Способ удаления пленки нитрида титана с поверхности изделий из нержавеющей стали

 

Использование: изобретение относится к области защиты металлов, в частности к нанесению и удалению покрытий из нитрида титана. Сущность изобретения: способ удаления пленки нитрида титана с поверхности изделия из нержавеющей стали включает предварительную электрохимическую обработку изделия в растворе едкого калия концентрацией 3 г/л при анодной плотности тока 20-50 А/дм² и напряжении 50 100 В в течение 45 75 с и последующую обработку в растворе серной кислоты (уд.вес. 1,83) при 90 95°С.

Изобретение относится к области защиты металлов, в частности к нанесению и удалению покрытий из нитрида титана.

Известно, что нитрид титана является коррозионно-стойким в горячих концентрированных кислотах соляной, азотной, серной.

Известен способ удаления слоя нитрида титана с поверхности нержавеющих сталей в горячей царской водке [1] Недостаток этого способа большая длительность процесса удаления нитрида титана в горячей высокоагрессивной среде.

Наиболее близким по технической сущности способом удаления пленки нитрида титана с поверхности нержавеющих сталей является способ обработки в горячем растворе минеральной кислоты [2] Этот способ также характеризуется большой длительностью процесса (несколько часов).

Цель изобретения уменьшение времени удаления пленки нитрида титана с поверхности нержавеющей стали.

Указанная цель достигается тем, что слой нитрида титана с поверхности нержавеющих сталей удаляется в два этапа. На первом этапе обработку поверхности изделий проводят электрохимически в растворе едкого калия концентрацией 3 г/л при анодной плотности тока 20-50 А/дм² и напряжении 50-100 В в течение 45-75 с. На втором этапе обработку поверхности проводят в концентрированном растворе серной кислоты (уд. вес 1,83) при 90-95^оС.

Слой нитрида титана толщиной 3-8 мкм наносили на образцы стали 12Х18Н10Т размера 50 х 10 х 2,5 мм с отверстием радиуса 2,5 мм на установке ННВ-6.6-ИЛ "Булат".

П р и м е р 1. Образец нержавеющей стали со слоем нитрида титана толщиной 3 мкм обрабатывали в электролитической ванне, содержащей 3 г/л КОН и воду при температуре 25^оС, анодной плотности тока 15 А/дм², напряжении 40 В в течение 4 мин с последующим травлением в концентрированном растворе серной кислоты (уд. вес 1,83) при температуре 95^оС в течение 20 мин. Слой нитрида титана с поверхности нержавеющей стали полностью не удаляется.

П р и м е р 2. Образец нержавеющей стали со слоем нитрида титана толщиной 6 мкм обрабатывали в электролитической ванне при анодной плотности тока 20 А/дм², напряжении 50 В в течение 75 с. Далее образец с покрытием обрабатывали в концентрированном растворе серной кислоты при температуре 90^оС в течение 15 мин. При таком режиме нитридное покрытие удаляется полностью. Полное время удаления слоя нитрида титана составило 16,25 мин.

П р и м е р 3. Образец нержавеющей стали со слоем нитрида титана толщиной 5 мкм обрабатывали в электролитической ванне по примеру 1 при анодной плотности тока 50 А/дм², напряжении 100 В в течение 45 с. Далее образец с покрытием обрабатывали в концентрированной серной кислоте при температуре 95^оС в течение 10 мин. Нитридное покрытие удаляется полностью. Время удаления покрытия составило 10,75 мин.

П р и м е р 4. Образец нержавеющей стали со слоем нитрида титана толщиной 8 мкм обрабатывали в электролитической ванне по примеру 1 при анодной плотности тока 30 А/дм² и напряжении 75 В в течение 60 с. Далее обработку образца проводили в концентрированном растворе серной кислоты при температуре 92^оС в течение 13 мин. Покрытие нитрида титана удаляется полностью. Полное время обработки составило 15 мин.

П р и м е р 5. Образец нержавеющей стали со слоем нитрида титана толщиной 8 мкм обрабатывали в электролитической ванне по примеру 1 анодной плотности тока 55 А/дм² и напряжении 120 В в течение 35 с. При таких параметрах происходит интенсивное локальное травление нержавеющей стали, что ведет к нарушению качества поверхности стали.

П р и м е р 6 (по прототипу). Образец нержавеющей стали со слоем нитрида титана толщиной 7 мкм обрабатывали 30 об. азотной кислоты при температуре 78^оС в течение 8 ч. Покрытие удалялось не полностью.

Использование для электролитической обработки анодной плотности тока менее 20 А/дм² и напряжения менее 50 В не позволяет удалить нитридное покрытие с поверхности нержавеющей стали. Использование плотностей тока более 50 А/дм² и напряжения более 100 В приводит к интенсивному локальному растравливанию основного металла, что ухудшает качество поверхности.

Превышение концентрации КОН выше 3 г/л не приводит к уменьшению времени электролитического травления и концентрация в 3 г/л и является достаточной для проведения электролитического травления в течение 45-75 с.

Проведение процесса травления в концентрированной серной кислоте при температуре выше 95^оС приводит к появлению язв на поверхности образцов. Проведение травления при температуре ниже 90^оС приводит к увеличению продолжительности процесса.

Продолжительность обработки в 45-75 с определена экспериментально для оптимальных значений плотности тока и напряжения.

Предложенный способ удаления нитрида титана позволяет уменьшить время обработки поверхности нержавеющей стали с 8 ч до 11-17 мин, т.е. уменьшить время обработки более чем в 28 раз.

Формула изобретения

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЛЕНКИ НИТРИДА ТИТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, включающий обработку изделий в горячем растворе минеральной кислоты, отличающийся тем, что предварительно изделия электрохимически обрабатывают в растворе едкого калия концентрацией 3 г/л при анодной плотности тока 20 50 А/дм ² и напряжении 50 100В в течение 45 75 с, а в качестве минеральной кислоты используют концентрированный раствор серной кислоты (уд.вес. 1,83) при 90 95 ^oС.