Склад для травлення вуглецевої сталі і чавуну

Склад для травлення вуглецевої сталі і чавуну, що містить сірчану кислоту, інгібітор корозії та Корисна модель стосується хімічної обробки чорних металів, а саме, складу для видалення окалини та іржі з поверхні вуглецевої сталі і чавуну після термообробки, і може бути використана в металурпчній та машинобудівній промисловості Відомий склад для травлення сталей, що містить сірчану кислоту і хінгщрон при такому співвідношенні компонентів, г/л Сірчана кислота 90-250 Хінгщрон 0,1-0,25 Вода Решта [Авт свід СРСР № 817044, МКВ З С09К 13/06, С23 G 1/06, опубл 1981р] Використання відомого складу супроводжується шлакоутворенням, що збільшує тривалість травлення, оскільки необхідна додаткова обробка поверхні металу для видалення шламу При цьому у відомому складі відсутній піноутворюючий компонент, що призводить до погіршення умов праці, зниження продуктивності обробки, а пара, що виділяється в атмосферу забруднює навколишнє середовище Найближчим аналогом є склад для травлення вуглецевої сталі, який містить сірчану кислоту, гіпохлорит натрію і пасту алкілсульфонат при такому співвідношенні компонентів, г/л Сірчана кислота 150-200 Гіпохлорит натрію 2-3 Паста алкілсульфонат 0,4-0,5 Вода Решта [Авт свід СРСР № 1793007 А1, МКВ 5 C23F 1/28, опубл 1993г] поверхнево-активну речовину, який відрізняється тим, що містить ДОН-52 як інгібітор корозії і Неонол АФ 9-10 марки А як поверхнево-активну речовину при такому співвідношенні компонентів, г/л сірчана кислота 150-200 ДОН-52 0,1-0,15 Неонол АФ 9-10 марки А 0,45 -0,50 вода решта Недоліками відомого складу є довготривалість процесу травлення, висока швидкість корозії, низька СТІЙКІСТЬ піни, що призводить до забруднення навколишнього середовища В основу корисної моделі поставлена задача створення складу для травлення вуглецевої сталі і чавуну, в якому, завдяки введенню нових компонентів (Неонол АФ 9-Ю марки А і ДОН-52) та використанню відомого компонента (сірчана кислота), забезпечується поліпшення технологічних характеристик (зменшення втрат металу при видаленні окалини та іржі, скорочення тривалості травлення, зниження питомої витрати кислоти на травлення та усунення водневої крихкості, забезпечення стабільності піни, зменшення викиду пари у повітря робочої зони обробки металу) Вирішення задачі Склад для травлення вуглецевої сталі і чавуну включає сірчану кислоту, інгібітор корозії та поверхнево-активну речовину ВІДПОВІДНО ДО корисної моделі, склад містить ДОН52 як інгібітор корозії і Неонол АФ 9-10 марки А як поверхнево-активну речовину при такому співвідношенні компонентів, г/л Сірчана кислота 150-200 ДОН-52 0,1-0,15 Неонол АФ 9-10 марки А 0,45-0,50 Вода Решта Для приготування розчину були використані три реагенти сірчана кислота (ГОСТ 2184), ДОН52 (ТУ 38 507-63-062) і Неонол АФ 9-Ю марки А (ТУ 38 103625) Ю ST 7275 ДОН-52 - інгібітор бактеріальної корозії, отриманий на основі синтетичних амінів, рідина коричневого кольору Неонол АФ 9-10 марки А - оксиетиловані моноалюлфеноли на основі тримерів пропілену, 9 число атомів вуглецю в алкільному ряді - це технічна суміш полігліколевих ефірів моноалкілфенолів, яка являє собою в'язку рідину або пасту від жовтого до коричневого кольору, розчинну у воді та в органічних розчинниках з утворенням важкорозчинного гелю, який при нагріванні до 50°С розплавляється Склад готують наступним чином Скляну посудину або ємкість із іржостійкої сталі наповнюють водою до половини робочого об'єму, потім вводять сірчану кислоту і Неонол АФ 9-Ю марки А Вміст старанно перемішують і підігрівають до 70°С, а потім вводять інгібітор Дон-52, і повторно перемішують розчин, після чого здійснюють травлення Для експериментальної перевірки були виготовлені п'ять варіантів складу, які відрізнялися КІЛЬКІСНИМ співвідношенням компонентів В таблиці 1 наведені варіанти складу для травлення вуглецевої сталі і чавуну Випробування складу, що заявляється, проводили на циліндричних зразках, виготовлених із сталі марки Ст20 і чавуну, а також на зразках прямокутної форми розміром 60x15мм, виготовлених з термообробленої сталі Зразки зачищали вздовж волокон дрібною наждачною шкуркою до утворення гладкої поверхні Перед травленням зразки знежирювали в хімічному розчині, який містить гідроксид натрію, вуглекислий натрій і тринатрійфосфат Концентрація компонентів і режим знежирювання відповідали вимогам ГОСТ 9 047 Після знежирювання зразки промивали, сушили і зважували на аналітичних терезах, а потім піддавали травленню Після травлення зразки промивали водою, нейтралізували водним розчином моноетаноламіну (Юг/л) з емульгатором Неонол АФ 9-Ю (5г/л) і висушували в електричній сушильній шафі Потім ВСІ зразки зважували удруге Ступінь захисту визначали за формулою Z=K|~Kni00% к і де Кі - швидкість корозії зразків у відомому складі, Кп - швидкість корозії зразків у складі, що заявляється К = — (г/м 2 г) S т де Р - зменшення ваги зразків, S - площа зразка, -час травлення Паралельно з цим проводили порівняльні випробування по зніманню окалини з поверхні термооброблених заготовок Для цього брали однакові заготовки деталей із сталі Ст20 з суцільною щільно прилягаючою окалиною Деталі піддавали травленню до повного знімання окалини, при цьому фіксували час п остаточного втравлювання За допомогою приладу Баталіна вимірювали величину насичення сталі воднем у см3/100г металу Пшотвірну здатність Неонолу АФ 9-10 марки А визначали за висотою піни над розчином та за її СТІЙКІСТЮ, тобто за часом наявності піни до появлення голих плям на поверхні розчину Травлення здійснювали на протязі двох годин при температурі 70±2°С Результати випробувань п'яти варіантів складу для травлення вуглецевої сталі і чавуну наведеш в таблиці 2 Згідно З даними, представленими у таблиці 2, склад, що заявляється, має кращі у порівнянні з найближчим аналогом технологічні характеристики, зокрема, забезпечує зменшення втрат металу при видаленні окалини та іржі, скорочення тривалості процесу травлення, а також забезпечує високу стабільність піни Наявність ДОН-52 у складі, що заявляється, у сполученні з Неонолом АФ-10 марки А сприяє усуненню перетравлення металу з одночасним зниженням витрат сірчаної кислоти, подовжує термін придатності травильного розчину При цьому завдяки утворенню густої піни на поверхні розчину, яка зберігається на протязі всього періоду обробки металу, забезпечується зменшення викидів пари до повітря робочої зони, і, отже, до навколишнього середовища Як видно з таблиці 2, оптимальні результати виявили 2-4 варіанти складу Відхилення КІЛЬКІСНОГО вмісту компонентів від оптимального як убік зменшення, так і убік збільшення призводить до погіршення технологічних характеристик складу для травлення Таблиця 1 Найменування компонентів Сірчана кислота Дон-52 Неонол АФ 9-Ю Гіпохлорит натрію Алкілсульфонат (паста) Вода 1 100 0,05 0,30 Вміст компонентів, г/л Склад, що заявляється (варіанти) 4 2 3 150 200 175 015 0,12 0,1 0,45 0,47 0,50 решта 5 250 0,2 0,55 Найближчий аналог 150-200 2-3 0,4-0,5 7275 Таблиця 2 Характеристики Час видалення окалини, хв Швидкість корозії металу, кг/м'тод Ступінь захисту металу Z, % Насичення металу воднем, см^/ЮОг Висота піни, см СТІЙКІСТЬ ПІНИ, ХВ Наявність шламу Комп'ютерна верстка М Клюкін 1 35 8,0 80 0,3 10 100 Склад, що заявляється (варіанти) 4 2 3 27 29 25 5,5 5,9 6,0 92 93 91 0,2 0,25 0,25 15 14 16 130 130 130 Відсутній Підписне 5 ЗО 7,0 89 0,3 16 120 Найближчий аналог 32 6,9 81 1,66 12 120 Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601