Способ электрохимического травления стальных изделий

 

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, а именно к способам удалени-я окалины с поверхности стальных изделий. Цель - интенсификация процесса, повышение степени удаления окалины. Обработку проводят переменным током частотой 10-100 Гц при плотности тока 62-400 А/дм2 и напряжении 32-220 В в течение 5-180 с в растворе, содержащем, мае. %: ортофосфорная кислота 4-10, вода - остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю1)5 С 25 F 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф к

° ни

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4640958/02 (22) 30.11.88 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) С.Н.Сироткин, В.О.Бородин, Т.А.Воронина, В.С.Адамчук, P.Ã.Aáäóëáàðîâ и

Е,А.Пудов (53) 621.357.8 (088.8) (56) Беленький М.А., Иванов А.Ф. Электроосаждение металлических покрытий. М.:

Металлургия, 1985, с.46, Майтак Г.П, Электрохимическое пол-, ирование стали переменным током. — Журнал прикладной электрохимии, 1965, М 4, с.840-845.

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано при электрохимическом удалении окалины с поверхности стальных изделий.

Целью изобретения является интенсификация процесса, повышение степени удаления окалине.

Растворы для осуществления предлагаемого способа готовили следующим образом: в воду добавляли при перемешивании расчетное количество ортофосфорной кислоты.

Составы растворов и режимы обработки представлены в табл.1.

Эффективность предлагаемого способа оценивали по интенсивности процесса травления, качеству обработанной поверхности, экологическим показателям,оцениваемым по расходу промывной воды и энергозатратам на термообезвреживание стоков.

„„. Ж„„1723209 А1 (54) .СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО

ТРАВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, а именно к способам удаления окалины с поверхности стальных изделий. Цель — интенсификация процесса, повышение степени удаления окалины. Обработку проводят переменным током частотой 10-100 Гц при плотности тока 62 — 400 А/дм и напряжении 32 — 220 В в течение 5 — 180 с в растворе, содержащем, мас.%: ортофосфорная кислота 4 — 10, вода— остальное. 2 табл.

Интенсивность процесса оценивали по средней скорости удаления окалины.

Качество обработки поверхности оценивали визуально с помощью микроскопа

МИИ-4 и гравиметрически по количеству остаточной окалины на поверхности после травления.

Расход промывной воды определяли по количеству воды, необходимой для полного. С удаления травильного раствора и продуктов О реакции с поверхности. Энергозатраты на обезвреживание стоков оценивали по коли- ) в честву электроэнергии, необходимой для термического обезвреживания (мокрого сжигания) 1 кг отработанного раствора.

Пример. Электрохимическому травлению подвертали образцы пружинных шайб 180 Т после термообработки перед цинкованием с исходным количеством окалины 2,6 г/кг. Состав окалины: 45% Ре20зх

1723209

Fez04 (трудноудаляемые окислы), 55 Fe0 и окислы свинца.

Образцы подвергались травлению в электрохимической ванне по режимам, представленным в табл,1. Процесс травления проводили при 26 С, однако способ эффективен и при 15 — 60 С. Результаты сравнительных испытаний электрохимического травления по предлагаемому и известному способам представлены в табл.2, Из табл.2 следует, что по предлагаемому способу электрохимического травления (варианты 2, 3, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19, 20) скорость удаления окалины высокая и со,ставляет 26,5 — 28,3 кг/с, что в 2,6 — 2,8 раза выше, чем по известному способу (10,0 мг/c), Количество остаточной окалины на поверхности мало и составляет О;02 — 0,05 г/кг, что на 0,94 — 0,97 г/кг меньше, чем по прототипу (0,99 r/êã), таким образом, степень очистки составляет 98,1 — 99,2, что на

36,1 — 37,2 лучше, чем по прототипу (62Я

Расход и ромывной воды уменьшается с 26,4 л/м (прототип) до 0,6-2,7 л/м, т. е, в 4 49,8 раза. Энергозатраты на термообезвреживание стоков снижаются с 0,93 кВт ч/кг (по прототипу) до О, При изменении параметров технологического режима или концентрации кислоты в сторону увеличения или уменьшения (варианты 1, 5, 6, 9, 10, 13, 14, 17, 18, 21) происходит снижение скорости удаления окалины до 12,1 — 14,0 мг/с, что в 2,0-2,2 раза меньше, чем по предлагаемому способу (26,5-28,3 мг/с), но в 1,2 — 1,4 раза выше, чем по известному способу (10,0 мг/с); увеличение количества остаточной окалины на поверхности до 0,20 — 0,55 г!кг, что на 0,18—

0,50 г/кг больше, чем по предлагаемому способу, но все же меньше на 0.79 — 0,44 г/кг, чем по прототипу, т,е, степень очистки ухудшается и составляет 78,8 — 92,3, что на 6,95 19,3 хуже, чем по предлагаемому способу (98,1 — 99,2 ), но лучше на 16,8 — 30,3, чем по прототипу (62 ); уменьшение расхода промывной воды с 26,4 л/м (по прототипу) до 0,5-3 л/м, что практически соответствуг

10 ет требуемому количеству промывной воды по предлагаемому способу (0,6-2,7 л/м ); снижение энергозатрат на термообезвреживание стоков с 0,93 кВт чlкг (по прототипу) до О, что соответствует энергозатратам

15 по предлагаемому способу.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет интенсифицировать процесс травления в 2,6—

2,8 раза; повысить степень очистки от

20 окалины на 36,1 — 37,2 ; улучшить экологические показатели, а именно снизить расход промывной воды в 9,8 — 44 раза, энергозатраты на термообеэвреживание стоков на

100 ; исключить потери основного метал25 ла; улучшить условия труда.

Формула изобретения

Способ.электрохимического травления стальных изделий, включающий обработку переменным током в водном растворе орто30 фосфорной кислоты, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения степени удаления окалины, обработку проводят переменным током частотой 10 — 100 Гц при плотности тока 62 — 400

35 А/дм и напряжении 32 — 220 В в течение

5 — 180 с в растворе, содержащем, мас. :

Ортофосфорная кислота 4 — 10

Вода Остальное

1723209

1 3 1 о о

3(чос

1 N Cl X I

С 3I. 1

1 1

1 I

1 (Ч I

I 1

1 1

1 3 ! 3

3 D

I N 1 ; — — - 3 ! I

1 I

1 CA I

I 1

1 3

I (О 1

3 1

I I

I б

I 1 л 1

1 I л л о м

1 СЧ ш сч О

Оъ

Л 3 л л

3 I

1 ° 1

I ч3 1

I 1

1 I

I 1

1 I

1 34\ 1

1 1

1 1

I 1

3 I

I 1

3 I м 1

1 1 о (с(о

М СЧ СО

I AI

С3

1 ° I о

3 Ъ

3 N

lA

N (Г(Cl

lA л

О (Г(М N

I СЧ (1 л

Р D

m М D

I ГЧ сЧ ОЪ

О ю л

I 1

I I

1 СЧ 1

1 I

1 I

I 1

1 I

1 3

I I а

I I

1 I

1 О .1

I 1

1 I

1 О ь I

I 1

I 1

1 4

I О0 1

I 1

1 (I 1 (I

1 I (,О 1

1 1

1 1 (CC

1 I

1 1

I 3

1 0 1

1 I

r-

1 t

1 М I

1 I

I 1

I 1

1 At I

1 I

I I (1 (I

1 I о о м (ч о

1 N С 4 CIL л

О м сч о

3 N М О\ л

Cl

О

I СЧ сЧ л о (с(СЧ

Ct о

I 0 о (Г(л I

lA

СЧ, N .! Ч(CD (Г\ л !

lA

О (Ч

I lCl о о

34(О с\

1 N. Ct м

1 N

Cl

I о (съ о м

I N

lA (4

О

34 Ъ л

D м

1 N

LC3 (Ч

С3 (ГЪ

Г( (Ч о м! (Ч

О

lA м t

I

3? о

1 ?

1 (l

1 О! в

v (.О! в

1 Ф

I X

t C0

30 . а

1 Ф о

1 (D

I о

3z (z л о

v о х

z z

Y Э

Iо э (O (L

Э (О

О 30

?с о

Ф v а Ф

00 т

Щ

? о

LCL II

343 Ф

C 3» с о

Y 3?x o с л с

Ф

Z

03

IL

CL с

С0

Y ъ

I 30

С0

v а

Ъ! (0

Ф

1

I !

I

1

I !

I

1

I !

1

I

3

I

1 (1

I

I

1

I

I 1

1

3

3

1

1 (1

1

1

4 Е

1 (0

1 133(— -4

1 (0

1 Ф

1 о с

I ! X

I Y

1 3о

I (o

I C0

1 Ъ

z

I 34 ! l0 а

1 х

I

1 00

I О

I Ф

I

1 ! Ф о

I I.! х

I C0

1 Z о

I C

1

Ф

I X ! Z

I C0

1 3( а

I Э о

С4

1

1

I

I

I

I

1

I

1

I

1

I X с

3 03

31 щ

1 43

1 О

1 (:

О О О lA О о

В М Ч Ч3 Ю

Сп Cl м сч о

3 N О1 а а а м сч о о

3 (Ч ОЪ

О (Г( м сч ю

1 С 3 О3 СО о (с(а м (ч в о (ч — — и(3

I

I

l

1

3 !

I

I

1 ,I

1

I

1

1

1

1

1

1 !

I

I

3

I

1

I

1

3

I

I

I

1

I (I

1

1

1

1

I !

1

I !

I

I ( о

1 Ct

t

< о (Г

I х

1 (0 и о

1 (0

3и

1 l0 а

t (й

3 Ъ ! $

1 (0

1 Э

1 X

I Э

I 34 а

1 Э

1 CZ о и !

I (.4

3 о

4 N

0

I и

1 !

I Ф

I X ! х

I (О !

1 т

I Э

1

I X

I а

1 (3

1723209

Таблица2

Варианты

Степень очистки

Примечание

88,5

0,36

13 3

0,5

Неоднородная поверхность, остаточная окалина пятнами

27,4

98,1

0,6

0,05

Светлая однородная поверхность

28,3

28,0

«»»

0,02

99,2

98,8

1,9

2,7

0 03

Светлая однородная поверхность

Остаточная окалина пятнами> местами точечный растрав

14,0

0,26

90,0

3,0

Неоднородная поверхность, пятна остаточной окалины

13,8

0,28

89,2

1,9

27,4

98,1

0 05

1>9

Светлая однородная. поверхность

1>9

То же

Остаточная окалина пятнами

1,9

Неоднородная поверхность, пятна остаточной окалины

1>9

27,4

98>1

0,05

Светлая однородная поверхность

1 9

99,2

89,6

28,3

0,02

0,27

1 9

1,9

То же

13,9

Неоднородная поверхность, остаточная окалина пятнами

0,55

Неоднородная поверхность, остаточная окалина пятнами

78,8

12>1

1,9

27,4

0,05

98,1

Светлая однородная поверхность

1 9.

1,9

17

1>9

1,9

Светлая однородная поверхность

1,9

98>5 89,6

27,7 13,9 1,9

То же

Пятна остаточной окалины

1 9

22 (прототип) 0,99

62. 26,4

10,0

Серая неоднородная поверх" ность, пятна остаточ.окали-. ны

0,93

Составитель Н.Скопинцева

Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор М.Циткина

Заказ 1047 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Количество остаточной окалины, г!кг

0,02

0,26

0,35

0,03

0,20

0,29

0,04

99,2

90,0

86,5

98,8

92 3

88,8

98,5

Скорость удаления оквлины, мг/с

28,3

14,0

13,3

26,5

13,0

13,8

27,7

Расход воды на промывку, л/мэ

Расход электроэнергии на термообеэвреживание, кВт.ч/кг

То же

Следы остаточной окалины

Пятна остаточной окалины