Раствор для оксидирования стали

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соеэ Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з с присоединением заявки йо С 23 Р 7/04 С 23 Р 7/2 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 0706.81(54) РАСТВОР ДЛЯ ОКСИДИРОВАНИЯ СТАЛИ 2 Изобретение относится к области , химической обработки поверхности .металлов, в частности, оксидированию сталей и, может быть использовано в качестве технологического покрытия для удержания смазки при производстве иэделий методами холодной и горячей деформации, а также для защиты от окисления при высокотемпературном нагреве в окислительной атмостфере. 10Известен раствор для оксидирования металлической поверхности, содержащий 3-5 бихромата натрия, 1,5-3 однозамещенного фосфата натрия, 4-6 соляной кислоты, 0,01"0,1 ПАВ, в 15 частности ПО, остальное вода (1).В процессе нагрева на поверхности защищаемой детали образуется защитное покрытие, сохраняющее свои свой- ства до 1300 оС. 2 О. Недостатком этого состава является необходимость многократного нанесения его для,получения слоя оптимальной толщины. Кроме того, наличие; в растворе соляной кислоты приводит к выделению вредных газов в процессе оксидирования.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и.достигаетмому результату является водный раствор, содержащий серную .- кислоту, аэотнокислую соль щелочного металла, сернокислый марганец, соединение шестивалентного хрома, комплексообразователь, в частности, фосфатное соединение полимера 21Раствор может содержать ванадат щелочных металлов.При погружении. деталей из нержаве" ющей стали в горячий раствор на поверхности образуется пленка золото" го, черного, голубого или коричневого цвета.Недостатками указанного раствора являются значительная величина;корроэионного воздействия .его на обрабатываемую поверхность Ималая работоспособность. Это объясняется тем, что соотношение между скоростями протекающих реакций перевода в ионное состояние и образования оксидной пленки на обрабатываемой поверхности явно неблагоприятно для образования оксидной пленки.Целью настоящего изобретения является предотвращение растравливания основы.Указанная цель достигается тем, что раствор дополнительно содержит железо сернокислое, а в качестве комп 8 36216лексообразователя - аммоний сернокислый при следующем соотношении компонентов, г/л:Серная кислота 500-600 Калий азотнокислый,40-60 8-12 Марганец сернокислый Калий двухромовокислый 60-80 10 Железо сернокислое 5-15 Аммоний сернокислый 60-100 Наличие в растворе двух окислителей (калия двухромовокислого ижелеза сернокислого окисного) позволяет поддерживать окислительновосстановительный потенциал раство- .ра на таком уровне, при которомскорость реакции ионизации металлазаторможена,Аммоний сернокислый играет ролькомплексообразователя и участвует.в построении металл-аммиачных комплексов с ионами металла, переходящими в раствор при протекании двухсопряженных реакций - ионизации металла и образования окисной пленки, повышая тем самым работоспособность раствора, 30Приготовление растворов производят следующим образом. В стаканах 1иэ термостойкого стекла в небольшом, около 0,3 л количестве нагретой до 60-70 ОС дистиллированной 35воды растворяют калий двухромово-кислый, затем туда же последовательно,добавляют предварительно растворенные в воде калий азотнокислый,марганец сернокислый и аммоний сер40нокислый, После тщательного перемешивания раствора и охлажденияего до 25-35 ОС добавляют требуемоеколичество серной кислоты при постоянномперемешивании и периоди"ческом .охлаждении, после чего добавляют железо сернокислое окисное идоводят объем раствора до 1 л дистиллированной водой,Были приготовлены и опробованыследующие составы (см,таблицу 1).Опробование изобретенного и известного растворов проводят на образцах из нержавеющей стали 12 Х 18 Н 10 Трфмером 30 х 20 х 1 мм. Образцы обеэжиривают венской известью и травят.в растворе, содержащем вес.Ъ: азотная .кислота. 12, плавиковая кисло та 4, вода - остальное при температуре;55-60 ОС в течение 5-10 минПосле травления образцы тщательно промывают водой, сушат и взвешивают; Взвешенные образцы обрабатывают в растворах 1-4 ( для нанесенияокисного покрытия в течение 1 часв температурном интервале 90-115 фС. 65 На каждый опыт берут по 3 образца.Результаты испытаний приведены втаблице 2. Данные усреднены, ошибкаизмерений не превышала 20, Термообработку предварительно оксидированных в растворах 1-4 образцов производят в оКислительной атмосферевоздуха в электрической печи при температуре 1050-1080 фС в течение10 мин.Вес образовавшейся при оксидировании поверхности. металла оксиднойпленки определяют путем последовательной обработки сначала в. растворесостава , вес.Ъ: едкий натрий НаОН 5, перманганат калия КМп 04-10, вода - остальное при температуре 95100 ОС в течение 1-1,5 час, а затемв растворе 15 щавелевой кислотыНС О, Н О при температуре 60-70 Св течение 0,5-1-мин,Проведенные контрольные опытыпоказали, что весовые потери чистогометалла йри обработке в указанныхвыше растворах отсутствуют.Как видно из приведенных в таблице 2 данных, использование изобретенного раствора приводит к образованию оксидной пленки от сиреневого до синевато-черного цвета с ве-.совыми потерями металла при оксидировании 0,0068-0,0860 г/дм час притемпературе раствора 95-115 фС, в товремя как в растворе о прототипуобразуется оксидная пленка от коричнево-фиолетового до светло-коричневого цвета с весовыми потерями металла при оксидировании 0,0488"0,4363 г/дм час при температурераствора 90-115 СЗначительная величина коррозионного воздействия раствора на металлприводит к быстрому расходованиюкомпонентов, накоплению ионов металлаи, вследствие этого, к прекра"щению работы раствора.При этом толщина образующейсяокисной пленки в изобретенном раствореи растворе по прототипу была сопоставимой при температуре раствора 90 -110 С и в 7 12 раэ больше при температуре 115 ОС. Опробование оксидной пленкиполученной из изобретенного раствора (У 4 по таблице 1,температура 115 С, время 1 час) ираствора по прототипу в качествеподсмаэочного покрытия, осуществляют при прокатке труб из нержавеющей стали,12 Х 18 Н 10 Т на стане ХПТР30/60 по маршруту 25 х 1,5 22 х 0,5 мм.Длина заготовки составляла 0,75-1 м,Режим проката " 78 двойных ходовв минуту, подача 1,5 мм, процент обжатия 80,8, смазка - касторовое масло с тальком.При использовании в качестве подсмазочного покрытия оксидной пленкиполученной из изобретенного раствораход проката был нормальный, процесс836216 Таблица 1 ЬВ Ю Ю Ю Ю Ю а ав Ю ЕВ Ю Ю В Компоненты Опробованные составы раствораг/л 550 600 500 450 Серная кислота 40 Калий азотнокислый . 60 60 50 10 Марганец сернокислый 25 12 Натрий ванадиевокислый 20 Натрий трифосфат 30 20 Натрий хромовокислый Аммоний сернокислый 60 100 80 Калий двухромовокислый 80 70 60 Железо аернокислое окис"ное 10 15 Примечание: Состав раствора 1 соответствует прототипу.1. осуществляется без налипания на инстумент, с получением гладкой поверх" ностиВ то же время при использовании оксидной пленки, полученнойв раст" воре по прототипу, наблюдается налипание на инструмент, что приводит к ,нарушению хода проката и ухудшению качества поверхности трубы.изобретенный раствор может найтиприменение при производстве особо- тонкостенных труб методом пакетной прокатки, а также при обработке ме таллов давлением,х1ю о Фхдо х махдххфофе цхнэО О О 1 Ь.6 их ФХ О са+1Х ЭХОЭИОООС 1ХОХО ЭЭэюохййххй ан ФацххОО Зд 666иоанн Ра Е Ц 1 Х РХ ХЕ ц х о х,э е йохйх1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 М 1 оао ДРД эоо хнн Р Э Э хек аоо оххе еу х й 16 ох Ц Р н х Фа до о м оа д ф эо х н Р 6 х и ао ох Ч Ч ОоЛ Ю Юо о ос со о о 1 х а о Мо н м Э Ф дк х ЭР 1 Э хэ 3 ОХ О 1 Ф ц Е е 1 о д о н Ф ,Ц о кэ х 6 1 о н х о 1 х а о Х 1 о н О д х Ф Э х д х Ф ох836216 й о и и Ю х н Ц о и о 1 1 1 1 1 1, 1 1 1 1 1 о о Е аэо а ю иа 11о1 а.х192 хНХФ1 Х Х" Р1 ЮЦ1 аюювао1 ХО11 Юцх1 6 Х.цдох1 И о1 61 ХЮФохд,16 Ю о1 Я О дхоа11111111 и О Ю н 6 х х 6 И Ц о о а И л П 3 ь с ь1 Ф хм мах хнее аодй иоЮ а+ 1 Ф О О О ХО 96 Я 69(М Ю Ю Ю Ю ь 1 Ю о х ф 6 ДЮОХ 1 х ддхх 1 ИЮОЮ захдаоао боои а6 ъч сеЯ ае И х онцх де а Н Рг 4 6 о о д ЮЮЮО аах и Ю Ю СО ь ь л Ю Ю ъо 1 ф с 3 Ю Ф о .ха 16 ххо ДЮОХД 1 ИХ 6 ДВОДО Ю О Ю 1 3 ах аа 1 ООахоицдл Х Э 21 охб цх -ф ххо ахиОХЮ ЭН 3 1 охеа до 16 Х: ЕЮОО 1 3 ОИДНХИХ836216 12 Формула изобретения Марганец сернокислый 8-12 Калий двухромовокислый. 60-80 Железо сернокислое (111) 5-15 Аммоний серно"кислый 60-100 500-600 Серная кислота Калий азотнокислый 40-60 Составитель М.ЩербаковаТехред Н. Майорош Корректор М.Шароши Редактор Л.Авдейчик 1Заказ 28844/16 Тираж 1048 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и. открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Раствордля оксидирования стали, содержащий серную кислоту, калий азотнокислый, марганец сернокислый, соединение шестивалентного хрома, преимущественно калий двухромовокис 5 лый и комплексообразователь, о т л и.ч а ю щ и й с ятем, что, с целью предотвращения растравливания основы он дополнительно содержит железо сернокислое (111) и в качестве комплексообразователя аммоний сернокислый,при следующем соотношении компонентов, г/л: Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Р 382775, кл, С 23 Р 15/00, 1973. 2, Патент Японии Р 18241,кл. 12 А 41; 1971,