Способ обработки металлических изделий

Способ обработки металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для защиты металлов от коррозии. Сущность изобретения: способ включает травление в 3%-ном растворе хлористого натрия со скоростью анодной поляризации 4 мВ/с от стационарного потенциала до потенциала 1,2-1,21 В и заполнение пор в 4 н. растворе едкого калия в течение 10-15 мин при потенциале анодной поляризации 0,8-0,81 В. 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si):: С 25 D 11/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912778/26 (22) 05.12.90 (46) 15.04,93. Бюл. № 14 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.А.Ахлюстин, Г.П,Вяткин. E.Þ.Êóðêèна, А.Г.Рябухин и Ю.Н.Тепляков (56) Грилихес С.Л, Оксидные и фосфатные покрытия металлов. М.: Машиностроение, 1985, 1985, с,42.

Авторское свидетельство СССР

¹ 82739, кл. С 23 С 22/18. 22/78, 1965.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности, к способам обработки оксидных покрытий на сталях.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости оксидного покрытия на малоуглеродистой стали за счет снижения его пористости.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом способе обработки оксидного покрытия на стдли Ст.3, включающем промывку, обезжиривание, травление и заполнение пор, проводят электрохимическое травление в непассивирующей среде, а именно в 3% растворе NaCl анодно-поляризуя в потенциодинамическом режиме от стационарного потенциала Еь" = +0,01 В до потенциала Е "" =+(1,2-1,21) В, предшествующего выделению газообразного хлора, пропуская при этом заряд q. определяемый исходной пористостью оксидного покрытия, а затем для заполнения пор сталь с травленным покрытием анодно

„„. Ж„„1808884 А1 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: для защиты металлов от коррозии. Сущность изобретения: способ включает травление в 3%-ном растворе хлористого натрия со скоростью анодной поляризации 4 мВ/с от стационарного потенциала до потенциала 1,2-1,21 В и заполнение пор в 4 н. растворе едкого калия в течение 10-15 мин при потенциале аноднойполяризации 0,8-0,81 В. 6 табл. поляризуют в потенциодинамическом режиме в 4 н. растворе КОН от стационарного

cr. потенциала Eh c>: = -0,15 В до потенциала

Еь"" = +(0,8-0,81) В, отвечающего началу выделения газообразного кислорода и выдерживают при этом потенциале в течение

° ееЪ

10-15 мин, Существенным отличием предлагаемого . (, ) решения является определение режимов Q9 операций электрохимического травления и QQ заполнения пор травленного оксидного по- Qj крытия. фь

Обязательным условием положительного эффекта является электрохимическое травление в 3% растворе NaCI, Эта операция ведет к появлению в сквозных порах оксидного покрытия высокоактивных участков стальной подложки, а также вскрытию потенциальных дефектов (несквозных пор, микротрещин), Затем, в последующей операции проводят электрохимическое заполнение вскрытых незащищенных участков стали гидроокисной фазой железа.

1808884

В результате последовательногопрове- пор/cM . Для этих покрытий эксперименг дения указанных операций формируется тально выбрана скорость поляризации pasсплошное беспористое покрытие, Настоящее изобретение стало возмож- Из таблицы 2 видно, что замедление ным, благодаря изучению условий проведе- 5 травления (U p< 4 мВ/с) вызывает интенсивния проце оцесса вскрытия и последующего ноерастворениепокрытия повсейтолщине, заполнения пор оксидного покрытия и вли- о чем говорит резкое увеличение пористояния их на его защитную способность. сти, Быстрое травление (Llp > 4 мВ/с) также

Экспериментально. установлена зави. малоэффективно, т.к. потенциальные десимость коррозионной стойкости оксидно- "0 фекты не вскрываются и число пор в покрыго покрытия от продолжительности тии остается прежним (табл.2). травления и пассивации. Показано, что пас- Таким образом, оптимальная скорость сивация оксидного покрытия на стали Ст,3, . поляризации при травлении равна 4 мВ/с, проведенная после электрохимического Продолжительное травление при укавскрытия пор повышает его коррозионную 15 занном напряжении не дает положительностойкость в 2,6-3,5 раза (табл. 1), ro эффекта, поэтому нецелесообразно

Предлагаемое изобретение было опро- (табл.4), бовано на окоидированных образцах из После завершения операции травления

Ст,3. Оксидирование образцов размером . образец вынимали из ячейки, промывали (10х20х3) мм проводилось всредеперегрето- 20 дистиллированной водой, обезжиривали и . го водяного пара при температуре 550 С в проводили операцию заполнения пор, Эта течение 3 ч. Перед оксидированибМ образ- операция проводилась электрохимически цы шлифовались до Rz = 30 и обез>кирива- при комнатной температуре. Образец помещали в стандартную ячейку ЯЭС-1 с водным

В результате оксидирования на образ- 25 раствором КОН. Для рассматриваемого окцах формировалось покрытие из окисла сидного покрытия на стали экспериментальРез04 (магнетит), но был выбран 4 н, раствор КОН.

Затем оксидированные образцы под- " Для заполнения flop травленного rtoKpbl вергали травлению в 3 /, растворе NaCI, Эту тия образец анодно поляризовали в потеноперацию проводили электрохимически 0 циодинамическом режиме от при комнатной температуре. Для этого об- стационарного потенциала, который равен

ПОС. + разец помещали встандартную ячейку ЯЭС- Еь" = -0.1 В, до потенциала Еь = +(0,81 и с. помощью потенциостата А5848 в 0,81) В.и выдерживали приэтомпотенциале потенциодинамическом режиме анодно по- в течение 10-15 мин. ляризовали от стационарного потенциала. 35 . При дальйейшем росте анодного напря-В Eь",= +0,01 В до потенциала Еь Р" .- жения начинают выделяться газообразный

+(1,2-1,21) В.. кислород, препятствуя процессу заполнеЗавершая травление при потенциалах ния пор, меньших Eh P" получали малоактивную Поэтому операцию проводят при потен1 л пас поверхность покрытия, что подтверждалось 4 циалах не выше, чем Е эначениямитоков коррозии (табл,3). При по- Заполнение пор травленного покрытия ляриэации образца до Eh = 1,24 В начина- посредством анодной поляризации до полось выделение газообразного хлора; тенциалов, меньших, чем Еь"", приводит к .который взаимодействует с покрытием. на- большим временным затратам. При этом косыщая, а также, разрушая его, 45 личество пропуще ого электричества остаПоэтому травление завершалось при ется тем же, т.k, определяет количество

Еь Р" =(1,2-1,21) В, . гидроксидной фазы, заполняющей поры

Другим параметром операции является травленого покрытия, время травления. Оно определяет скорость Поэтому на названном выше покрытии поляризации. Операция травления должна 50 заполнение пор нужно проводить при обеспечить вскрытие .потенциальных де- Eh" "" == +(0,8-0,81) В. фектов и травление металла в сквозных по- . Коррозионные испытания обработанрах, При этом для сохранения защитных ных образцов проводили также с помощью свойств покрытия его толщина не должна .потенциостата П-5848 в 3% водном раствозаметно уменьшаться, Максимальная пори- 55 ре NaC1, Ток коррозии опреДЬлялся экстрастость защитных магнетитных покрытий со- поляцией на значение стационарного гласно литературе (Романов В.А: Кине ика потенциала по известным методикам. Ре: ростапленкиприпаротермическомоксиди- зультаты исследований представленк в ровании сталей // Защита металлов. -1969. табл,1-5. т.5, М 6. — с.684-686) составляет примерно 6

1808884

Таблица 1

Зависимость тока коррозии от времени пассивации в кон после травления в 3 /, растворе NaCI

Iz- ток коррозии пассивированных покрытий.

hm> — изменение массы оксидированного образца до пассивации и травления.

A1lz — изменение массы оксидированного образца после травления и пассивации, Табл. 5 показывает изменение коррозионной стойкости исследуемых покрытий в зависимости от времени пассивации, 11— ток коррОзии исходного покрытия, 1 ток коррозии покрытия после пассивации.

Влияние операции вскрытия пор в покрытии иллюстрируется результатами коррозионных испытаний, представленных в табл.1. Iz — ток коррозии покрытия после травления и пассивации.

Сопоставление результатов исследова. ний показывает, что введение операции вскрытия пор позволяет существенно (в 2,53,5 раза) повышать защитную способность покрытия. Кроме того, видно, что наибольшее увеличение коррозионной стойкости наблюдается при пассивации в КОН втечение

10-15 мин. При меньшем времени пассивирования не все поры покрытия закрываются, при увеличении времени пассивирования более 15 мин начинается растворение покрытия. Это подтверждается результатами измерения пористости покрытия в зависимости от времени его пассивации. приведенными в табл.6. Пористость покрытия определялась методом наложения фильтровальной бумаги по ГОСТ 16875-71.

Электрохимические испытания коррозии дублировались испытаниями образцов в водопроводной воде в открытом сосуде при температуре 80 С. Длительность испытаний составила 500 ч. В качестве показателя коррозии использовалось уменьшение массы испытуемого образца. Для сравнения результатов коррозионных испытаний определялось отношение изменения массы образцов hm>/Ьт, где Ьп — изменение

5 массы оксидированного образца до пассивации и травления, Ьщ — изменение массы оксидированного образца после травления и,пассивации. Результаты измерений приведены в табл.1 и 5.

10 Таким образом, предлагаемый способ обработки оксидного покрытия на ниэкоуглеродистой стали 3 позволяет получить однородное и беспористое защитное покрытие, дополнительно повышая его кор15 розионную стойкость в 2,5-3,5 раза.

Эффект от применения предлагаемого способа обработки оксидных покрытий обусловлен повышением срока службы стальных изделий за счет снижения скоро20 сти коррозии.

Формула изобретения Способ обработки металлических изделий преимущественно с магнетитным покрытием, включающий травление и

25 заполнение пор, отличающийся тем, что; с целью повышения коррозионной стойкости, травление ведут в 3 -ном растворе хлористого натрия со скоростью анодной поляризации 4 мВ/с от стационарного по30 тенциала до потенциала 1,2-1.21 В, а заполнение пор — в 4 н. растворе едкого калия в течение 10-15 мин при потенциале анодной поляризации 0,8-0,81 В.

1808884

Таблица 2

Зависимость степени травления от скорости поляризации

П р и м е ч а н и е. Up — скорость развития потенциала;

1з — ток коррозии после пассивации и предварительного травления с соответствующей скоростью.

Таблица 3

Влияние потенциала травления на зффективность активации

П р и м е ч а н и е. lz — ток коррозии исходного покрытия;

lg — ток коррозии покрытия после травления до Еь ""

Таблица 4

Зависимость тока коррозии оксидного покрытия от времени травления

П р и м е ч а н и е. 4 — ток коррозии на исходном покрытии;

ii — ток коррозии на травленном покрытии; !

2 — ток коррозии травленного покрытия после пассивации в

4Н КОН при тл с =- 10 мин.

1808884

Таблица 5

Измерение токов коррозии в результате пассивации в 4Н КОН без предварительного травления

П р и м е ч а н и е. I> — ток коррозии исходного покрытия;

12 — ток коррозии покрытия после пассивации.

Таблица 6

Зависимость пористости оксидного покрытия от времени пассивации

Составитель Н.Скопинцева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Кешеля

Редактор Л,Волкова

Заказ 1258 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101