемую шероховатость поверхности и качество покрытия при незначительных потерях металла. Образующиеся в процессе солевой очистки и активации металла карбонаты и гидрооксиды железа коагулируют вместе с мыльным осадком.

При концентрации натрия карбоната (соды) менее 10 г/л не достигается полного обезжиривания поверхности металла.

Повышение концентрации соды более 20 г/л неэкономично, качество обезжиривания стали не удовлетворяет требованиям, т.к. при увеличении плотности раствора снижается растворимость мыла, образуется неустойчивая эмульсия, склонная к расслоению, в результате чего мыльный осадок всплывает и флотируется поверхностью металла.

При концентрации натрия хлорида менее 3 г/л снижается количество анионов хлора, активизирующих процесс окисления (ионизации) металла, в результате чего не обеспечивается требуемая шероховатость поверхности металла, кроме того, достигается порог коагуляции (наименьшая концентрация хлорида натрия) мыльной смазки в осадок.

При повышении концентрации натрия хлорида более 5 г/л скорость подтравливания (активации) поверхности металла низка, что отрицательно влияет на качество подготовки поверхности металла.

Таким образом, при использовании предлагаемого раствора для одновременного обезжиривания и травления стальной поверхности при заявляемом соотношении компонентов достигается высокое качество обезжиривания поверхности проволоки, снижение потерь металла, улучшение условий труда обслуживающего персонала при употреблении нетоксичных, дешевых и недефицитных продуктов.

Сравнение заявляемого технического решения с известными в данной и смежных областях позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень".

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены пять растворов, содержащих 5-30 г/л натрия карбоната и 2-6 г/л натрия хлорида при оптимальных, граничных и заграничных параметрах компонентов, изложенных в формуле изобретения.

Промышленные испытания проводились на линии омеднения сварочной проволоки сталепроволочного цеха Западно-Сибирского металлургического комбината при скорости волочения 45 м/мин (марка проволоки 08Г2С с содержанием остаточной смазки).

Результаты промышленных испытаний известного (прототипа) и заявляемого растворов приведены в таблице.

Из таблицы видно, что оптимальная степень обезжиривания и шероховатость поверхности проволоки (стальной) соответствуют параметрам заявляемого раствора, в котором осуществляли обезжиривание и одновременно травление стальной проволоки.

Предлагаемый раствор для одновременного обезжиривания и травления применим в народном хозяйстве для подготовки поверхности стали перед нанесением металлопокрытий, в частности, для нанесения медного покрытия на поверхность сварочной проволоки в поточных автоматических линиях, что подтверждено актом промышленных испытаний.

Формула изобретения

РАСТВОР ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ОБЕЗЖИРИВАНИЯ И ТРАВЛЕНИЯ СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ, включающий обезжиривающий и травящий хлорсодержащий компоненты, отличающийся тем, что он в качестве обезжиривающего компонента содержит натрий карбонат, а в качестве травящего хлорсодержащего компонента - натрий хлорид при следующем соотношении компонентов, г/л: Натрий карбонат (безводный) 10 - 20 Натрий хлорид 3 - 5

РИСУНКИ

Рисунок 1