Склад для полірування виробів із міді і її сплавів

Склад для полірування виробів з міді і її сплавів, який містить ортофосфорну кислоту з d=1,834 г/см3, нітратну кислоту з d=1,340 г/см3, оцтову кислоту з d=1,049 г/см3 і інгібуючу добавку, який відрізняється тим, що він як інгібуючу добавку містить тіосемікарбазид, при наступному співвідношенні компонентів, г/дм3: ортофосфорна кислота 980-1020 нітратна кислота 250-280 оцтова кислота 250-280 тіосемікарбазид 0,15-0,2. (19) (21) a200814375 (22) 15.12.2008 (24) 25.09.2009 (46) 25.09.2009, Бюл.№ 18, 2009 р. (72) МАКАРОВ АНАТОЛІЙ СЕМЕНОВИЧ, БОРУК СЕРГІЙ ДМИТРОВИЧ, ВОДЯНКА ВІРА РОМАНІВНА, БАЛАКІНА МАРГАРИТА МИКОЛАЇВНА, ТЕВТУЛЬ ЯРЕМА ЮРІЙОВИЧ, КУШНІР ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ (73) ІНСТИТУТ КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ ТА ХІМІЇ ВОДИ ІМ. А.В. ДУМАНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) RU 2026894 C1, 20.01.1995 RU 2303079 C1, 20.07.2007 US 6066028 A, 23.05.2000 3 припадало 10мл розчину хімічного полірування. При цьому спостерігається швидке і якісне видалення оксидної плівки з поверхні виробів. Після обробки складом [2] поверхня повністю очищена, однорідна, світла. Знижується інтенсивність виділення газоподібних речовин. Нами була визначена продуктивність складу [2], швидкість розчинення металу і ефективність проведення полірування за зміною блиску зразка при проведенні полірування. Згідно з одержаними даними продуктивність розчину становить 38,8дм2/дм3 складу, швидкість розчинення металу складає 0,8г/дм2´хв., блиск зростає на 12% (табл., пр. 9). Отже до недоліків відомого складу [2] слід віднести недостатню ефективність дії інгібіторів розчинення, що призводить до зниження продуктивності робочого розчину, збільшення швидкості розчинення металу, а також до достатньо інтенсивного виділення газоподібних продуктів, крім того склад не забезпечує високий ступінь обробки поверхні. Ці чинники значно звужують сферу застосування даного розчину в промислових умовах, підвищують рівень необхідних заходів безпеки при проведенні хімічної обробки поверхні металу. У основу винаходу поставлена задача удосконалити склад для полірування поверхні виробів із міді і її сплавів шляхом введення інгібіторів іншої хімічної природи, що в сукупності із відомим набором кислот дозволить підвищити якість полірування поверхні: збільшити продуктивність складу, знизити швидкість розчинення металу, збільшити блиск поверхні полірованого металу, зменшити інтенсивність газовиділення, що дасть можливість розширити область його застосування за рахунок широкого використання у великомасштабному виробництві. Для вирішення поставленої задачі запропоновано склад, що містить ортофосфорну, нітратну і оцтову кислоти, який згідно з винаходом, як інгібітор містить тіосемікарбазид (H2N-NH-CS-NH2), і компоненти беруть при наступному співвідношенні (г/дм3): Ортофосфорна кислота (d=1,834г/см3) 980-1020; Нітратна кислота (d=1,340г/см3) 250-280; Оцтова кислота (d=1,049г/см3) 250-280; Тіосемікарбазид 0,15-0,2. Нами показано, що введення в розчин хімічного полірування, що містить композицію кислот, тіосемікарбазиду як інгібітору створює необхідні умови для розчинення оксидної плівки на поверхні, забезпечує рівномірне розчинення шорсткостей, забезпечує захист основного металу від дії кислот, що дозволяє підвищити продуктивність складу, знизити швидкість розчинення основного металу із одночасним збільшенням блиску поверхні після полірування, а також значно понизити інтенсивність процесів газовиділення. Доступність і дешевизна компонентів дозволяє розширити область застосування полірувального розчину, що заявляється, в промислових масштабах. Склад готують таким чином: всі компоненти ортофосфорну, нітратну, оцтову кислоти і тіосемі 88248 4 карбазид змішують в кислототривкому посуді при температурі 293К. Продуктивність травильного складу визначають як площу, оброблену 1дм3 розчину до втрати їм експлуатаційних характеристик. Як було нами встановлено, розчин втрачає працездатність при досягненні в ньому концентрації міді 75-80г/дм3. Концентрацію міді визначали титрометрично. Швидкість розчинення основного металу визначають за формулою: W=(m1-m 2)/S´t, де m1 - маса контрольного зразку до обробки в полірувальному розчині (г); m2 - маса контрольного зразку після обробки в полірувальному розчині (г); t - час проведення процесу (хвилини); S - площа контрольного зразку (у нашому випадку 1дм3) Якість поверхні зразків (ефективність полірування) визначали за зміною блиску поверхні зразків (у відсотках) до і після проведення полірування за допомогою приладу «Блескомер». Приклади виконання за винаходом: Приклад 1. Беруть 275мл ортофосфорної кислоти (d=1,834г/см3); 100мл нітратної кислоти (d=1,340г/см3); 125мл оцтової кислоти (d=1,049г/см ); 0,08г тіосемікарбазиду (H2N-NH-CS-NH2). Компоненти ретельно перемішують і залишають на 30 хвилин. Одержано полірувальний розчин наступного складу (г/дм3): Ортофосфорна кислота (d=1,834г/см3) 1008; Нітратна кислота (d=1,340г/см3) 268; Оцтова кислота (d=1,049г/см3) 262; Тіосемікарбазид 0,16. Обробці піддавали зразок міді МЗС (вміст міді більше 99,5%) розмірами 5´10´0,05см, вагою 22,577г, із слідами корозії. Вага зразка після обробки складає 22,517г, що відповідає швидкості розчинення металу W=(m1-m2)/S´t=(22,57722,517)/1´0,5=0,12г/дм2´хв. Продуктивність розчину 155,8дм2/дм3, блиск поверхні зростає на 19%. При проведенні хімічної обробки поверхні не відбувається підвищення температури розчину. Газовиділення суттєво скорочується. Після обробки поверхня повністю очищена, однорідна, світла, блискуча (табл., пр.2). Приклад 2. Беруть 275мл ортофосфорної кислоти (d=1,834г/см3); 100мл нітратної кислоти (d=1,340г/см3); 125мл оцтової кислоти (d=1,049г/см3); 0,1г тіосемікарбазиду (H2N-NH-CSNH2). Компоненти ретельно перемішують і залишають на 30 хвилин. Одержано полірувальний розчин наступного складу (г/дм3): Ортофосфорна кислота (d=1,834г/см3) 1008; Нітратна кислота (d=1,340г/см3) 268; Оцтова кислота (d=1,049г/см3) 262; Тіосемікарбазид 0,20. Обробці піддавали зразок латуні Л80 (вміст міді 84-86%, цинку залишок) розмірами 5´10´0,1см, вагою 23,111г, із слідами корозії. Вага зразка після обробки складає 22,068г, що відповідає швидкості розчинення металу W=(m1m2)/S´t=(23,111-22,068)/1´0,5=0,085г/дм2´хв. Продуктивність розчину 162дм2/дм3, блиск поверхні зростає на 20%. При проведенні хімічної обробки 5 88248 6 поверхні не відбувається підвищення температури розчину. Газовиділення суттєво скорочується. Піс ля обробки поверхня повністю очищена, однорідна, світла, блискуча (табл., пр.6). Аналогічно прикладам конкретного виконання були приготовані склади для полірування виробів з міді, що містять інгредієнти як в заявлених діапазонах концентрацій, так і при позамежних значеннях. Дані по обробці зразків одержаними складами представлені в таблиці (приклади 1-5; 7-8). Як випливає з представлених даних склад, що заявляється, характеризується високими експлуатаційними характеристиками. При застосуванні складу, що заявляється, досягається висока якість обробки поверхні зразків: значно зростає продуктивність складу (152,5-165,2дм2/дм3 складу) при незначній швидкості розчинення основного металу 7 88248 (0,08-0,15г/дм2), збільшується блиск поверхні оброблених зразків (14-22%), що свідчить про високу якість обробки поверхні, до мінімуму зводиться виділення газоподібних речовин. При використанні складу для полірування міді та її сплавів, що містить компоненти в кількостях, що нижче, ніж заявляються не досягається необхідної якості обробки поверхні зразка: поверхня сильно розтравлена, знижується продуктивність складу, збільшується швидкість розчинення основного металу виробу, знижується блиск поверхні зразка, зростає інтенсивність процесів газовиділення (табл., пр.7). При використанні складу для полірування міді та її сплавів, що містить компоненти в кількостях вище, ніж заявляються, відбувається погіршення якості обробки поверхні, за рахунок неповного видалення оксидної плівки, поверхня неоднорідна, залишаються плями (табл., пр.8). Переваги запропонованого складу для полірування виробів з міді і її сплавів в порівнянні з відомим складом [2] полягають в наступному: Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 8 - застосування пропонованого інгібітору призводить до зменшення швидкості розчинення основного металу з 0,8 до 0,08-0,15г/дм2´хв, тобто в 10-5,3 разів, що дозволяє поліпшити механічні характеристики оброблюваних виробів; - при використанні пропонованого складу підвищується продуктивність процесу в 4 рази, з 38,8 до 152,5-165,2 дм2/дм3, тобто в 3,9-4,3 рази; - оброблені зразки характеризуються більшим ступенем збільшення блиску поверхні, збільшення блиску зростає з 12 до 14-22%, тобто на 2-10%; - використання складу, що заявляється, забезпечує якісне очищення поверхні при проведенні технологічних операцій в промислових масштабах за рахунок використання доступних компонентів і високих експлуатаційних характеристик; - перевагою складу, що заявляється, є значне скорочення газовиділення при проведенні полірування виробів з міді та її сплавів, що призводить до поліпшення умов праці і зниження рівня забруднення навколишнього середовища. Підписне Тираж 26 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