Водный раствор для травления углеродистых и легированных сталей
Патент 977517
Авторы
Водный раствор для травления углеродистых и легированных сталей
Иллюстрации
Реферат
(iii977517
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 06. 80 (21) 2943659/22-02 с присоединением заявки №
1И 1 М. Кл.з
С 23 F 1/00
С 23 F 11/04 (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 30.1L82. Бюллетень ¹ 44
° x
Дата опубликовании описания 30. 11.82
РЗ) УДК 621.794. .42(088.8) В.Н.Долинкин, A.Ì.Êóòüèí, И.Д.Каношина, Н.АЛ роЪьва
Г.Л.Бобкова, С.Г.Тыр, И.В.Васильева, П.Я.Гояьдберг,.
Ф.К.Клименко и М.A.Яковлева а.
/ (72) Авторы изобретения г1 (71) Заявитель (54) ВОДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ.
И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
0,0035- 0,05
0 0265-0,07
Изобретение относится к травлению т черных металлов в растворах минеральных кислот и может быть использовано в черной. металлургии, машиностроении и других отраслях промышленности, где производится травление металлов.
Известны растворы, предназначенные для химического травления стали, которые содержат минеральную кислоту с добавками ингибитора и эмульгатора ОП (1).
Недостатками известных травильных растворов являются их малая эффективность, низкий защитный эффект при высоких температурах (60оC и выше).
Наиболее близким к предлагаемому по.технической сущности является водный .раствор, содержащий серную кислоту, ингибитор-тиомочевину H эмуль-. гатор ОП-10 или ОП-7 (2).
Недостатками известного раствора являются низкая эффективноеть травления высокоуглеродистых и легированных марок стали; неудовлетворительноа качество поверхности метаяла, малая устойчивость пены на поверхности. травильного раствора. При этом велика скорость коррозии основного металла и большой расход кислоты. Для
/ создания на поверхности раствора сплошного слоя пены требуется частая добавка пенообразователя ЧМ (П) в связи с малой устойчивостью пены.
Цель изобретения - повышение эффективности процесса травления т.е. увеличение ингибирующего эффекта, расширение ассортимента травимых марок сталей, улучшение качества их поверхности, увеличение устойчивости пены на поверхности травильного . раствора.
Указанная цель достигается тем, что водный раствор, содержащий минеральную кислоту, ингибитор коррозии и эмульгатор, например полиэтилированный эфир алкилфенолов Св-Сто (ОП10), дополнительно содержит низший. спирт, выбранный из группы: этанол, пропанол, изопропанол, а в качестве ингибитора — роданиды высших пиридиновых оснований при следующем соотношении компонентов, вес.Ъг
Минеральная кислота 1,0-25,0
Роданиды высших пиридиновых оснований
Эмульгатор, на30 пример ОП-10
977517., 4 дов высших пиридиновых оснований общей формулой () 1-5
5CN >
Низший спирт, выбранный иэ группы этанол, пропанол, иэопропанол 0,02-0,08
Вода Остальное.
Причем раствор содержит роданиды высших пиридиновых оснований (РВПО), низший спирт и эмульгатор в следующем соотношении, вес.ч:
РВПО 7-25
Низший спирт 5-40
Эмульгатор 10-40
Выбор параметров раствора обусловлен необходимостью уменьшения потерь металла из-за коррозии и защитить воздушное пространство от кислотных испарений;
Интервал концентраций серной кислоты, при котором наблюдается наилучший эффект стравливания окалины, характеризуется верхним пределом
25Ъ и нижним 1%. Концентрация кислоты выше 25% не приводит к увеличению травящего эффекта раствора. †.Растворы при концентрации серной кислоты менее 1% неработоспособны.
Концентрация смеси (роданидов, высших пиридиновых оснований, спиртов и эмульгаторов) менее 0,05% не обеспечивает ни ингибирующего, ни пенообразующего действия, а увеличение концентрации более 0,2% не вриводит к заметному улучшению про, цесса.
В предлагаемом растворе осуществляется замена двух функциональных составляющих (ингибитора и эмульгатора) одной функциональной составляющей — смесью, состоящей из роданигде R< — водород или алкильные радикалы с 1"12 атомами углерода> низшего спирта выбранного из группы: этанол, пропанол и др, и эмульгаторов, например ОП-10, ОС-20 синтапол
ДС-10, алкилимидазолин и их смеси.
15 Состав смеси обусловлен следующим.
Содержание роданилов высших пиридиновых оснований менее 7 вес.ч. не обеспечивает достаточного ингибирующего эффекта, а более 25 вес.ч, нару;@ жает однородность смеси, ухудшает ее растворимость в травильном растворе, наблюдается расслоение смеси.
Указанные интервалы содержания низших спиртов обеспечивают наилучшую растворимость всех компонентов и-наибольшую однородность травильного раствора. Содержание в смеси эмульгаторов менее 10 вес.ч не обес печивает образования пены, а болЕе
45 вес.ч не повышает пенообразования.
Примеры травления сталей в раз-. личных растворах.
Для проведения сравнительных испытаний готовят известный раствор (20% Н ЯО4+0,2% И -l-В+0,2% ЧМ(П)+
+ вода остальное) и растворы согласно изобретению. Результаты испытаний ,приведены в таблице.
977517
I Е I ! o
I Х
1!
I
1 Е» о х сО и
СЧ л
I
1
1
I »»P
1 с
Ю.! Э
"I
1 at
1 а
1 о ао
<Ч (Ч
I н !
1 Э
1 Н
l at
3 ю
1 Х !.о ! (=(3 !
ОО О»3 л
1 м о в
lA С(» М х
Э х ъ х х хо
И a( ае эо
Ц о и! о о о
»!3 с(!2 (1
I (,2 (Х
1 о о
°:(» »3»! о
1 М 1
1 IXI 1
1 С4
l
1 а (Ч О
Ю» <Ч с Ь о о о! (3+ Я 3
OO+3
l et=V 3
1 Zc(te t
3vo+ t
Π— — 1
С»
Ю
СЧ л
С» о а
С(O
Ф о о
33 О (Ч о о
С»
П3, 3Э о О о о л с Д
С» С»
Ч» (lA
С»
Ю
lA lO
Щ (Ч lA о о о о
С» lA
С» ЧР (»Ч о (о! о х х о х („Ц
»33 О
+ 0) о ау
Ц х
e o
lA (! о о с ю о
lA (»
»Ч
Ю
Ю о и
I=i о
1
8g ао х о
3 о о х о at со И о О
Q о.о
CO »3!
С»
IL о
Ю о о сО Х о х н о 333 о о
О 3О
3Ч ° !3» о о
Ь
С» Ю о о а о
С3 CO о о о о
О
Ю
4Ч
С» а
3 Х 1 хн †! 5nV3 вХХ(1 Х И
t xo
Ю
:e М
Ю
Ю
° »(»
»!3!
«-»
С»
С» с( о !
» lA о ю
E о о
»:3» 3» л
Ю
Ь
С» о
Ю
»(Ъ
С!
М о
lA м
Ю
С»
М
С» о а о м
ln О о о с о о
Ж м
С!
С»
М ,Ю
Э х х
Ы а
Э о
Ц
I
I . 3
t
t
I ! I к и
g0 о,о э х и х
1
I
1 (1
l
I 1 (t
l
I
I !
I
1
1
1 !
1
I
1
1
3
%
Э а
О (-» о ф а х
333 о н х
Э
1 Х
3О3а
1 л 1 ! N
1 M
1 ! I5
l 1 с ! Я 1 Х ! u — — -!
1 N 1»(P
1 Н I
3OI
1 Х t
I («
0»
t 1
1 а 1 ! о
1 Н
1 Х
3»
33
I 1
>з
I 0)
1 — 4 о
I И
1 3(t 1
1 Р»
1
3 !
1 1
1 I
1 . I
3 1
Н I о
3 (1 о
) х 1
I М 1 о о ао
3 3 CV (cc» (o»
О» o» ch 1 а а о м !
»» 3 М
М О» Ul М
3Л М .Л о о ю о с(! М»2 »3
Х C(t
Ф хо х ц ц о
Ql IA О Х ю-» lA lA г(3 3»3 Х Л 3М
I о I
1
c(» 1 а» !
3 о л I
t!
О» I
7 977517
1 .у
Приготовлены три.состава, содер- ум жащие каждый 20% минеральной кисло-, но ты, отличающиеся друг от друга содер тр жанием смеси роданидов высших пири- хо диновых оснований (РВПО), низших УМ. спиртов (НС) и эмульгаторов (Э), рав- 5 РМ ным в каждом растворе последовательно, ве
0,05%, 0,12% и. 0,20%, а также со- го держанием воды, составляющим допол-,чи нительную до 100% часть в каждом ул растворе, 10 от
Травление проводят в стаканах д емкостью 1 л и диаметром 10 см. Об- ло разцы различных марок стали (ниэкоме углеродистой — ВОтЗСП, высокоугле- у родистой - У1ОА и легированной— тр
12Х18Н1ОТ) помещают в разогретые до
80 С сравниваемые растворы, Травление ис образцов проводят в течение 2 ч, на скорость коррозии К определяют по .во потере веса образцов 70 УЧ
Р1 - Р2 ° .с
-г/м ч, мР
Б.Т где Р - вес образца >до испытания, r;
Р - вес образца после испыта- Уг. 2 ния, г; (5 со
S †.площадь образцов, м ин
à — время испытания, ч. на
Степень защиты Е рассчитывают по cgII формуле ч
1 00 о
К„ де К q и К rz — cKopocib коррозии GTB. » ли в кислоте без добавки и в присутствии смеси (РВПО, НС и Э) соответственно, Результаты испытаний приведены в таблице.
I+ c видно из таблицы, предлагаемый раствор уменьшает скорость коррозии стали .ВОтЗСП.в ?.-16 раз, ст. У1ОАв 17-120 раз, а ст.Х18Н1ОТ в 32-110 раз в зависимости от содержания смеси в растворе.
Высота пены при травлении в извест ном растворе. не превышает 0;3 см, через 20 мин от начала травления появились голые места на поверхности травильного раствора и к концу травления (через 2 ч) пена практически исчезла. Высота пены при травлении сталей в,.пРедлагаемам растворе составляет 0,5-3,0 см в зависимости от концентрации смеси и марки травимого металла. Пена .устойчива и покрывает сплошным слоем всю поверхность травильного раствора, весь период процесса травления (2 ч).
0,0265-0,07
Таким образом предлагаемый состав с травильного раствора обеспечивает значительное уменьшение скорости коррозии различных марок стали.
Например, скорость коррозии стали ВОтЗСП уменьшается с К =63 г/м.ч до 4-30 г/м .ч, что приводит к
ВНИИПИ Заказ 9123/33
Филиал IIIIII "Патент", г, еньшению.потерь металла от кислотй коррозии в среднем íà 1 2 кг/т авимого металла и уменьшению расда кислоты в среднем на 2 кг/т . еньшает непроизводительные поте,кислоты на испарение и унос с порхности травильного раствора бладаря. образованию плотной и устойвой пены на поверхности растворау учшает условия труда в травильнйх делениях, защищает окружающее возушное пространство от вредных кистных выбросов„ уменьшает коррозию таллического оборудования цеха; лучшает качество поверхности проавленного металла.
Ожидаемый экономический эффект от. пользования предлагаемого раствора, пример, на заводе с годовой проиэдительностью ?00 тыс.т катанки, итывая только экономию кислоты и талла, составит 66000 руб. в гол.
Формула изобретения
1. Водный раствор для травления лерадистых и легированных сталей, держащий минеральную кислоту, гибитор коррозии, эмульгатор, пример полиэтилированный эфир илфенолов С>,-С, (ОП-10), о т л и а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса травления, раствор дополнительно соцержит низший спирт, выбранный из группы: этанол, пропанол, изопропа- нал,а в качестве ингибитора-роданиды высших пиридиновых оснований при следу"ющем соотношении компонентов,вес. Ъ:
Минеральная кислота 1,0-25,0
Роданиды высших пиридиновых оснований 0,0035-0,05
Эмульгатор, например ОП-10
Низший спирт, выбранный из группы;
45 .этанал, пропанол, изапропанол 0,02-0,08
Вода Остальное
2. Раствор и» п.1, о т л и ч а ю-. шийся тем, что он содержит ро50 даниды пиридиновых оснований (РВПО), низший спирт и эмульгатор в следующем соотношении, вес,ч:
РВПО 7-25
Низший спирт 5-40
Эмульгаторы 10-40
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Попилов Л.Я.,Трактирова Т.В.
Химические и электрохимические способы травления. поверхностей детаЛей и изделий в судостроении. Обзор. .
ЦНИИ РУМБ ., 1974, с.18, табЛ.2 .
2. Там же, с. 30, 45 и 49, Тираж 1053 Подписное
Ужгород, ул. Проектная, 4