Способ очистки металлических поверхностей от масляных загрязнений

 

Использование: очистка металлических поверхностей от масляных загрязнений. Сущность изобретения: способ очистки включает обработку погружением в порошок оксида алюминия на 20-30 мин с последующим протиранием поверхностей ветошью. Регенерацию порошка осуществляют прокаливанием на воздухе при температуре 850-900°С. 5 табл. приводит к загрязнению окружающей среды . Известен способ очистки металлических деталей отжировых и масляных загрязнений с применением органического соединения хлоральгидрата, включающий распыление его в виде порошка в потоке аргона при температуре 45-48°С на поверхности детали, предварительно нагретый до температуры 55-65°С, которая выше температуры плавления хлоральгидрата () и ниже температуры его кипения (t 96°С). Процесс ведут в герметизированной камере , а после его окончания деталь сушат при 100-120°С до полного испарения хлоральгидрата . Недостатками способа являются его сложность ввиду невозможности проведения в естественных условиях и необходимости специального оборудования, а также малая доступность и высокая цена используемого реактива. (Л С ч о о о ю ю Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 G 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ (21) 4945313/26 (22) 17.04.91 (46) 23,01,93. Бюл, ¹ 3 (71) Научно-исследовательский институт

"TNTBH (72) Н.К.Евстигнеева и A.È.Øèãoðèí (76) Н.К.Евстигнеева (56) Гальванотехника, Справочник/Под ред.

А,М.Гинберга, М.: Металлургия, 1987, с.91, Авторское свидетельство СССР

N 870505, кл. С 23 G 5/02, 1981.

Патент ЕПВ N 0294245,,кл. С 23 F3/00, опубл. 1988.

Бартл Д„Мудрох О. Технология химической и электрохимической обработки поверхностей металлов. M,: ГНТИМЛ, 1961, с,175.

Изобретение относится к очистке и мо>кет быть использовано в электронной промышленности, приборостроении и машиностроении в технологических процессах, требующих предварительной очистки металлических деталей от масляных загрязнений.

Известен способ обезжиривания поверхности металлических деталей, включающий их обработку органическим растворителем — бензином с последующим протиранием обезжиренной поверхности мягкой ветошью.

К недостаткам известного способа относятся токсичность бензина, его легковоспламеняемость и пожароопасность, исключающие широкое применение в технологических процессах, а также невозможность его использования в замкнутом технологическом цикле, так как регенерация бензина связана со значительными техническими трудностями и затратами, и

„„. >Ы „, 1790629 А3 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ МАСЛЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (57) Использование: очистка металлических поверхностей от масляных загрязнений.

Сущность изобретения: способ очистки включает обработку погружением в порошок оксида алюминия на 20-30 мин с последующим протиранием поверхностей ветошью, Регенерацию порошка осуществляют прокаливанием на воздухе при температуре 850 — 900 С. 5 табл, приводит к загрязнению окружающей среды.

Известен способ очистки металлических деталей от жировых и масляных загрязнений с применением органического соединения хлоральгидрата, включающий распыление его в виде порошка в потоке аргона при температуре 45 — 48 С на поверхности детали, предварительно нагретый до температуры 55-65 С, которая выше температуры плавления хлоральгидрата (t=53 С) и ниже температуры его кипения (t = 96 С).

Процесс ведут в герметизированной камере, а после его окончания деталь сушат при

100-120 С до полного испарения хлоральгидрата.

Недостатками способа являются его сложность ввиду невозможности проведения в естественных условиях и необходимости специального оборудования, а также малая доступность и высокая цена используемого реактива, 1790629 ся

Известен также способ, в котором для очистки поверхности металлических деталей используют сложный водный состав на основе оксида алюминия (70 ) с добавками в виде девяти веществ, . окиси кремния 5; окиси марганца 5; пероксидов натрия и калия 5; фосфата цинка 5; нитрата калия 3; щавелевой кислоты 4; фосфорной кислоты 3, Семь из этих добавок являются токсичными. Процесс очистки состоит из двух стадий, На первой из них, предварительной, детали обрабатывают в алкалиновом растворе мыла (СП АВов), а на второй стадии обрабатывают в течение 2 — 3 ч описанным выше сложным способом. Использование известного способа требует применения дорогостоящих очистных соору>кений и химических реактивов для очистки сточных вод, сбрасываемых в природные водоемы.

Недостатками известного способа являются сложность используемого состава, токсичность применяемых добавок, длительность процесса (две стадии), невозможность проведения процесса очистки в замкнутом цикле путем регенерации реагентов и, как следствие, загрязнение окружающей среды.

Наиболее близким к заявляемому способу очистки является способ, принятый за прототип, в котором для очистки поверхности металлических деталей используют венскую известь (доломит) — смесь углекислых солей магния и кальция, Для проведения обезжиривания металлических поверхностей тонкомолотый, жженый доломит разводят в небольшом количестве воды до состояния жидкой кашицы, а затем этим составом с помощью тряпки, пакли или кисти обтирают поверхность деталей. После этого поверхность каждой детали тщательно отмывают водой до полного удаления порошка вместе с загрязняющими маслами.

В основе способа очистки деталей известью лежит обезжиривание деталей в щелочной среде, так как доломит с водой образует смесь с рН раствора-8. Поэтому для металлических деталей, например, из алюминия, поверхность которых при очистке щелочным обезжириванием темнеет, данный способ непригоден.

Недостатками данного способа являютбольшая трудоемкость процесса. Для отмывки деталей от загрязненного после очистки порошка с маслом приходится прибегать к дополнительным средствам — например, СПАВам - синтетическим поверхностно-активным веществам, которые загрязняют сточную воду и требуют

55 строительства дорогостоящих очистных сооружений; невозможность применения способа для целого ряда металлических деталей изза взаимодействия металлической поверхности с известью. Например поверхность алюминиевой детали темнеет при нанесении извести и деталь становится непригодной для проведения последующего межоперационного процесса; процесс требует больших затрат для очистки сточных вод на очистных сооружениях; невозможность проведения процесса очистки в замкнутом цикле с целью повторного использования "венской" извести и, как следствие, загрязнение окружающей среды.

Целью изобретения является упрощение и удешевление процесса очистки при улучшении экологии, Для достижения этой цели в известном способе очистки, включающем обработку поверхности металлических деталей при комнатной температуре с последующей отмывкой водой, проводят очистку деталей сухим способом без применения воды.

На 20 — 30 мин детали погружают в сухой порошок оксида алюминия, затем их извлекают и остатки порошка удаляют стряхиванием или протиранием мягкой ветошью.

Упрощение процесса достигается за счет применения для очистки деталей сухоro способа с применением одного легко доступного дешевого порошка оксида алюминия и исключения длительной отмывки поверхностей детали водой.

Предложенный способ сухой очистки деталей исключает использование дорогостоящих очистных сооружений и химических реагентов, Улучшение состояния окружающей среды достигается за счет проведения очистки в замкнутом цикле путем регенерации загрязненного маслами порошка оксида алюминия прокаливанием ноа воздухе при температуре 850 — 900 С и сгорания масел до углекислого газа и воды.

Данные экспериментальных исследований представлены в табл.1, Как показывает данная табл.1 температура регенерации отработанного загрязненного порошка оксида алюминия от масел равна 850 — 900 С.

Проведенные исследования показали, что для полной очистки 1 см поверхности детали, загрязненной 0,020 г масел, требуется 0,74 r порошка оксида алюминия. Для очистки той же поверхности от 0,01 г масел требуется 0,37 г оксида алюминия.

1790629

Таким образом, с увеличением степени поверхностного загрязнения деталей увеличивается количество оксида алюминия, необходимое для очистки в соответствии с приведенной выше пропорцией.

Степень обезжиривания поверхности деталей определялась по смачиваемости ее поверхности, B случае неполного обезжиривания капля воды, нанесенная на поверхность, смачивает ее неполностью, так как растекается с бороздками или совсем не растекается, Как показывают эксперименты, для очистки деталей, выполненных из различных материалов — алюминия, меди, вольфрама, молибдена — различной конфигурации и размера достаточно 20-30 мин.

Данные экспериментальных исследований представлены в табл.2, Из данных табл.2 видно, что наилучшая длительность очистки металлических деталей от масел не менее 20 мин.

Выбранные режимы регенерации отработанного порошка — прокаливание на воздухе при температуре 850 — 900 С позволяют полностью очистить порошок оксида алюминия от масел, обеспечивая их полное выгорание до углекислого газа и воды.

Необходимое для этого время определяется степенью загрязнения порошка маслами. Для контроля процесса осуществляют периодическое взвешивание регенерируемого порошка. Момент окончания процесса фиксируется по прекращению изменения веса порошка.

Результаты проведенных экспериментов представлены в табл.3.

Из табл.3, в которой представлены данные технологического процесса, регенерацию загрязненного маслами порошка оксида (до 1 ) заканчивают в течение 2 ч.

За это время масла выгорали полностью до углекислого газа и воды. Количественное содержащие масел составляло 0,2/,, при большем содержании адсорбированных масел B порошке оксида алюминия длительность прокаливания увеличивается, Регенерированный порошок оксида алюминия при повторном использовании позволяет производить качественную очистку деталей, Данные проведенных экспериментов представлены в табл.4, Как показывают данные табл.4 процесс обез>киривания деталей в порошке оксида алюминия после его регенерации проходит качественно, так как достигается полная смачиваемость поверхности деталей.

Предлагаемый способ очистки деталей

or масляных загрязнений может работать по замкнутому циклу.

Использование предлагаемого способа способствуетулучшению состояния окружающей среды из-за возможности проведения процесса сухим способом и в замкнутом цикле, что обеспечивает защиту окружающей среды от загрязнения токсичными веществами и исключает необходимость использования дорогостоящих очистных сооружений и химических реагентов, Пример 1. Требовалось провести очистку 16 шт медных деталей размером

4,5х3 см, поверхность которых с обеих стог рон загрязнена техническими маслами (масло индустриальное, машинное ГОСТ

1707-51). Экспериментальным путем показано, что уля очистки поверхности величиной 1 см от масла в количестве 0,020 г требуется 0,74 г гидроксида алюминия, для очистки одной детали от масла в количестве 0,54 г требуется 19 98 г порошка оксида алюминия. Для 16-ти деталей необходимо

320 г порошка.

В емкость, наполненную 320 г порошка оксида алюминия, поместили 16 деталей, Детали размещали без соприкосновения друг с другом; поверхности. деталей были полностью покрыты порошком оксида алюминия, Очистка деталей проводилась в естественных условиях: на воздухе при комнатной температуре в течение 20 мин, после чего их извлекали из емкости, удаляли остатки порошка путем протирания поверхности мягкой ветошью или отряхиванием, Очищенные детали передавались в цех для дальнейшей обработки. Контроль качества обезжиривания поверхности проводился визуальным методом. Степень обез>киривания поверхностей деталей определялась по смачиваемости ее поверхности.

В случае неполного обезжиривания капля воды, нанесенная на поверхность, смачивает ее неполностью, т.е. растекается с бороздками или совсем не растекается.

Регенерация отработанного порошка оксида алюминия в количестве 320,6 г проводилась путем прокаливания его на воздухе в муфельной печи (тип СНОЛ-1,6,2, 5.1/1л-Н3; ТУ 16-68139-86; погрешность— 25 С) в течение 2 ч при температуре 875 С, чем обеспечивалось полное выгорание масел, Взвешивание проводилось через каждые 30 мин после охлаждения навески оксида алюминия в эксикаторе до комнатной температуры. Окончание процесса регенерации фиксировалось постоянной неизменяющейся массой оксида алюминия (см.табл,1 — 4).

1790629

Таблица1

Выбор температуры регенерации оксида алюминия с целью полного выгорания масел

Время прокаливания,мин

Температура прокаливаоC

Масса образца до прокаливания, г

Масса образца после прокаливания, г

Кол-во выгоНаименование образца ревшего масла, г

106

105,53

105,106

105,00

105,0001

105,53

105,106

105,00

105,0001

105,0001

0,47

0,424

0,106

900

Технологический оксид алюминия после процесса обезжиривания деталей

Стандартный образец из оксида алюминия

165,4688 г и технического масла-0,5 г

165,9688

165,7543

165,4920

165,4688

165,4689

165,7543

165,4920

165,4688

165,4689

165,4688

0,2145

0,2623

0,0232

900

Пример 2. Требовалось провести очистку 22 шт алюминиевых пластин размером 2,5х2 GM, загрязненных техническими маслами, Процессы очистки деталей от масел и регенерации отработанного оксида алюминия от адсорбированных масел проводили по аналогии с примером 1, Контроль качества очистки поверхности деталей и регенерацию отработанного порошка проводили по аналогии с примером 1 (см. табл,1 — 4).

Пример 3. Требовалось провести очистку 10 шт молибденовых пластин размером Зх4 см и 6-ти вольфрамовых образг цов размером 2х5 см . Процессы очистки деталей от масляных загрязнений, регенерации отработанного порошка оксида алюминия от масел проводится по аналогии с примером 1 и 2, Контроль качества очистки поверхностей деталей и регенерацию отработанного порошка проводили по аналогии с примером 1 (см,табл.1 — 4), Пример 4, B порошке оксида алюминия после его регенерации требовалось

Формула изобретения

Способ очистки металлических поверхностей от масляных загрязнений, включающий обработку соединением на основе оксида металла с последующим протиранием поверхности ветошью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и удешевпровести очистку деталей из меди в количестве 8 шт размером 4,5х3 см; детали из алюминия в количестве 10 шт размером

2,5х2 см; детали из вольфрама и молибдена г, 5 в количестве 8 штук, Процесс очистки деталей от масляных загрязнений, контроль качества очистки и регенерацию отработанного порошка проводили в соответствии с примером 1

10 (см.табл.1 — 4).

Использование предложенного способа позволяет обеспечить такое же количество очистки деталей, как и базовый способ, но избежать присущих ему недостатков.

15 Данные экспериментальных исследований сведены в табл.5.

Из данных табл.5 видно, что очистка деталей, обработанных в соответствии с предложенным способом, не хуже, чем очистка

20 деталей в бензине.

Опробование предлагаемого способа очистки деталей порошком оксида алюминия в лабораторных условиях дало положительные результаты.

25 ления процесса очистки при улучшении экологии, обработку проводят погружением в порошок оксида алюминия на 20-30 мин, 30 после чего осуществляют регенерацию порошка прокаливанием на воздухе при 850900 С, 1790629

Таблица2

20

15

30

20

20

То же

Табл ицаЗ

Наименование етали

Медные детали, 8 шт

Алюминиевые детали, 3шт

Детали из молибдена, 3 шт

Детали из вольфрама

Длительность очистки, мин

Качество очистки

Поверхность не смачивается

Поверхность не смачивается, присутствуют маленькие пузыри и бороздки

Поверхность полностью не смачивается, наблюдаются бороздки

Поверхность смачивается полностью

Поверхность смачивается полностью

Поверхность смачивается, наблюдается несколько бороздок

Поверхность обезжирена

Поверхность обезжирена, так как наблюдается полная смачиваемость

Эффект смачивания — отрицательный

Поверхность обезжирена, полная смачиваемость поверхности

Эффект смачивания — отрицательный

Поверхность обезжирена, полная смачиваемость поверхности

1790629

Таблица4

Наименование об азца

Качество очистки

Медные детали в количестве 8 шт

Детал ь 1-я — 8-я

Полная смачиваемость поверхности

Обезжиривание деталей качественное

Алюминиевые детали в количестве 10 шт

Детали 1-я — 10-я

Полная смачиваемость поверхности

Обезжиривание деталей качественное

Детали из молибдена в количестве 4 шт

Детали 1-я — 4-я

То же

Детали из вольфрама в количестве 4-х шт етали 1-я — 4-я

Таблица5

Наименование образцов

Степень очистки предлагаемым способом

Полная смачиваемость поверхности

То же

То же

Составитель Н.Евстигнеева

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Слободяник

Редактор

Заказ 368 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Детали из меди

Размер 4,5х3 см

Кол-во 16 шт

Детали из алюминия

Размер 2,5х2 см

Кол-во 22 шт

Детали из вольфрама

8шт

Детали из молибдена

8 шт

Степень очистки (базовый вариант с применением бензина

Полная смачиваемость поверхности