Материал: Основы гальванотехники П. М. Вячеславов. 1960- 9 Мб

двух жидкостей: масла и щелочного раствора. По этой причине при погружении металлического изде­ лия в щелочной раствор сплошная пленка масла на нем разрывается и происходит собирание масла в от­ дельные капли. Последние при определенных усло­ виях отрываются от металла и образуют эмульсию.

Для облегчения эмульгирования к щелочному рас­ твору добавляют поверхностно-активные вещества, или эмульгаторы. В качестве их используются жид­ кое стекло, мыло, добавки ОП-7 или ОП-10 (полиэти­ ленгликолевый эфир) и др.

Для обезжиривания черных металлов, а также меди и ее сплавов применяют растворы едкого натра или едкого кали с концентрацией не более 100 г/л, так как при слишком высоких концентрациях щелочи эмульсия получается неустойчивой. При обезжирива­ нии цинка, алюминия, свинца, олова и их сплавов при­ меняют соли, гидролизующиеся с образованием ед­ кой щелочи (например, кальцинированную соду и три­ натрийфосфат). Щелочность таких растворов обычно находится в пределах 9—11. Обезжиривание произ­ водят в растворах, нагретых до 70—90 °C. Продолжи­ тельность обезжиривания в зависимости от степени загрязнения и свойств металла колеблется от долей минуты до получаса.

Весьма широко применяется электрохимическое обезжиривание. Для него используют те же щелоч­ ные растворы, что и при химическом обезжиривании, но с меньшей концентрацией компонентов.

Механизм процесса электрохимического обезжири­ вания сводится к эмульгированию масел и жиров вы­ деляющимися пузырьками газов (водорода или кисло­ рода), причем вести его можно на катоде или на аноде. При катодном обезжиривании выделяющийся водород может проникнуть в поры металла и вызвать повышенную хрупкость стальных изделий, а также вздутие и отслаивание покрытий, поэтому предпочи­ тают вести комбинированную обработку — сначала на катоде, а затем на аноде. В некоторых случаях при­ меняют только анодное обезжиривание. В табл. 7 при­ ведены данные о составах растворов и режимах ра­ боты при обезжиривании.

Обезжиривание грубообработанных изделий из

37

черных металлов можно вести в же­ лезных барабанах, сочетая этот про­ цесс с галтовкой.

Значительный интерес представ­ ляет применение ультразвука для очистки изделий. Ультразвуковой ме­ тод очистки изделий основан на преоб­ разовании электри­ ческого тока в вы­ сокочастотные ко­ лебания жидкости.

Наиболее ответ­ ственной частью ультразвуковой ус­ тановки является ге­ нератор электриче­ ских колебаний. Для этой цели в про­ мышленности ис­ пользуют ламповые генераторы с диапа­ зоном частот 6,5—

100кгц.

Вкачестве вибра­

торов могут приме­ няться пакеты нике­ левых пластин тол­ щиной ~ 0,1 мм.При пропускании пере­ менного тока по на­ ружной обмотке вибраторов пластин­ ки начинают од­ новременно коле­ баться, передавая жидкости то растя­ гивающее, то сжи­

38

мающее усилие. В результате этих усилий от поверх­ ности изделий и отделяются загрязняющие их ве­

и подвергается действию ультразвуковых ■ колебаний. Применение ультразвука ускоряет процесс обезжири­ вания и позволяет производить очистку изделий со сложной конфигурацией (детали приборов, медицин­ ских инструментов). Ультразвуковая очистка весьма эффективна также при обработке очень мелких де­ талей, в том числе для часов.

4. Травление и декапирование

Операция травления обычно следует за обезжири­ ванием и производится с целью удаления с поверх­ ности металла окислов. Различают химическое и элек­ трохимическое травление. При химическом травлении черных металлов в основном применяют серную и соляную кислоты. Если поверхность металла, погру­ женного в кислоту, покрыта окалиной или ржавчиной, то одновременно протекают два процесса: раство­ рение металла и растворение ржавчины. Время пол­ ного удаления ржавчины зависит от концентрации и свойств кислоты.

В соляной кислоте при концентрации ее 10% и выше скорость растворения ржавчины больше, чем в серной кислоте. Растворение ржавчины в растворах серной кислоты протекает особенно интенсивно при концентрации 20—40% и заметно убывает в случае изменения концентрации в ту или иную сторону.

Скорость травления как в серной, так и в соля­ ной кислотах значительно повышается с возрастанием температуры. Оптимальной для серной кислоты является температура 50—60 °C, а для соляной

30-40 °C.

Механизм удаления окалины при травлении в рас­ творах серной кислоты состоит преимущественно в отделении чешуек окалины от поверхности металла пузырьками водорода, образующимися при растворе­

39

дуется на растворение металла, находящегося под окалиной. При травлении металлов в растворах соля­ ной кислоты механический фактор травления имеет гораздо меньшее значение, так как окислы железа в соляной кислоте растворяются значительно быстрее, чем в серной.

Применение ингибиторов коррозии при травлении дает возможность коренным образом улучшить про­ цесс травления, уменьшить расход кислоты и потери металла при травлении, а также предохранить металл от водородной хрупкости и оздоровить условия труда.

Достаточно эффективная защита металлов инги­ биторами обусловливается образованием на поверх­ ности металла слоя продуктов взаимодействия ме­ талла, ингибитора и ионов коррозийно-активной среды.

Работы последних лет показали, что все вещества, являющиеся активными ингибиторами коррозии, спо­ собны взаимодействовать с металлом или его ионами, образуя на поверхности металла защитную пленку из нерастворимых или малорастворимых соединений.

Большинство замедлителей, применяемых в про­ мышленности или упомянутых в патентах в качестве травильных присадок,представляет собой относитель­ но дешевые технические продукты с большим коли­ чеством различных примесей. Чаще всего это смеси органических веществ, например отходы каких-либо производств (пищевых, химических и т. д.). Ингиби­ торные функции таких продуктов зачастую присущи именно примесям, а не основному веществу, которое определяет название продукта.

Весьма эффективными ингибиторами в растворах серной кислоты являются основания хинолинового ряда (присадка ЧМ), тиомочевина, тиодигликоль, а- и Р-нафтиламин; в соляной кислоте — уротропин, инги­ битор ПБ-5 (полимер бутилимина).

Составы растворов для травления стальных изде­ лий приведены в табл. 8,

4Q

Таблица 8

Составы растворов для химического травления углеродистых сталей

азотной, серной и соляной кислот. Обычно процесс осуществляется последовательно в двух растворах.

Предварительное травление производится в растворе, содержащем 80—100 г/л азотной кислоты, 4—5 г/л соляной кислоты и 650—700 г/л серной кислоты при температуре 18—25° С. Изделия выдерживают в рас­ творе до удаления с их поверхности слоя окислов,

стальных изделий применяют следующий раствор (в л):

41