Раствор для химического окрашивания металлической поверхности

 

(72) Авторы изобретения

И. В, Краснобородько, К. А. Путилина: и А. В. Иоффе (71) Заявитель (54) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ОКРАШИВАНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к химической обработке металлов, обеспечивающей получение цветных защитных пленок, и может быть использовано при маркировании стальных деталей.

Известен раствор для химического маркирования металлических деталей, содержащий азотную кислоту, хлорное железо, хлористый палладий и воду (1f

Недостатком этого маркирующего раствора является наличие в его составе азотной кислоты, которая, будучи сильным окислитслем, отрицательно влияет на коррозионную стойкость и прочностные характеристики стальных деталей, особенно деталей малых толщин, типа тарельчатых !

5 пружин и прочих ответственных стальных деталей, работающих с большими нагрузками.

Наиболее близким по составу к изобретению является раствор, содержащий сернокислую медь, хлорное железо, органическую кислоту, в качестве которой использована уксусная кислота, и воду. Данный раствор обеспечивает получение защитной пленки, отличающейся по цвету от обрабатываемой поверхности (21.

Однако для маркировки деталей из нержавеющей стали этот раствор непригоден, так как маркировочный знак получается слабовыраженным, практически невидимым.

Целью изобретения является получение пленки ярко-черного цвета и повышение ее коррозионной стойкости.

Эта цель достигается тем, что предлагаемый раствор в качестве органической кислоты содер жит галловую кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Сернокислая медь 0,25 — 0,40

Хлорное .железо 0,50 — 0,60

Галлов ая кислота 1,5 в 1,6

Вода Остальное

В особых случаях, например при маркировании деталей, к которым предъявляются специфические требования или промывка которых в воде недопустима или невозможно применение обезжиривающнх средств перед маркировкой, в раствор добавляют этиловый спирт в количестве 65 — 69% за счет уменьшения содержания воды.

605 4 хлорного железа растворяют отдельно в 5 мл дистиллированной воды и вводят в ранее полученный раствор. Затем в раствор добавляют этиловый спирт и воду дистиллированную до

1 00%.

На практике предлагаемые растворы опробываются для химической маркировки тарельчатых пружин из стали марки 60С2А и 60С2А-С толщиной 1-3 мм, vb20 — 50 мм,; а также различных деталей из хромистых сталей марок

2Х13, ЗХ13 и др., из нержавеющих сталей марок

1Х18Н9Т, 1Х18Н10Т и др.,иэ нелегированных сталей (ст. 3, ст. 10, ст, 45) и др.

На обезжиренную и эапассивированную в хроматных растворах поверхность деталей наносят маркировочный знак стальным пером (штемпелем). Температура раствора 18 — 25 С. Надпись выдерживают на воздухе в течение 2 — 3 мин . (до полного высыхания), после чего пружины консервируют одним из известных способов.

Для маркирования опробованы следующие составы, вес.%:

1 раствор

Медь сернокислая 0,25

Хлорное железо 0,50

Галлов ая кислота 1,50

Этиловый спирт 65,0

Вода дистиллированная Остальное до 100%.

2 раствор

Медь сернокислая . 0,33

Железо хлорное 0,55

Галлов ая кислота 1,55

Этиловый спирт 67,00

Вода дистиллированная Остальное до 100 .

3 раствор

Медь сернокислая 0,40

Железо хлорное, 0,60

Галлов ая кислота 1,60

Этиловый спирт (уд. вес. 0,8 г/см 69,00

Вода дистиллированная Остальное до 100%

Результаты коррозионных испытаний консервированных и маркированных деталей представлены в таблице.

Режим испытаний: температура 40+5 С, относительная влажность 95-98%, продолжитель. ность испытаний 48 ч.

Состав второго раствора, вес.%:

Медь сернокислая 0,33

Железо хлорное 0,55

Галловая кислота 1,55

Этиловый спирт (уд. вес 0,8 г/см ) 67,00 25

Вода дистиллированная Остальное до 100%.

Состав третьего раствора, вес.%:

Медь сернокислая 0,40

Железо хлорное 0,60

Галловая кислота

Этиловый спирт (уд. вес 0,8 г/см ) 69,0

Вода дистиллированная Остальное до 100%

Установлено, что цвет маркировочного знака — черный-зависит от концентрации хлорно3S го железа и галловой кислоты. При содержании хлорного железа менее 0,5 sec.% и галловой кислоты менее 1,5 вес.% интенсивность окраски маркировочного знака слабее. При увеличении концентрации сернокислой меди свыше 0,4 вес.%„ цвет маркировочйого знака изменяется к красному оттенку в результате увеличения контактного осаждения меди на стальной поверхности.

Раствор приготавливают следующим образом.

Навеску сернокислой меди растворяют в 4>

20 — 25 мл дистиллированной воды и затем в полученный раствор вводят навеску галловой кислоты, Тщательно перемешивают. Навеску

3 697 Маркирование предлагаемым раствором происходит эа счет контактно осажденной меди на стальной поверхности. Выделившаяся контактная смесь окрашивается в черный цвет за счет присутствия в растворе хлорного железа и галловой кислоты, сочетание которых дает черный осадок. Слой контактно осажденной меди обладает достаточным сцеплением с металлом.

Для выяснения граничных пределов входящих в состав раствора компонентов опробован 10 ряд растворов, содержащих указанные выше компоненты, но отличающиеся друг от друга соотношением ингредиентов.

Состав первого раствора, вес.%.

Мед сернокислая 0,25 15

Железо хлорное 0,50

Галловая кислота 1,50

Этиловый спирт (уд. вес 0,8 г/см ) 65,0

Вода дистиллированная Остальное,до

100% . 20

697605

Тип деталей

Раствор для хими ческого

Сталь марки

Количество еталей

Наличие коррозии маркирования

Тарельчатые пружины

60С2А;

60С2А — С

2Х13, ЗХ13

1Х18Н9Т, 1Х18Н JOT

То же

Крепежные

То же

0,25 — 0,40

0,50 — 0,60

1,5-1,6

Остальное.

Сернокислая медь

Хлорное железо

Галловая кислота

Вода зо

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Составитель P. Ухлинова

Редактор С. Лыжова Техред С. Мигай КоРРектоР 1..: 11укач.

Заказ 6575/20 Тираж 1130 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Коррозионные испытания показывают, что раствор для химического маркирования не влияет на коррозионную стойкость стальных детки@

При маркировании предлагаемым раствором на поверхности. маркировочного знака после проведения испытаний коррозии не обнаружено.

Ценность использования для химического маркирования предлагаемого раствора заключается в том, что при помощи обычного стального пера при комнатной температуре раствора можно наносить четкий, контрастный, якро-черного цвета коррозионно-стойкий маркировочный знак на тонких ответственных стальных деталях (когда невозможно применять методы электрографического маркирования), а также на труднодоступных участках, стальных, со сложной конфигурацией деталей, где невозможно применение всякого рода штемпелей.

Формула изобретениE

Раствор для химического окрашивания металлической поверхности, содержащий сернокисЧ

На поверхности детали и маркировочного знака коррозии не обнаружено лую медь, хлорное железо, органическую кисло ту и воду, отличающийся тем, что, 20 с целью получения пленки ярко-черного цвета и повышения ее коррозионной стойкости, он в качестве органической кислоты содержит галловую кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.%: р/

1. Авторское свидетельство СССР М 440448, 3 кл. С 23 1- 1/02.

2. Патент ЧССР N 118915, кл. 48 d 9/02, 1966.