Розчин для хімічного маркірування сталевих деталей

Настоящее изобретение относится к области химической обработки металлов, в частности, к клеймению металлических изделий, изготовленных из сталей. Известен раствор для химической маркировки деталей [1] следующего состава, мас.ч.: Однако данный раствор характеризуется недостаточно четким отпечатком клейма. Кроме того, клеймо в процессе длительной работы деталей в масляной среде, а также в щелочных моечных растворах подвержено истиранию. Задачей заявляемого изобретения является получение раствора для химической маркировки деталей, дающего четкий отпечаток клейма, стойкий к истиранию и воздействию моечных растворов на детали, изготовленные из сталей. Технический результат достигается тем, что в композицию состава, мас.ч.: дополнительно вводят кислый сернокислый калий (50-100 мас.ч.) и аммоний лимоннокислый двухзамещенный (10-15 мас.ч.), а в качестве растворителя - воду (до 1 л). 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, сульфир ующий агент в производстве красителей, в аналитической химии для перевода труднорастворимых соединений в легкорастворимые. Кислый сернокислый калий при взаимодействии с соляной и азотной кислотой хорошо травит металл и обеспечивает четкий оттиск клейма. Ме ханизм усиления травления за счет применения заключается в следующем В растворе в данном случае остается избыток ионов NO3 - которые осуществляют травление металла В другом случае в избытке остаются ионы Сl- - за счет чего происходит травление В предложенном составе аммоний лимоннокислый двухзамещенный выполняет неизвестную ранее функцию - используется как ингибитор коррозии. Аммоний лимоннокислый двухзамещенный (ГОСТ 3653-78) - белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, водных растворах кислот Получается неполный нейтрализацией лимонной кислоты раствором NH4OH. Применяется как буфер в гальванических ваннах, для удаления накипи, как комплексо-образователь. Аммоний лимоннокислый выполняет функцию ингибитора коррозии, образует защитную пленку вокруг растравленного места, вызванного действием кислого сернокислого калия и входящи х в состав соляной и азотной кислот. Влияние ингибитора на склонность металла к ржавлению было исследовано на плоских образцах из стали 20 размером 70 x 100 мм. Образцы зачищались мелкой шкуркой, затем обезжиривались бензином и выдерживались в эксикаторе 30 мин. Травление производили в растворе с ингибитором разной концентрации (табл.1) и в растворе без ингибитора в течение 30 мин, температура 70 ±2°С. После травления образцы промывались, 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. Затем 16 час без нагрева. На вторые сутки цикл повторялся снова. Образцы регулярно вынимались из камеры для определения заржавевшей поверхности. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Испытания показали, что в растворе без аммония лимоннокислого по истечении 3 часов испытаний уже появляется коррозионное ржавление. С увеличением времени испытаний площадь ржавления увеличивается. Добавление аммония лимоннокислого в качестве 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 как ингибитора коррозии. Приготовление раствора по заявляемому решению отличается простотой приготовления, заключающееся в смешивании компонентов с последующим 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 и V приводят 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.