Раствор для химического маркирования стальных деталей

(19 5 С МИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР Я ПИСАНИЕ ИЗС) БРЕТ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСК(54) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО МАРКИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к растворам для химического маркирования стальных деталей. Цель изобретения - повышение четкости, механической и химической стойкости изображения. Раствор содержит, г/л: сернокислая медь 60 - 70, таннин 50 - 60, хлористый кобальт 60 - 70; гипохлорит натрия 5 - 7, водорастворимый нигрозин 8 - 10, Введение в раствор хлористого кобальта, гипохлорита натрия и водорастворимого нигрозина позволяет обеспечить четность маркировки и ее длительное хранение. 2 табл,ие "Завод вский Е.А, .: МашиноНаиболее близким к предлагаемому является раствор для химического маркирования стальных изделий, содержащий, г/л;Медный купорос 50 Таннин 50Спирт этиловый 100 Вода дистиллированная До 1 л.Однако данный раствор характеризуется недостаточно четким отпечаток клейма, При этом клейма в процессе работы в масляной среде, а также щелочных моечных растворах и ЛВЖ подвержено истиранию, а при длительном хранении - коррозии, Входящий в состав раствора этиловый спирт видимых улучшений в качестве отпечатка клейма не придает, а только является социально опасным продуктом для общества. Приготовление раствора требует точного взвешивания составляющих.Целью изобретения является повышение четкости, механической и химической стойкости изображения клейма,35 - 7 1 - 20 оцессе услови- сляной 0 - 25 Остал ь(56) Авторское свидетельство ССМ 1534095, кл. С 23 Е 1/02, 1988Красников В,ФПетрикоМаркирование и клеймение. Мстроение, 1973, с, 94. Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к составам для химического маркирования деталей из че рн ы х металлов.Известен раствор для химической маркировки деталей, содержащий, мас.%:Азотнаякислота (уд, в,1,4) 0 Хлорное железоХлористыйпалладий 0,05 - 1Вода 25-50Однако маркировочное клеймо, полученное на основе этих чернил, в пр работы подвергается истиранию в ях щелочных растворов, а также в ма среде.Известен безкислотный раствор для маркирования стальных изделий, содержащий, мдс.%:Йод 245 50 55 Поставленная цель достигается тем, что раствор для химического маркирования стальных изделий, содержащий сернокислую медь, таннин и воду, в своем составе дополнительно содержит хлористый кобальт, гипохлорит натрия и водорастворимый нигрозин при следующем соотношении компонентов, гlл:Сернокислая медь 60-70 Таннин 50-60 Хлористый кобальт 60-70 Гипохлорит натрия 5 - 7 Нигрозин водорастворимый 8-10 Повышение четкости изображения клейма, а также механической и химической его стойкости достигается за счет введения в состав дополнительно травильных присадок: хлористого кобальта, выступающего в роли травильного компонента и гипохлорита натрия, выполняющего роль ингибитора коррозии.Химизм получения маркировочного клейма заключается в следующем.Известно, что соли при растворении в воде диссоциируют, отщепляя положительные и отрицательные ионы, которые и вступают между собой в реакцию.В данном случае при растворении в воде хлористого кобальта СоС 2 (соли образованной слабым основанием - гидроокисью кобальта СО(ОН)2 и сильной соляной кислотой НС), ионы кобальта, соединяясь с гидроксильными ионами, образуют ионы СоОН.В ионной форме реакция протекает так: Со + Н 20 СоОН + Н,В результате этой реакции в растворе появляется избыток водородных ионов и раствор хлористого кобальта имеет кислую реакцию.При нанесении этого раствора на поверхность стальных изделий происходит следующее химическое взаимодействие, Так как железо является более активным металлом в сравнении с кобальтом, то атомы его легко отдают свои валентные электроны ионам двухвалентного кобальта, тем самым превращаясь в ионы железа, а ионы кобальта разряжаются и выделяются на поверхности в виде рыхлого слоя металлического кобальта, который легко удаляется при механическом воздействии.В ионной форме реакция протекает так: Ре+ Со Со + Ге.Хлористый кобальт Со С 2 6 Н 20 структурной формулы С - Со-С+6 Н-О-Н представляет собой ярко-розовые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Он широко используется в металлургии как составной 5 10 15 20 25 30 35 40 компонент в производстве специальных легированных и жаропрочных сталей.В предлагаемом составе хлористый кобальт выполняет роль травильного компонента.Параллельно описанной реакции происходит и химическое взаимодействие растворенной сернокислой меди с маркируемой поверхностью, Таким образом, эффект травления поверхности значительно увеличивается и глубина вытравленных знаков при нанесении маркировочного раствора достигает 40-60 мкм за 1 - 3 мин взаимодействия раствора с материалом изделия. Оставшийся невысохший раствор удаляется путем промывания маркируемой поверхности раствором нейтрализатора, В противном случае в месте нанесения маркировочного знака развивается коррозия. Поэтому с целью предотвращения появления коррозии, а следовательно, и увеличения срока хранения маркировки в предлагаемый состав дополнительно вводят гипохлорит натрия, выполняющий роль ингибитора коррозии.Гипохлорит натрия (натрий хлорноватистокислый) формулы йа - О - С в своем составе содержит ионы активного хлора (С ), которые, взаимодействуя с металлом и ионами коррозионно-активной среды (ЯО 4), образуют малорастворимые соединения. Происходит явление химической адсорбции. При этом вступившие в реакцию атомы металла не порывают связи с другими атомами пространственной решетки этого же металла и не выделяются в виде новой фазы, Так образуется защитная пленка, предохраняющая металл от коррозии,Гипохлорит натрия представляет собой прозрачную зеленовато-желтую жидкость, не содержащую осадка и взвешенных частиц, хорошо смешивающуюся с водой, Применяется в качестве окислителя в цветной металлургии и производстве органических полупродуктов и красителей,В предлагаемом составе используется как вещество, ингибирующее процесс кислотной коррозии углеродистой стали в местах нанесения маркировочного клейма.При взаимодействии таннина (дубителей: дубового, елового, ивового и др.) в, рстворе с железной солью РеЯО 4 происходит качественная (цветная) реакция и раствор приобретает коричневый цвет,Для придания маркировке черного, более отчетливого изображения. в предлагаемый раствор наряду с таннином вводят в небольшом количестве нигрозин водорастворимый. В предлагаемом составе нигрозин используется по назначению. Он представ1733503 Таблица 1 40 45 ляет собой порошок черного цвета, хорошо растворимый в воде,Таким образом, предлагаемый состав раствора для химической маркировки изделий из черных металлов отличается повышенным качественным и четким изображением маркировки, ее длительным сроком хранения.Приготовлено 5 рецептур предлагаемого состава,Данные приведены в табл.1В сравнении с прототипом определялись четкость изображения клейма, стойкость к истиранию, к воздействию щелочных моечных растворов, бензина, керосина и масел.Результаты представлены в табл.2.Испытания приготовленных составов и раствора по прототипу показали, что оптимальным составом, дающим наиболее четкий отпечаток клейма, стойкий к истиранию, воздействию щелочных моечных растворов, бензина, керосина и масел, являются растворы 2,3 и 4, отвечающие концентрации предлагаемого раствора,. Содержание компонентов ниже нижнего предела (раствор 2) и выше верхнего(раствор 4) приводит к ухудшению характеристик маркировочного клейма.Предлагаемый раствор устойчив к воздействию окружающей среды, вследствие чего срок его хранения не ограничен при условии хранения его в герметически закрытой емкости.Приготовление раствора осуществляется в следующем порядке.В предварительно подогретой до 50 - 60 о дистилированной воде растворяют составные компоненты: сернокислую медь, хлористый кобальт и таннин. Растворяют нигрозин в небольшом количестве воды, Полученные растворы. смешивают, добавля ют гипохлорит натрия и полученный составперемешивают до получения однородной массы, Перед применением раствор отфильтровывают через несколько слоев марли.10 Маркировочный состав легко наноситсяна предварительно обезжиренную поверхность изделия с помощью пера, кисточки или резинового штемпеля, который прижимается к ней на несколько секунд. Нанесен ное изображение остается на поверхностив течение 1 - 3 мин с тем, чтобы раствор мог прореагировать с материалом изделия. Оставшийся невысохший раствор удаляется промыванием в 5-10 -ном растворе,каль цинированной соды или другого нейтрализатора. Пассивирования не требуется. Формула изобретения Раствор для химического маркирования 25 стальных деталей, содержащий сернокислуюмедьитаннин,отличающийся тем, что, с целью повышения четкости, механической и химической стойкости изображения, он дополнительно содержит хлористый 30 кобальт, гипохлорит натрия и водорастворимый нигрозин при следующем соотношении компонентов, г/л;Сернокислая медь 60-70 Таннин 50-60 35 Хлористый кобальт 60-70Гипохлорит натрия 5 - 7 Водорастворимый нигрозин 8 - 101733503 Таблица 2 10 15 20 25 30 Составитель Р.УхлиноваТехред М.Моргентал Корректор Э,Лончакова Редактор Е.Копча Заказ 1641 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101