Раствор для химической маркировки станных деталей
Использование: химическая обработка металлов, в частности, химическая маркировка стальных деталей. Сущность изобретения: раствор содержит: азотная кислота (конц.) 300-350 г, соляная кислота (конц.) 10-20 г, окись меди 50-60 г, кислый сернокислый калий 50-100 г, аммоний лимоннокислый двухзамещенный 10-50 г, вода -до 1 л. 4 табл.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sI>s С 23 F 1/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГOCflATEHT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ фь
0 с) (21) 4887829/26 (22) 06.12,90 (46) 23.08.93. Бюл. ¹ 31 (71) Производственное объединение "Завод им. Малышева" (72) Э.И,Ясногорская и И.В.Бабушкина (76) Производственное объединение "Завод им. Малышева" (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 317093, кл. С 23 F 1/02, 1979, Авторское свидетельство СССР № 1451 l84, кл. С 23 F 1/02, 1987, Настоящее изобретение относится к области химической обработки металлов, в частности, к клеймению металлических изделий, изготовленных из сталей.
Химическое маркирование и клеймение основано на взаимодействии материала изделия с химическими веществами, входящими в состав травильных растворов.
Применяется в основном при нанесении знаков и изобретений на изделиях из металлов и их сплавов.
В ряде конкретных случаев химическое маркирование выгодно, отличается от известных механических и других методов. Это прежде всего отсутствие силового воздействия на иэделие, что важно при маркировании высокоточных изделий и изделий с ограниченной жесткостью.
Целью изобретения является повышение четкости и стойкости клейма.
Поставленная цель достигается тем, что раствор для маркировки содержит, г/л:
Азотная кислота (концентрированная) 300 — 350
„„, Ж „„1836490 АЗ (54) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ МАРКИРОВКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование; химическая обработка металлов, в частности, химическая маркировка стальных деталей. Сущность изобретения: раствор содержит; азотная кислота (конц.) 300-350 r, соляная кислота (конц.)
10-20 г, окись меди 50 — 60 г, кислый сернокислый калий 50 — 100 г, аммоний лимоннокислый двухэамещенный 10 — 50 г, вода — до
1 л. 4 табл.
Соляная кислота (кон центрирован ная) 10 — 20
Окись меди 50-60
Кислый сернокислый калий — 50 — 100
Аммоний лимоннокислый двухзамещен ни и 10-50
Вода до 1л, Новизна предложенного состава по сравнению с прототипом заключается во введении в состав кислого сернокислого калия в количестве 50 — 100 г/л и аммония лимоннокислого в количестве 10-50 г/л.
Кислый сернокислый калий в заявке выполняет неизвестную ранее функцию— травление металлической поверхности.
KHSO4 — ГОСТ 4223-75, белое кристаллическое вещество.
Кислый сернокислый калий хорошо растворим в воде. Известен, как компонент для получения смешанных удобрений, сульфирующий агент в производстве красителей, в аналитической химии для перевода трудно1836490 растворимых соединений в легкорастворимые.
Кислый сернокислый калий при взаимодействии с соляной и азотной кислотой хорошо травит металл и обеспечивает четкий оттиск клейма.
Механизм усиления травлейия засчет применения заключается в следующем:
КН304+ НЙ9з HzS04+ КЙОз
В растворе, в дрнном случае остается 10 избыток иойов ЙОэ которые осуществляют травление металла;
Me + ЙОз МейОэ .
В другом случае:
KHSO4+ НС! Ф Н2304+ KCI 15 в избытке остаются ионы Cl — за счет чего происходит травление:
Ме++ Ci MeO
В предложенном составе аммоний лимоннокислый двухзамещенный выполняет 20 неизвестную ранее функцию-используется как ингибитор коррозии.
Аммоний лимоннокислый двухзамещенный (ГОСТ 3653-78) — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в 25 воде, водных растворах кислот.
NH4(OOCCHzC(0H)(CO0H) CHzC00)NH4
Получается неполной нейтрализацией лимонной кислоты раствором NH Аммоний лимоннокислый выполняет функцию ингибитора коррозии, образует защитную пленку вокруг растравленного мес- 35 та, вызванного действием кислого сернокислого калия и входящих в состав соляной и азотной кислот. Влияние ингибитора на склонность металла к ржавлению было исследовано на плоских 40 образцах из стали 20 размером 70 х 100 мм. Образцы зачищались мелкой шкуркой, затем обезжиривались бензином и выдерживались в эксикаторе 30 мин. Травление производили s растворе с 45 ингибитором разной концентрации (табл. 1} и в растворе беэ ингибитора в течение 30 мин температура 70 + 2оС После травления образцы промыва- 50 лись, просушивались и выдерживались в эксикаторе 30 мин. Затем образцы были помещены в камеру Г-4. Испытания проводились по циклу 8 час., нагрева при .температуре 40 « 2 С и влажности 98 +. 2 С. Затем 16 час без нагрева. На вторые сутки, цикл повторялся снова. Образцы регулярно вйнимались иэ камеры для определения заржавевшей поверхности. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Испытания показали, что в растворе беэ аммония лимоннокислого по истечению 3-х часов испытаний уже появляется коррозионное ржавление. С увеличением времени испытания площадь ржавления увеличивается, Добавление аммония лимоннокислого в количестве 5 г/л, 10 г/л предупреждает появление коррозии; однако с течением времени она появляется, Увеличение содержания аммония лимоннокислого приводит к устойчивому состоянию предупреждения коррозионного ржавления. Из этого можно сделать вывод о действии компонента для ингибитора коррозии, Приготовление раствора по заявляемому решению отличается простотой приготовления, заключающееся в смешивании компонентов с последующей добавлением азотной кислоты. Для определения оптимального варианта процентного содержания компонентов было приготовлено 5 композиций, приведенных в табл. 3. В сравнении с прототипом определялись четкость клейма, стойкость к истиранию, к воздействию щелочных моечных растворов, бензина и масел, Результаты представлены в табл. 4. Выбранная концентрация компонентов раствора является оптимальной, дающей четкий отпечаток клейма. стойкий к истиранию и воздействию моечных растворов, как при естественной температуре, так и на горячо. Раствор I u V приводят к ухудшению характеристик. Предлагаемый состав раствора для химической. маркировки деталей можно применять как при ручном маркировании по известной технологии (например, путем нанесения раствора на резиновый штамп с последующим отпечатком его на металле) так и при автоматизированном процессе. Формула изобретения Раствор для химической маркировки стальных деталей, содержащий азотную (конц.) и соляную (конц.} кислоты, окись меди и растворитель, отличающийся тем, что, с целью. повышения четкости и стойкости клейма, он дополнительно содержит кислый сернокислый калий и аммоний лимоннокислый двухзамещенный, а в качестве растворителя — воду при следующем соотношении компонентов: азотная кислота (конц.), г — 300-350 г; соляная кислота (конц,), г 10-20; окись меди, r 50 — 60; кислый сернокислый калий, г — 50-100; аммоний лимоннокислый двухзамещенный, г — 10 — 50; вода, л —, до 1. 1ВЗ6490 Таблица 1 Таблица 2 Таблица 3 Таблица 4 1836490 Продолжение табл.4 Составитель А.Даукшис Редактор С.Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Патрушева Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
