Файл: Лисовская Э.П. Физико-химические методы очистки поверхности деталей и изделий в судостроении обзор.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2024

Просмотров: 142

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2.5.1.«Совмещенные» очищающие составы

Вряде случаев представляется целесообразным для сокра­ щения трудоемкости и длительности цикла подготовки поверх­ ности к последующим операциям (например, нанесению покры­

тий или консервации) объединить процессы очистки поверхности с другими видами обработки, например фосфатированием. По­ добная тенденция может рассматриваться как прогрессивная и в последние годы она получила заметное развитие в форме так называемых «совмещенных» процессов очистки.

Известны многочисленные зарубежные патенты на способы одновременного обезжиривания и фосфатирования поверхностей черных металлов.

Фирмой «Ругепе» [104] предложены моющие композиции, со­

держащие водный

раствор фосфатирующих солей с добавкой

1 —10% керосина

или сольвента и эмульгаторов — ПАВ типа

производных полиэтиленоксида олеиновой кислоты или полиоксиэтиленовых феиолалкилов. Очистка производится разбрызги­ ванием состава при 55° С в течение 0,5—2 мин.

Фирмой «Рагкег» [105], [106] предложен раствор для одновре­ менного обезжиривания и фосфатирования, содержащий фосфат

щелочного металла, окислитель

(хлорат)

и 0,01—2% щелочного

лигносульфоната.

Применяется

для струйной

обработки при

рН 4,2—6,0.

 

 

 

 

 

 

В [107] рекомендуется

одновременное

обезжиривание и фос-

фатирование в растворе состава

(г/л):

 

 

 

Фосфорная

кислота

 

100-150

 

Окись цинка или двуокись марганца

 

3

 

Карбонаты магния или калия .

 

3

 

Гринатрийфосфат

 

 

 

10

 

Полиэтиленоксид

алкилфенола .

 

15

 

Алкилат натрия

 

 

 

2

 

Соль ЭДТА

 

 

 

2

 

Фирмой «Renault» [108] предложено обезжиривание

одновре­

менно с фосфатированием в растворе

состава

(% по

массе):

мононатрийфосфат13; ПАВ производных окиси этилена (мергитоль) 0,65; этилтриэтиленгликоль или гексиленгликоль 4,5; обессоленная вода 81,85. Применяется для струйной очистки в смеси с паром или паром и горячей водой.

Английскими фирмами «Abrasive Developments и G.K.N. Forgings» разработан технологический процесс очистки, совмещен­ ной с фосфатированием, названный «Vag-Fos» [109].

Обрабатываемая поверхность подвергается действию струи

смеси, содержащей

абразивное зерно (например электрокорунд)

и фосфатирующий

раствор (10%-ной концентрации). В про-

100


цессе обработки удаляются загрязнения и одновременно обра­

зуется фосфатная

пленка (массой до

6,5 г/м2 ). Изменяя

состав

раствора,

можно

получать

фосфаты

различного состава

(Zn,

Mn, Fe),

а также хроматные и оксалатные пленки. После

струй­

ной обработки

проводится

промывка чистой водой и сушка.

В установках,

выпускаемых

для этого метода, осуществляется

непрерывная циркуляция раствора, фильтрация, отделение ча­

стиц абразива от шлама

и возврат абразива в

рабочую

зону.

 

 

 

Неводные растворители также часто применяются для обез­

жиривания, совмещенного с

фосфатированием

(«сухого

фосфа-

тирования»).

 

 

 

Этот метод, получивший

название триклин

(«Triclean»), был

впервые предложен фирмой «Дюпон» для совмещенного обезжи­ ривания, фосфатирования и окраски в одной установке с исполь­ зованием общего растворителя трихлорэтилена, а затем в раз­ личных вариантах получил промышленное применение во многих странах.

Достоинством «сухого фосфатирования» является отсутствие необходимости в последующей промывке водой и утилизации водных растворов.

Вместе с тем, фосфатная пленка получается тонкой с невы­ сокими защитными свойствами, и изделия рекомендуется сразу же после . очистки лакировать или окрашивать. Из патентной литературы известны многочисленные составы для подобных операций.

Так, например, по [ПО], [111] совмещенное обезжиривание и фосфатирование изделий из стали, стального литья, изделий из цинка и его сплавов можно проводить в растворах на основе хлоруглеводородов (трихлорэтилена, перхлорэтилена, метил-

хлороформа) в присутствии

1—10%, по массе сорбитанмоноэфи-

ра алифатической кислоты, содержащего

С12—Cis в молекуле

и

1—6

молей ортофосфорной

кислоты на

1 моль

сорбитанмоно-

эфира.

 

 

 

 

 

 

 

Для повышения равномерности фосфатной пленки добавляет­

ся 0,1—1 % ПАВ — додецилбензолсульфокислоты

(tpa6 — от50°С

до tKm

растворителей). Примеры конкретных составов

подоб­

ного типа:

 

 

 

 

 

 

 

1—трихлорэтилен

250

мл,

сорбитанмоностеарат

12,5

г,

!00%-ная ортофосфорная кислота 8,5 мл;

 

 

 

 

2 — трихлорэтилен

200

мл,

сорбитанмонопальмитат

20

г,

100%-ная ортофосфорная кислота 4 г, додецилбензолсульфокислота 2 г;

3 — метилхлороформ 200 мл, сорбитанмонопальмитат 6 г, ортофосфорная кислота 2 мл.

Фирмой «Ноакег Chemicab получен ряд патентов [112]—[116] на безводный состав для одновременного обезжиривания и фос-

101


фатирования стали, алюминия, магния, кадмия, цинка и их спла­ вов, содержащий (% по массе):

Триили перхлорэтилен

 

70—98

 

 

 

Ортофосфорная

кислота

 

0,1—6

 

 

 

Изобутиловый

спирт

 

1,25—25

 

 

 

Ледяная

уксусная кислота .

. . .

0,2—0,4

 

 

 

Обработка при 55—70° С длится 0,5—15 мин.

 

 

 

В [117] предусматривается одновременное холодное

обезжи­

ривание и фосфатирование в смеси

двух

составов:

1—бутило­

вый спирт 100 мл, фосфат мочевины или фосфорная

кислота

1,5 г, изопропиловый спирт 200 мл, пропаргиловый

спирт

1 мл;

2 — трихлорэтан

1900 мл, диоксан

100 мл. Обработка

в

смеси

двух составов длится 5—10 мин, сушка на воздухе — 5—10 мин.

Совмещение

электрообезжиривания

с меднением

В некоторых

случаях, в частности при обезжиривании перед

последующим гальваническим меднением или никелированием, целесообразно осадить подслой меди на сталь непосредственно в процессе обезжиривания.

Для этого в состав обезжиривающих растворов вводятся соответствующие медные соли. Кроме того, по характеру осаж­ дающейся меди можно судить о качестве (полноте) очистки, что в некоторых случаях необходимо. Приводим несколько составов комбинированных электролитов.

Для обезжиривания с одновременным меднением стальных деталей применяются электролиты следующих составов (г/л):

Жидкое стекло .

6

Медь цианистая .

12

Натр

едкий .

50

Натрий

углекислый

50

Натрий

цианистый

50

Обезжиривание

проводится

при

£ р а 6

= 1 8 — 2 5 ° C ; D K = 5 —

15 А/дм2 , т = 1 — 2 мин.

 

 

 

 

2. Медь

углекислая .

.

7

 

Калий

углекислый .

.100

 

Калий

цианистый .

. 1 5

Обезжиривание

проводится

при

^р а б =18—25° С, D K = 3 —

5А/дм2 , т = 1 — 5 мин.

3.Медь сернокислая . 20 Натр едкий . . . .100 Натрий цианистый . . 30

2.5.2. Составы для «сухой» очистки (протиранием)

Наряду с применением жидких составов для очистки и обез­ жиривания, в практике находят применение и различные твер-

102



дые композиции (бруски, плитки, порошки), используемые без добавления жидкости либо при незначительном увлажнении.

Подобные материалы используются, как правило, для очист­ ки поверхности протиранием и находят применение для местной очистки труднодоступных участков крупных изделий, декоратив­ ной очистки мелких деталей, для специальных целей.

Широко применяются для очистки металлических поверхно­ стей различные твердые композиции (бруски, плитки) и порош­ ки, используемые без добавления воды, либо с незначительным увлажнением.

В табл. 33 приведены рецепты некоторых составов этого вида. Составы 1,2,3,4 носят универсальный характер; 5,6,7 — для алюминия; 8,9 — для серебра; 10-—для меди; 11—для меди и латуни; 12 — для никеля. Составы 1—6 и 8-—твердые компози­ ции, получаемые расплавлением жировой части или растворе­ нием (при нагревании) мыла в воде, смешиванием порошкооб­ разной части с жидкой и отливкой в форму для затвердевания. Составы 7 и 9—12 — порошки мелкоизмельченные и просеянные.

2.5.3.Пассивирующие промывные составы

Всвязи с тем, что полностью очищенные металлические по­ верхности обладают повышенной чувствительностью к воздей­ ствию агрессивных факторов внешней среды, а при очистке- в водных растворах не исключено коррозионное действие влаги и солей, оставшихся после очистки, процессы очистки весьма часто дополняются операцией пассивирования — созданием на очищен­ ной поверхности металла тонкой защитной пленки, временно предохраняющей от коррозионного воздействия окружающей •среды.

По составу эта пленка может представлять собой химическое соединение, играющее роль ингибитора коррозии, либо состоять из твердых окислов, хроматов или фосфатов защищаемого ме­ талла.

Наиболее распространенными неорганическими пассивато-

рами — ингибиторами коррозии черных металлов — являются

нитриты

щелочных металлов, в основном, нитрит натрия (NaNOs).

В водные растворы

каждого

(5—30%-ные)

погружают на 15—

300 с защищаемый

предмет

при комнатной

температуре (15—

20° С),

затем извлекают и

сушат при 30—40° С. Остающаяся

пленка

соли пассивирует черные металлы, но цветные не защи­

щает или вызывает их коррозию. Длительность защитного дей­

ствия, в зависимости от условий хранения, находится в пределах

5—30 дней.

 

 

 

Хроматы

и бихроматы, преимущественно хромат калия

2 Сг04 ) и

бихромат

калия (К2СГ2О7),

пассивируют почти

все черные

и цветные

металлы. Обычные

концентрации 5—

103