Способ химического оксидирования стали

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ТЕНИ ЬСТВ нное обье"инаНиколаенко,и Б.Э.Либерт 41 31,(54) СПОСОБСТАЛИ(57) Изобреческой обраности к окси может бытнии коррозистальной пои других От к химии, в частению), ри получеытий на ностроении ности. тение относится ботке поверхнос идированию (чер ь использовано онностойких пок верхности в маш раслях промышле анида калия 5-10 мин, оксидирова ержащем, г/л:течение 1- астворе, сосится к нанесению в частности оксидспользовано при шиностроении и мышленности. - повышение ра" творэ оксидировастойкости покрытия его толщины и сни 450-500 Едкий натрийАзотнокислыйнатрийХлористый натрийТринатрийфосфат(гидрат)Роданистый калийи 22-133 С в течРезультаты испыттабл, 1 и 2. 20-1 10-1 50-1005-10е 10-20 мин,й представлены кого оксидированиявключает очисткуровых и окисных затку в растворе роГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИ(56) Заявка Японии й 56 кл. С 23 Г 7/04, 1977.ГОСТ 9.305-84, с. 28Патент США Ь 3717510,кл. С 23 Р 7/24, 1983. ХИМИЧЕСКОГО ОКСИДИРО 8 А 1 И Изобретение отнозащитных покрытий,ных, и может быть ичернении стали в мадругих отраслях проЦель изобретенияботоспособности раснид и коррозионнойза счет увеличенияженил пористости.Способ химичес(чернения) сталиповерхности от жигрязнений, обрабо 801705404 1)У С 23 С 22/14 22/84 Цель изобретения - повышение работо способности раствора оксидирования и коррозионной стойкости покрытия засчет увеличения его толщины и сниже" ния пористости. Способ включает очистку поверхности от жировых и окисных загрязнений, обработку в растворе роданида калия 5-,10 1 г/л в течение 1" 2 мин, оксидирование в растворе, содержащем, г/л: натрий едкий 450-500; натрий азотнокислый 120-160; натрий хлористый 0-15; тринатрий фосфат (гидрат) 50-100, калий роданистый 5-10,при температуре 122-135 С в течение 10-20 мин. Указанная цель до" стигается за счет того, что непосредственно перед оксидированием проводят обработку в растворе роданида калия 5-10 г/л в течение 1-2 мин, а раствор оксидирования дополнительно со- С, держит натрий хлористый 10-15 г/л и роданид калия в таком же количестве. 3 2 табл.Испытания проводились на образцахиз стали марки 65 Г,3 мм в с площадью 1 дм, Наносимые химическиеокисные покрытия перед проведениемиспытаний не ожиривались. При увели 5цении времени оксидирования увеличивается толщина химического окисногопокрытия, но появляется существеннаянеоднородность по составу, что вызывает в производстве "мажущийся верхний слой", под которым имеется ста"бильная окисная пленка, повторяющаярельеф поверхности. Исследованиятолщины покрытия были проведены с использованием прибора ПМТс прецизионным нагруэочным устройством, микроскопом МБ-Йи "НЕОФОТ"-2",С целью продления работоспособности раствора и увеличения съемапокрываемой поверхности с 1 л раствора, а также снижения пористости иувеличения толщины покрытия деталиперед процессом нанесения окисногопокрытия, после очистки поверхностиобрабатываются в водном растворе калия роданистого 5-10 г/л в течение1-2 мин при температуре помещения.После обработки в растворе калияроданистого детали загружаются непо.средственно в ванну оксидирования беэпромежуточной промывки в воде,Содержание компонентов химическо"го раствора оксидирования определены,исходя из их полезности и влиянияна характеристики получаемого покрытия, режим его нанесения един длявсех марок сталей. Максимальное содержание едкого натрия 500 г/л, таккак при большем содержании повышаетсятемпература кипения, происходит рост40толщины пленки, но снижаются ее защитные свойства, ухудшается внешний видиз-за рыхлости осадка, едино для сталей всех марок.Минимальное содержание едкого нат 45рия 50 г/л, так как при более низком содержании понижается температуракипения, понижается толщина окиснойпленки, ухудшаются защитные свойства.Увеличение содержания окислителя(азотнакислого натрия) приводит к увеличению скорости образования оксидной пленки небольшой толщины, ауменьшение - к образованию пористогопокрытия.55Максимальное содержание тринатрийфосфата гидрата 100 г/л, увеличениеего не целесообразно, так как не да ет улучшение необходимого эффекта,т.е, закрытия пор в окисном покрытии,и увеличивает мажущийся слой на окисной пленке,Максимальное содержание хлористого натрия 15 г/л, вводимое для стабилизации цвета пленки, более высокоесодержание не целесообразно, так какникаких изменений не дает.Содержание хлористого натрия10 г/л требует увеличения времени оксидирования.1(оличество роданистого калия обеспецивает комплексацию в растворе окислов железа и повышает работоспособность раствора.Все лабораторные и производственные испытания производились на образцах из различных марок сталей беэдополнительного ожиривания образцовпосле нанесения окисного покрытия.Образцы в лабораторных условияхдля проведения испытаний покрывалисьиэ раствора объемом 1,5-2 л в кварцевом стакане. Образцы для покрытиязавешивались на проволоке поштучно.В производствейных условиях испытания производились на участке оксидирования черных металлов на четырехваннах оксидирования с рабочим объемом 20 л каждая.Предлагаемый способ химическогооксидирования (чернения) обеспечивает универсальность способа, так какон дает воэможность наносить оксидныепокрытия на детали различных мароксталей в одном технологическом режиме,увеличение корроэионной стойкости оксидных покрытий эа счет повышения толщины и снижения пористости, при этомтолщина окисной пленки возрастает внесколько раэ и поддается определению, снижение расхода материалов,энергоемкости способа и себестоимости наносимого покрытия, а также повншение работоспособности раствора иповышение пропускной способности уца"стка оксидирования.формула и э о б р е т е н и яСпособ химического оксидирования стали, включающий очистку поверхности от жировых и окисных пленок и оксидирование в растворе, содержащем едкий натрий, тринатрийфосфат (гид" рат) и азотнокислый натрий, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью1705404 Таблица 1 Сравнительные испытания различных растворов химического оксилирования,технологичность использования, качество наносимого покрытияПоказатели Аналог ПрототипНижеминим,Предлагаемый раствор Оптимум Нинимум Вышемаксимума Наксимум 425 45 о 475 5 оо 525 100 120 140 160 80 650 600 225 75 200 75 00 12512,5 15 17)5аф ю т75 О 125 25 50 7,5 10 Ю Ю 2,5 5 40 122 125 1 Д 2 1 Д 18 15 15) повышения работоспособности раствора оксидирования и корроэионной стойкости покрытия за счет увеличения его толщины и снижения пористости, раствор дополнительно содержит хлористый натрий и роданид калия при следующем соотношении компонентов, г/л:едкий натрий 450-500 Азотнокислыйнатрий 120-160 Содержание компонентов, мас.Ф:Едкий натрийАзотнокислый натрийАэотистокислыйнатрийНатрий фосфорнокислый трехзамещен"ный гидратХлористый натрий 9Цианистый калий 15Роданистый калийРежим Т С/время)минСталь высокоуглеродистая (углерод 0,62-0,П)образцы: сталь 14265 Г, У 10 и лр, 172. Сталь среднеуглеродистая (углерод 0,4-0,5 ь)образцы: .сталь 14245 и др, 273. Стали низкоуглеродистые (углерод 0)05-0)121)Образцы: сталь 42трансформаторная и др.Контроль защитныхсвойств металлических неорганическихпокрытий: ГОСТ9.302-79) минСталь высокоуглеродистая (см,1) Тринатрийфосфат(гидрат) 50-100Хлористый натрий 0115 5 Роданистый калий 5-10ообработку ведут при 122-135 С в течение 10-20 мин, а непосредственноперед оксидированием производят обработку в растворе роданида калия 5- 1 О 1 О г/л в течение 1-2 мин,1705404 Продолжение табл. 1 щ веет Показатели диалог Прототип Предлагаемый раствор Ниже Минимум Опти- Максиминим. мум мум Вышемаксимума Сталь среднеуглеродистая (см, 2)Сталь ниэкоуглеродистая (см. 3)Внешний вид покрытия контрольных образцов по1, 2, 3, ГОСТ9301-86 1,0 0,5 (О) 5 0,5-1 1-3 1-3 ф0,5 0,5 (0,5 0,5" 1 1-2 1-2 1-2 Соответствует на всех образцах для всех марок ста"лей 1, 2, 3+На образцах мажущаяся пленка поверх окисного покрытия. Таблиц2 Сравнительные испытания химических окисных покрытий наносимых испытуемых растворов при оптимальном составеАналог Показатели 1 2 15 20 10 15 20 10 15 20 Время выдержки,минТолзина окисногопокрытия (пленки),мкм До Ое 5 Ое 5-1 1-1,5 2-2 е 5 25-3 0,5"1 До 0,5 Оэ 5 Отсутствие ро- На плотзовых точек иодпленке мажувийся налет Отсутствиерозовыхточек ЕдиничныеРозовыеточки Роэо екромкисреза,единичныеточкина поверхности Отсутствиерозовыхточек Составитель Н,Рыгалина Р актор Т.Лаэоренко Техред Л,олцйнык Корректор М. Самборская едактор ееевеаееаююЗаказ 173 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент , г, Ужгород, ул. Гагарина,Г ина 111 Качество окисногопокрытия (пленки)при выдержке врастворе: медьсернокислая20 г/л в течение0,5 мин по ГОСТ9.302-79 Не определяетсяРозовыекромсрезаединичныеточкина поверхности