Изобретение относится к области . химической обработки поверхности . металлов, в частности, оксидированию сталей и, может быть использовано в качестве технологического покрытия для удержания смазки при производстве иэделий методами холодной и горячей деформации, а также для защиты от окисления при высокотемпературном нагреве в окислительной атмостфере.

Известен раствор для оксидирования металлической поверхности, содержащий 3-5Ъ бихромата натрия, 1,5-3Ъ однозамещенного фосфата натрия, 4-6Ъ соляной кислоты, 0,01-0,1% IIAB в t5 частности ПО-7, остальное вода (1).

В процессе нагрева на поверхности защищаемой детали образуется защитное покрытие, сохраняющее свои свой- ства до 1300оС. 20

Недостатком этого состава является необходимость многократного нанесения его для .получения слоя оптимальной толщины. Кроме того, наличие; в растворе соляной кислоты приводит к выделению вредных газов в процессе оксидирования.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и. достигаетмому результату является водный раствор, содержащий серную.кислоту, аэотнокислую соль щелочного металла, сернокислый марганец, соединение шестивалентного хрома, комплексообразователь, в частности, фосфатное соединение полимера (2). Раствор может содержать ванадат щелочных металлов.

При погружении. деталей из нержавеющей стали в горячий раствор на поверхности образуется пленка золотого, черного, голубого или коричневого цвета.

Недостатками указанного раствора являются значительная величина;корроэионного воздействия его на обрабатываемую поверхность И .малая работоспособность. Это объясняется тем, что соотношение между скоростями протека ющих реакций перевода в ионное состояние H образования оксидной пленки на обрабатываемой поверхности явно неблагоприятно для образования оксидной пленки.

Целью настоящего изобретения является предотвращение растравливания основы.

Указанная цель достигается тем, что раствор дополнительно содержит железо сернокислое, а в качестве комп 8 36216 лексообразователя вЂ” аммоний сернокислый при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серная кислота 500-600,40-60

8-12

Калий азотнокислый

Марганец сернокислый

Калий двухромовокисЛый

60-80!

Железо сернокислое

5-15

Аммоний сернокислый

60-100

Наличие в растворе двух окислителей (калия двухромовокислого и железа сернокислого окисного) позволяет поддерживать окислительновосстановительный потенциал раство- . ра на таком уровне, при котором скорость реакции ионизации металла . заторможена.

Аммоний сернокислый играет роль комплексообразователя и участвует. в построении металл-аммиачных комплексов с ионами металла, переходящими в раствор при протекании двух сопряженных реакций вЂ” ионизации металла и образования окисной пленки, повышая тем самым работоспособность раствора. 30

Приготовление растворов производят следующим образом. В стаканах иэ термостойкого стекла в небольшом, около 0,3 л количестве нагретой до 60-70 С дистиллированной 35 воды растворяют калий двухромово- кислый, затем туда же последовательно,добавляют предварительно растворенные в воде калий азотнокислый, марганец сернокислый и аммоний сер 4Q нокислый. После тщательного перемешивания раствора и охлаждения его до 25-35 ОС добавляют требуемое количество серной кислоты при постоянном перемешивании и периоди" ческом охлаждении, после чего добавляют железо сернокислое окисное и доводят объем раствора до 1 л дистиллированной водой.

Были приготовлены и опробованы следующие составы (см.таблицу 1).

Опробование изобретенного и известного растворов проводят на образцах из нержавеющей стали 12Х18Н10Т рфмером 30х20х1 мм. Образцы обеэжиривают венской известью и травят .в растворе, содержащем вес.Ъ: азотная .кислота. 12, плавиковая кисло-та 4, вода вЂ” остальное при температуре;55-60 С в течение 5-10 мин.

После травления образцы тщатель- 60 но промывают водой, сушат и взвешивают. Взвешенные образцы обрабатывают в растворах 1-4 (для нанесения окисного TIQKpbITHH в течение 1 час в температурном интервале 90-115 С. 65

На каждый опыт берут по 3 образца.

Результаты испытаний приведены в таблице 2. Данные усреднены, ошибка измерений не превышала 20%. Термообработку предварительно оксидированных в растворах 1-4 образцов производят в окислительной атмосфере воздуха в электрической печи при температуре 1050-1080 С в течение

10 мин.

Вес образовавшейся при оксидировании поверхности. металла оксидной пленки определяют путем последовательной обработки сначала в. растворе состава, вес.Ъг едкий натрий NaOH5, перманганат калия КМп0+-10, вода - остальное при температуре 95100О С в течение 1-1, 5 час, а з ат ем в растворе 15% щавелевой кислоты

Н С О, ..Н О при температуре 60-70 С в течение 0,5-1-мин.

Проведенные контрольные опыты показали, что весовые. потери чистого металла йри обработке в указанных выше растворах отсутствуют.

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, использование изобретенного раствора приводит к образованию оксидной пленки от сиреневого до синевато-черного цвета с ве-. совыми потерями металла при оксидировании 0,0068-0,0860 г/дм час при температуре раствора 95-115 С, в то время как в растворе но прототипу образуется оксидная пленка от коричнево-фиолетового до светло-коричневого цвета с весовыми потерями металла при оксидировании 0,04880,4363 г/дм .час при температуре раствора 90-115 С

Значительная величина коррозионного воздействия раствора на металл приводит к быстрому расходованию компонентов, накоплению ионов металла и, вследствие этого, к прекращению работы раствора.

При этом толщина образующейся окисной пленки в изобретенном растворе и растворе по прототипу была сопоставимой при температуре раствора 90110 С и в 7 12 раэ больше при температуре 115ОC. Опробование оксидной пленки, .полученной из изобретенного раствора (9 4 по таблице 1, температура 115- С, время 1 час) и раствора по прототипу в качестве подсмаэочного покрытия, осуществля ют при прокатке труб из нержавеющей стали.12Х18Н10Т на стане ХПТР

30/60 по маршруту 25х1,5 22х0,5 мм.

Длина заготовки составляла 0,75-1 м.

Режим проката " 78 двойных ходов в минуту, подача 1,5 мм, процент обжатия 80,8, смазка.- касторовое масло с тальком.

При использовании в качестве подсмазочного покрытия оксидной пленки полученной из изобретенного раствора ход проката был нормальный, процесс

836216

Таблица 1

ЬВЮ ЮЮ °

Опробованные составы раствора,,г/л

550

600

500

450

Серная кислота

Калий азотнокислый . - 60

Марганец сернокислый 25

Натрий ванадиевокислый 20

Натрий трифосфат . 30 (Натрий хромовокислый 20

Аммоний сернокислый

100

Калий двухромовокислый

Железо сернокислое окисное

Примечание: Состав раствора 1 соответствует прототипу.

I. осуществляется без налипания на инстумент, с получением гладкой поверхности.

В то же время при использовании оксидной пленки, полученной в раст" воре по прототипу, наблюдается налипание на инструмент, что приводит к нарушению хода проката и ухудшению качества поверхности трубы.

Изобретенный раствор может найти применение при производстве особотонкостенных труб методом пакетной прокатки, а также при обработке ме5 таллов давлением.

836216 н

О ц

% х

L н

1! с

Ф х н

1 ь

0О (Ч

1О

СЧ

D с

Ю ь

° 1

Ю с о л4

СО

СЧ

D с

СО

<Ч

Ю с о

<Ч ь

« ь

С1

0Ч

D с

lA о

00 о с

D ь

<Ч ь с ь иЪ 3

1«

Ю с

D ь

Ю «Ф

« о о о с о о

+++ +

О н

t6 х 0!

Ох х х ф

Ф Э Н

Ф о х

Щ х

Ф х

Ф а

L о

I Х ц х х х эохэ

И Ох

1 1

1 ("Ъ с л

1 « с л

РЪ с л ь с л

« о

О\ с

РЪ

С"Ъ

С 3 с Ъ о с

D cl

РЪ

1 « с

Ю о

Ю с о (Ч

Ю ь с

D ь

Ю с

1« о с

Ю лч л(Ф CO

Ю (D О с о о

СЧ

«Ф

О\

D с

С6 t6

Оха х х ю 1

ОХО I

ore 1

ФХЦЭЭ I а О йх ц

I вЂ” вЂ” вЂ”РЪ

° Ф

D о с

С )

ОЪ ь ь с ь

° Ф

1 ь ь

СЧ

1 с

Ю с

Ю Р 47

Ю о с о

Ю л

Ю с о

° Й

00 ь с о

Р3

D с

<ч о

00 <Ч

О 00 о о с с о о (Ч С Ъ в о о л о о с о о

«Ф

Ю с ь

0I t6o

1 Х

0 0Ъ О

1 ах

tO О м

nt 5

<Ч

D с

<«Ъ е л о с ь

° I л ь

<Ч

tA ь с

D с о О л л

Ю с

f97

СЧ Ф с о

00 О

00 («I

«3 «Ф

1О

D с

Ю ,ь с

lA ь о с о о

ОЪ

1 с

Г ) с

D о с ь о аео ц х

5 ах

tO lO I4

>ОХ

РЪ

1 с ь

Ю с

Ю Ф л ь

Cl с ь

CO л4 ь о с о

CO. л4

D с о, Ch РЪ Л РЪ

О 00 О СЧ

D л Ю tO

О D О О с

« с о о о о

Ю о о с о

Р) о

Ю с о

РЪ

Ю о с о

I о о с о

0Ч

Ю с

Э ф а с и>нэ инonu е ю е Ое е аах.I о о

1 сп о .Ю

Ю о о л л

СЧ м л1 л4 л л

Ф л ° <ч чу

Г Ъ л

1 щ I

1 и

1 х

„! I

I6 g а «х 1 е зхаэ

Нхффх

М Х0 НН х о и &а

Ф I 1

Е О ФХМ о х мах

16 Ic x P o 1ct E

e I цхнэ

ОО В ;

ЭИХ16 х О -а+! х t6 К 10«

ЕаОООУ хй4ИОФФ

ЭФОХЕЕХХ и ан еацх х

0ЪО 3 Ц Э ф ф

М О айн40 а

Ц I Х

01Х ХЕ ц х о Х,-Э

С йохйХ

:Х Э "2 1

ОХW ЦХ -44 х хо ахи

OXt6 - ЭНЦ о х Ф а tet o

ЭХЦФЭОО4

10onанхих

Ф хаем хонц

xt6e

l6 Н 0 л

tct o o

ОФФИС

ntnn x с ха

ХО

Х 01

t6 Н 4

t6 O

ОЕ а а

5 ttI нм о,а О л аЮ ООФ п 0I а н

I .I

I .1

1 L

О а о

Х РЗ 6! еОО х. н н

Wee хек аоо

ОХХ е е

<Ч «Ф с « с л л ю4

1 Э

Ох

Ц Р н х еа

Itt O о м

4 Х

Оф я х

ЭО х н

r Ф х и ао

ОХ

0 <Ч О о

lA Ю Я) о о е

« " с с о о о

0 х а

М !

О н L

l6 t6 ах х

Э П! Э х э

o x m

Ф ц е е

О х

О н

Ф ,Ц О К

Х l6 е х

О .н х о

0 х а

О н

01 Х

Ф П3 х m х Ф ох

836216 и о

1 о

Ц о а х

ЭМх мхе х х" х

9 Ц з

0 cd

CdXO кои. л

< Ъ

П3

Ю с ь

ОО Ф (Ч ь с

Ч)

<Ч

Г Ъ

Ю с

Ю о

I о! ч

Ф х х

v (1 Х с нх х ! Фохе юхоц

1С Охх

Е. .C! I

ы х х Е

1;хОХЭ

1OXXOt:X

1СЦОХСЫ

10 с л х е Е о х х цХ сФ ххо 0хх охи е! 5! охеа mo t ехц eeoot аоиянхих :Й сс

Оъ

° C

Ю х (б

ОХ0 хыоl охо. охе, e t. "9 е not:xa 0

Ю с

Ю ь Ю

СО ь

CD л ! с (Ч ь

Р\

Ц х цха ххо х m ох„ ханц

0,ОФ и аа и

Ф я а3 й1

A Э

Ц Ф

3 0 о с Я сеЯ

° Ф

00 л

Ю с

Cl ейхЕ

ЦХ Ц! е а с.4 Э 4

v а

Фхо ах 0 с

Ю с

1 .1

1 с

I Х 0 ххо

oem

Х Cd о m 0 4 о м х аа а х д ц m

° 0 (М

Ю ь с

< 4

Ю с

1 Ф

9 а 1 с

5! оаи

>з Н cd е Фео

Е 0,0,m

CD ь

I п3 1

О0, Ол аCdООФ

0m et

° Ф

10 л

°:! 3 ч (М

Ф (ч

Ф х х

Ц о

Ц о а х

t Cd х

I 9 Хц

moP o

I 9

Х с

I х Ф ! e>.o

I Х m

1Фео

1 Еа!»

I Яloд ! ась ! .

1. о о

Е а 9

I t о аю

r. а

Ф хм и!:х х не Ф

0,ОХИ

И 0 ъ

Cd 0+ 1 цо) о о хо ее

Це се

1 с! ! с Ф с ь 3 LO л

CD х а

9 х

I о (ч ф

Э х х о.4Ч

° Ф ь л с (М

Ю ь!.

О\ Ю

Ю с

Ю аО

836216

Формула изобретения

Марганец сернокислый 8-12

Калий двухромовокислый.

60-80

Железо сернокислое (I I I) 5-15

Аммоний серно" кислый а

60-100

500-600

Серная кислота

Калий азотнокислый

40-60

Составитель М. Щербакова

Техред Н. Майорош Корректор М. Шароши

Редактор Л.Авдейчик

Заказ 28844/16 Тираж 1048 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Раствор для оксидирования стали, содержащий серную кислоту, калий азотнокислый, марганец сернокислый, соединение шестивалентного хрома, преимущественно калий двухромовокис5 лый и комплексообразователь, о т л и::.ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения растравливания основы он дополнительно содержит железо сернокислое (III) и в качестве комплексообразователя аммоний сернокислый.при следующем соотношении компонентов, г/л:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

1. Авторское свидетельство СССР

Р 382775, кл. С 23 Р 15/00, 1973.

2. Патент Японии 9 18241, кл. 12 A 41; 1971.

Похожие патенты: