Состав для удаления продуктов коррозии на деталях из алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к области химической обработки поверхности алюминия и сплавов на его основе. Состав предназначен для удаления продуктов коррозии на деталях из алюминиевых сплавов и содержит, г/л: фосфорную кислоту 120-200, окись хрома 40-80, окись кремния 250-300, азотнокислый цинк 20-50, тринатрийфосфат 0,5-3,0, воду - до литра. Паста универсальна, позволяет обеспечить полное удаление продуктов коррозии, не разрушая основного металла, тормозит развитие расслаивающей и межкристаллитной коррозии, формирует на поверхности тонкие химические пассивные пленки, повышающие адгезию при необходимости последующего нанесения лакокрасочных покрытий. Паста технологична, ей могут обрабатываться вертикальные и наклонные плоскости, она не оказывает вредного влияния на смежные детали в обрабатываемых изделиях. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области химической обработки поверхности алюминия и сплавов на его основе.

В процессе эксплуатации изделий из алюминиевых сплавов они могут подвергаться коррозии, которую необходимо удалить для предотвращения ее дальнейшего развития. В различных областях промышленности удаление коррозии с деталей из алюминиевых сплавов производят механическим способом. Однако в большинстве случаев в местах механической зачистки коррозия развивается при дальнейшей эксплуатации с прежней скоростью. Это связано с тем, что большинство алюминиевых высокопрочных сплавов, используемых в машиностроении и авиационной промышленности, склонны к развитию межкристаллитной (МКК) и расслаивающей (РСК) коррозии, которая не полностью удаляется при механической зачистке видимых очагов коррозии. Развитию коррозии способствуют остатки продуктов, которые имеются в очагах расслаивающей и межкристаллитной коррозии. Такие продукты коррозии можно удалить только химическим способом, погружая деталь в раствор для снятия продуктов коррозии. Обработка растворами очагов коррозии на несъемных деталях вызывает большие трудности, так как при этом раствор попадает в щели, зазоры, на детали из других материалов, недостаточно стойких в данных растворах.

Известен раствор для удаления продуктов коррозии, содержащий азотную кислоту 300 см³/дм³ и остальное воду (ГОСТ 9.907-83). Этот раствор удаляет продукты коррозии из питтингов и очагов местной коррозии с деталей из алюминиевых сплавов при комнатной температуре. Раствор не осуществляет торможения межкристаллитной и расслаивающей коррозии. Кроме того, применять его для машин в сборе, сочетающих в себе материалы различного класса: алюминиевые сплавы, сталь, сталь кадмированная, сталь оцинкованная, медь, титан, магнивые сплавы и т. д., недопустимо из-за отрицательного воздействия раствора азотной кислоты на ряд материалов. Воздействие этого раствора 10-20 минут. При более продолжительном воздействии возникают растравы. Раствор не содержит ингибиторов коррозии. Пассивных пленок на алюминии при его воздействии не образуется.

Известен другой раствор для удаления продуктов коррозии, взятый за прототип, содержащий фосфорную кислоту - 50 г/л, окись хрома - 20 г/л и остальное воду (ГОСТ 9.907-83). Продолжительность воздействия раствора 5-10 минут при температуре 85-90^oC. Этот раствор практически не оказывает отрицательного воздействия на перечисленные выше стали, сплавы и покрытия. Однако он не может быть использован для агрегатов и изделий в сбое, так как требуется его нагрев до температуры 80-95^oC. Снижение температуры раствора до 18-25^oC не дает необходимого эффекта по удалению продуктов коррозии. Общим недостатком растворов аналога и прототипа является жидкотекучесть, в результате чего раствор при обработке очагов коррозии затекает в заклепочные швы, стыки, щели, зазоры, откуда удалить его не представляется возможным.

Технической задачей данного изобретения является разработка состава для удаления продуктов коррозии и торможения развития расслаивающей и межкристаллитной коррозии в эксплуатации и при ремонте. Для этого необходимо, чтобы состав имел следующие свойства: - обеспечивал хорошее удаление продуктов коррозии из очагов местной, расслаивающей и межкристаллитной коррозии при комнатной температуре 18-25^oC; - не стекал с вертикальных и наклонных плоскостей для исключения попадания в щели и зазоры; состав должен иметь консистенцию желе или пасты; - не оказывал отрицательного воздействия на смежные детали обрабатываемых изделиях; - для удобства использования состава в эксплуатации расширить допустимое время контакта состава с поверхностью сплава; состав не должен вызывать растравов на поверхности; - обработка составами должна обеспечивать не только удаление продуктов коррозии, но им формировать на поверхности тонкие химические пассивные пенки для повышения адгезии последующих слоев покрытия.

Предложенный состав имеет следующие компоненты (г/л): Фосфорная кислота (H₃PO₄) - 120-200 Окись хрома (CrO₃) - 40-80 Азотнокислый цинк Zn(NO₃)₂ - 20-50 Тринатрий фосфат (Na₃PO₄) - 0,5-3,0
Окись кремния (аэросил) (SiO₂) - 250-300
Вода дистиллированная - До 1 литра.

Предлагаемый состав отличается от известного тем, что существенно увеличена активность раствора за счет увеличения концентрации фосфорной кислоты с 50 г/л до 120-200 г/л и ингибитора коррозии - окиси хрома с 20 г/л до 40-80 г/л. Это позволяет использовать раствор даже для удаления продуктов коррозии расслаивающего и межкристаллитного характера. В раствор введен тринатрийфосфат в качестве ПАВ - 0,5-3,0 г/л и азотнокислый цинк в количестве 20-50 г/л, который улучшает удаление продуктов коррозии с алюминиевых сплавов, содержащих магний и медь, таких как Д16, В95 и др. Кроме того, азотнокислый цинк способствует образованию на обрабатываемых поверхностях тонких пассивных фосфатных пленок, в результате существенно повышается адгезия последующих слоев лакокрасочных покрытий. Введение в раствор окиси кремния в количестве 250 - 300 г/л обеспечивает загущение раствора до консистенции пасты, которая хорошо удерживается не только на наклонных, но и вертикальных поверхностях. Использование пасты в качестве состава для удаления продуктов коррозии помимо вышеуказанных технологических преимуществ позволяет расширить интервал времени контакта до 0,5-2 часов состава с металлической поверхностью без опасения возникновения растравов.

Пример осуществления
На фрагментах детали из прессованной панели сплава Д16 с очагами расслаивающей коррозии глубиной 1,3 мм предварительно зачищаются очаги шабером с закругленными концами, осуществляя плавный переход от очага коррозии к неповрежденному месту. На зачищенные места последовательно по периметру очага с заходом на 10 мм на неповрежденную площадь детали шпателем наносится паста следующего состава: 120 г H₃PO₄ + 40 u CrO₃ + 20 г Zn(NO₃)₂ + 0,5 г Na₃PO₄ + 250 г SiO₂, остальное вода. Паста выдерживается на поверхности очага 1 час, далее удаляется шпателем, остатки пасты вытирают хлопчатобумажной салфеткой, обрабатываемую поверхность промывают водой и просушивают естественно на воздухе либо принудительно сухим подогретым до 40^oC воздухом.

Визуально результаты обработки, практически не обнаруживаются. Однако, сравнительные испытания в камере солевого тумана (98% влажность, температура 35^oC, периодическое разбрызгивание 5%-ного раствора NaCl в течение 7 минут, пауза 23 минуты) показали, что если на механически зачищенных местах, не обработанных пастой, видимые очаги расслаивающей коррозии появляются через 7-10 дней, то на участках, механически зачищенных и обработанных пастой, видимые очаги расслаивающей коррозии появляются через 60-70 дней. Проверялась адгезия грунтовки АК-070 к участкам, обработанным пастой и без обработки (ГОСТ 15140-78). В первом случае адгезия составляет 1-2 балла, во второй - 3-4 балла.

Аналогичная технология обработки пастой очагов коррозии рекомендуется и для других концентраций, указанных в таблице 1.

Результаты обработки очагов коррозии пастой предлагаемого состава (таблица 2) показывают, что по эффективности удаления продуктов коррозии, торможению РСК и МКК, технологически, способности к образованию тонких химических покрытий она существенно превосходит свойства известных растворов для удаления продуктов коррозии с алюминиевых сплавов.

При концентрации компонентов в пасте ниже нижнего предела ухудшается технологичность пасты и снижается ее эффективность по удалению продуктов коррозии.

При концентрации компонентов выше верхнего предела значительно повышается вязкость пасты, в результате резко снижается ее способность к удалению продуктов коррозии и торможению развития расслаивающей коррозии (таблица 1 и 2).

Таким образом, применение предлагаемого состава позволит обеспечить хорошее удаление продуктов коррозии с деталей из алюминиевых сплавов в сборе, в том числе на вертикальных поверхностях. При этом происходит торможение расслаивающей и межкристаллитной коррозии, всегда присутствующей в очагах после механической зачистки. Одновременно образуются тонкие химические пассивные пенки, обеспечивающие повышение адгезии последующих покрытий. Кроме того, состав не содержит редких компонентов и может широко использоваться при проведении ремонтных работ.

Использование пасты в качестве состава для удаления продуктов коррозии позволяет увеличить время контакта состава с металлической поверхностью до 2 часов без опасения возникновения растравов.

Формула изобретения

Состав для удаления продуктов коррозии на деталях из алюминиевых сплавов, содержащий фосфорную кислоту, окись хрома, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит окись кремния, азотнокислый цинк и тринатрийфосфат в следующих соотношениях компонентов, г/л:
Фосфорная кислота H₃PO₄ - 120 - 200
Окись хрома CrO₃ - 40 - 80
Азотнокислый цинк Zn(NO₃)₂ - 20 - 50
Тринатрийфосфат Na₃PO₄ - 0,5 - 3,0
Окись кремния SiO₂ - 250 - 300
Вода - До 1 л

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2