Способ очистки и ингибирования изделий из меди и медно- стальной проволоки

 

Использование: изобретение относится к способам очистки и ингибирования изделий из меди и медно-стальной проволоки. Сущность изобретения: способ включает окисление изделий в течение 15-20 c при температуре 20-25^oС в растворе, содержащем следующие компоненты, моль/л: хлорид железа (III) или хлорид меди (II) - 1,0-2,5; соляная кислота - 0,4-0,5; бензотриазол - 0,025-0,033; ацетон - 1,О-1,5; деионизированная вода - до 1 л и снятие оксидных фаз путем промывки в ацетоне в течение 5-10 с, после чего изделия нейтрализуют в растворе гидрооксида натрия с рН =12 и промывают деионизированной водой с последующим обезвоживанием ацетоном.

Предлагаемый способ очистки изделий из меди и медно-стальной проволоки предполагает использование в качестве окислителя кислые растворы солей меди или железа. В патентной литературе описан ряд составов, предлагаемых для травления меди, которые можно рассматривать в качестве аналогов. Так в заявке ЕПВ (EP) N 0252295 МКИ 4 C 23 F 1/18 и в заявке ФРГ (DE) N 093623504, кл. 4 C 23 F 1/18, C 09 K 13/00, H 05 K 3/06, 3/42 в качестве травителя для меди предложены кислые составы на основе хлоридов меди и железа с добавками галогенидов для увеличения скорости травления. В авторском свидетельстве СССР (SU) N 1341243, кл 4 C F 1/18 в качестве травителя предлагается раствор состава (моль/л): Хлорид меди (II) 0,75 1,0 Хлорид натрия 1,0 1,5 Ацетон 6,0 9,5 Поверхность меди, обработанная этим составом, обладает высокой активностью и быстро темнеет на воздухе, так же как и обработанная составом, предлагаемым в авторском свидетельстве СССР N 1458429, кл. 4 C 23 F 1/18, (вес.ч. ): Хлоридная медь 6,7 46 Хлористый аммоний 107 150 Персульфат аммония 40 70 Медь, обработанная данным составом, обладает высокой шероховатостью поверхности, что полезно при последующем нанесении гальванических покрытий на поверхность металла, но не желательно при межоперационном хранении.

Перечисленные составы не предполагается применять для травления изделий из медно-стальной проволоки, при котором имеет место анодное растворение стального стержня на торцах изделий.

На предприятии АОО ТЗПП для предотвращения вытравливания стали на торцах изделий из медно-стальной проволоки использовали травитель на основе оксида хрома (VI), который, хорошо очищая поверхность меди, пассивировал сталь. Однако применение хроматов для очистки промышленных партий изделий из биметаллической проволоки опасно в экологическом плане, т.к. соединения Cr⁺⁶ обладают высокой токсичностью (значения ПДК низкие). Кроме этого, очистка стоков, содержащих хроматы, трудоемка и дорога.

Цель настоящего изобретения создать экологичный способ очистки изделий из медно-стальной проволоки на основе доступных и дешевых реактивов; добиться гладкой светлорозовой поверхности меди, устойчивой к коррозии при межоперационном хранении; исключить вытравливание стали на торцах изделий.

Очистка изделий по предлагаемому способу представляет собой ряд последовательных погружений их в различные среды. На первом этапе в течение 15-20 с происходит окисление предварительно обезжиренных поверхностей и формирование оксидных пленок при температуре 20-25^oC. В качестве окислителя используются кислые растворы хлорида железа (III) или меди (II) с pH 1-2. С целью уменьшения адгезии оксидных слоев к металлу в раствор вводится ацетон. Кроме того, ацетон является растворителем для ингибитора коррозии меди-бензотриазола (БТА), который вводится в раствор в количествах, превышающих его растворимость в воде.

Состав раствора окислителя (моль/л): I вариант
Хлорид железа (III), FeCl₃·6H₂O, ч (ГОСТ4147) 2,0 - 2,5
Соляная кислота, HCl, ч (ГОСТ 3118-77) 0,4 0,5
Бензотриазол, C₆H₅N₃, ч (ТУ 6-09-1291-75) - 0,025-0,033
Ацетон, C₃H₆O, ч (ГОСТ 2603-71) 1,0 1,5
Деионизированная вода (ТРО.029.000 МК) до 1 л
II вариант
Хлорид меди (II), CuCl₂·2H₂O, (ГОСТ 4167-74) 1,0 - 2,0
Соляная кислота 0,4 0,5
Бензотриазол 0,025 0,033
Ацетон 1,0 1,5
Деионизированная вода до 1 л
Вторым этапом является отмывка окисленных образцов в ацетоне. Применение этой стадии является новым, не имеющим аналогов приемом, позволяющим сократить время пребывания изделий в окислителе, что уменьшает потери массы меди и предотвращает вытравливание стали. Поверхность меди осветляется в ацетоне за 5-10 с.

После промывки изделий в ацетоне на их поверхности остаются агрессивные ионы, для их нейтрализации и одновременной пассивации стали применяется щелочная промывка в растворе гидроксида натрия (NaOH, ч (ГОСТ 4328-77)) с pH 12. Далее изделия промывают деионизированной водой и обезвоживают ацетоном.

Обработанные по данной технологии изделия из биметаллической проволоки на предприятия АОО ТЗПП оказались на уровне текущей продукции и выдержали срок межоперационного хранения в течение 30 дн. Акты испытаний прилагаются.

Таким образом, предложена технология очистки меди и медностальной проволоки, отличающаяся экологичностью, исключающая применение токсичных реагентов (хроматов, азотной кислоты). Изделия, обработанные предлагаемым способом, имеют гладкую, розовую, устойчивую к атмосферной коррозии поверхность меди, на торцах изделий не наблюдается вытравливания стального стержня.

Данный способ рекомендуется для очистки поверхности изделий из меди и биметаллической проволоки.

Формула изобретения

Способ очистки и ингибирования изделий из меди и медно-стальной проволоки, включающий окисление их в течение 15 20 с при 20 25^oС в растворе, содержащем следующие компоненты, моль/л:
Хлорид железа (III) или хлорид меди (II) 1,0 2,5
Соляная кислота 0,4 0,5
Бензотриазол 0,025 0,033
Ацетон 1,0 1,5
Деионизированная вода До 1 л
и снятие оксидных фаз путем промывки в ацетоне в течение 5 10 с, после чего изделия нейтрализуют в растворе гидроксида натрия с pН 12 и промывают деионизированной водой с последующим обезвоживанием ацетоном.