Способ обработки окисленных металлических материалов

 

Изобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть использовано при изготовлении металлических листов, полос, лент, профилей, прутков и проволоки со светлой не окисленной поверхностью (стали различных марок, медь, титан и их сплавы), подвергаемых травлению. Окисленные металлические материалы перед травлением в водных растворах электролитов подвергают холодной пластической деформации, причем степень деформации выбирают исходя из условия создания под слоем окалины на глубине не менее 10% толщины материала пластической деформации в пределах 0,3 - 6%. Вид холодной пластической деформации определяют формой окисленного материала: для проволоки, прутков и профилей - растяжение, для толстого листа - изгиб, а для тонкого листа и для ленты - растяжение или прокатка. Применение предлагаемого способа сокращает время до полного удаления окалины, повышает скорость травления при одновременном сохранении качества поверхности и увеличивает производительность технологического процесса подготовки поверхности. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, может быть использовано при изготовлении металлических листов, полос, лент, профилей, прутков и проволоки со светлой, не окисленной поверхностью.

Известен способ обработки окисленных поверхностей стальных полос, лент и др. изделий, заключающийся в том, что изделие погружают в электролит и обеспечивают контакт с переменным электрическим током; причем в качестве электролита используют растворы органических кислот. (Патент США N 3420760, НКИ 204-145, МКИ C 23 B 1/00 от 02.01.69).

Недостатком этого способа является сложность аппаратурного оформления процесса, а также нестабильность состава электролита.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ обработки окисленных металлических поверхностей листов, полос, профилей, прутков и проволоки, заключающийся в том, что металлические материалы с окисленной поверхностью погружают в водные растворы кислот, щелочей или расплавы щелочей или солей с последующим проведением технологических процессов, например, прокатки, нанесения защитных гальванических и лакокрасочных покрытий, требующих полного удаления окисленного слоя. (А.М. Ямпольский. Травление металлов. М.: Металлургия, 1980 г., Е.С.Иванов, Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. Справочник. М.: Металлургия, 1986 г.

Недостатком этого способа является большая продолжительность травления, а в некоторых случаях некачественная обработка поверхности, на которой сохраняются продукты окисления в виде пятен, разводов и непротравленных участков. Наличие подобных дефектов ухудшает качество поверхности, нарушает непрерывность процесса и требует дополнительных операций травления или механической обработки, что снижает производительность процесса и повышает затраты на его проведение.

Задача изобретения заключается в повышении производительности процесса за счет сокращения времени до полного удаления окалины при одновременном обеспечении высококачественной светлой поверхности. Поставленная задача достигается тем, что в способе обработки окисленных металлических материалов, например листов, полос, лент, профилей, прутков и проволоки, их дополнительно перед травлением подвергают холодной пластической деформации, причем степень деформации выбираются исходя из условия создания под слоем окалины на глубине не менее 10% толщины материала пластической деформации в пределах 0,3 - 6%.

Вид холодной пластической деформации определяют формой окисленного материала: для проволоки, прутков и профилей - растяжение, для толстого листа - изгиб, а для тонкого листа и для ленты - растяжение или прокатка.

При пластической деформации материала под слоем окалины менее 0,3% и более 6% и глубиной проникающей деформации менее 10% качество поверхности ухудшается. Следует отметить, что при пластической деформации более 6% (экспериментально исследованы 8 и 10%) качество поверхности исследованных материалов несколько ухудшается, однако остается выше, чем для окисленных материалов без предварительной деформации.

Способ обработки окисленных поверхностей был опробован на образцах из меди М1, стали 12Х18Н10Т и титанового сплава ВТ-1 (табл. 1).

Из данных табл. 1 видно, что использование предлагаемого способа обеспечивает получение светлой высококачественной поверхности исследованных металлических материалов.

Использование предлагаемого способа значительно повышает скорость травления, снижает время до полного удаления окалины с металлической поверхности. В табл. 2 приведены результаты испытаний исследованных материалов в растворах травления, состав которых приведен в табл. 1. Влияние предварительной пластической деформации на снятие окалины оценивали по величине показателя травления γ = K/K₀ (где К и К₀ соответственно скорости травления недеформированного и деформированного на 1% окисленного материала, выраженные в г/м²·ч) и времени до полного удаления окалины, которое оценивали визуально.

Сущность способа поясняется следующим. Окисленные металлические материалы, например листы, полосы, ленты, профили, прутки и проволока, дополнительно подвергают пластической деформации, которая, по сути, является первичной обработкой окисленного материала. При этом уплотняется окалина и упрочняется основной материал под слоем окалины, и одновременно происходит выравнивание профиля поверхности. Пластическую холодную деформацию материала, находящегося под слоем окалины, осуществляют растяжением, прокаткой, пластическим изгибом, волочением, обкаткой роликом в зависимости от формы материала. Степень деформации материала должна находиться в пределах 0,3-6%, а глубина проникающей деформации составлять не менее 10% толщины материала.

Далее осуществляют травление поверхности в известных растворах кислот и щелочей. Благодаря предварительной пластической деформации процесс травления окалины протекает по всей поверхности равномерно, а сам процесс значительно ускоряется и качество поверхности повышается.

Таким образом, применение предлагаемого способа сокращает время до полного удаления окалины, повышает скорость травления исследованных материалов при одновременном сохранении качества поверхности, повышает производительность технологического процесса подготовки поверхности.

Формула изобретения

1. Способ обработки окисленных металлических материалов, включающий травление в водных растворах электролитов, отличающийся тем, что окисленные металлические материалы дополнительно перед травлением подвергают холодной пластической деформации, причем степень деформации выбирают исходя из условия создания под слоем окалины на глубине не менее 10% толщины материала пластической деформации в пределах 0,3 - 6%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вид холодной пластической деформации определяют формой окисленного материала: для проволоки, прутков и профилей - растяжение, для толстого листа - изгиб, а для тонкого листа и для ленты - растяжение или прокатка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2