După deformarea la cald sau la rece și tratamentul termic, oțelurile inoxidabile sunt adesea gravate. Se dorește excluderea sabatului datorită întăririi suprafeței (întărire); În plus, atunci când sablat, cu greu elimina resturile de scară. Aceasta creează nevoia de corodare chimică. Cu toate acestea, această operație este asociată cu dificultăți speciale datorate prezenței oxizilor de crom formând o scară densă și fermă.
1. Etnografie acidă
Băi de gravare aplicate de două tipuri: fie soluții apoase de acizi, fie alcalii topite; cu sau fără electroliză. De obicei, gravarea acidă este un tratament secvențial în două băi, dintre care unul este acid sulfuric, iar celălalt este un acid azotic cu o mică adăugare de acid fluorhidric. De obicei, se folosește următoarea metodă.
Prima etapă - scala de coroziune, 10-12% (în volum), baia de acid sulfuric, sau într-un amestec de acid sulfuric și acid clorhidric conținând 6,8% (în volum) de acid sulfuric și acid clorhidric concentrat 2-4%. Temperatura băii este menținută în intervalul 60-80 °. Durata șederii în baie depinde de natura stratului de oxid; pentru oțelurile tip 18-8, prelucrate în cuptoare cu atmosferă nereglementată, durata gravării este de 20-40 de minute; acesta poate fi redus la 10-15 minute. în cazul în care tratamentul termic într-o atmosferă controlată. Este necesar să se controleze constanței compoziției băii de acid sulfuric, și mai ales o baie dintr-un amestec de acizi clorhidric și sulfuric, deoarece aceste soluții pot provoca corodare, când baia este epuizată.
Dupa o clatire completa cu apa, scufundati timp de 8-15 minute. într-o baie de acid azotic conținând 10-20%
Atunci când se graviază în două băi, se adaugă adesea 2-4% clorură de sodiu sau 5% sulfat feros la baia acidului sulfuric; în acest caz, timpul de gravare poate fi redus la 10-15 minute.
În cele din urmă, rețineți că, uneori, un amestec de acid azotic și acid fluorhidric este înlocuit cu o soluție care conține acid fluorhidric 1.5-2% și 6-7% sulfat feric anhidru la o temperatură de 50-70 °. Baia din această compoziție nu formează vapori dăunători.
Trebuie notat faptul că rezultatele gravării depind de starea scalei. În descrierea tratamentului termic, au fost evidențiate avantajele încălzirii în medii oxidante, deoarece un film de oxid gros este mai puțin aderent și este distrus mai ușor prin gravarea în băi de aciditate. Starea suprafeței metalului înainte de tratarea termică este de asemenea importantă, în special atunci când metalul este acoperit cu cântare după forjare, suprafața este omogenizată. Este necesar să se acorde atenție gravării directe, forța de aderență a filmului de oxid cu metalul de bază este mărită.
Metoda de gravare este selectată în funcție de compoziția și structura filmului de oxid și, prin urmare, în funcție de condițiile de procesare.
Natura filmului poate fi judecată prin apariția scării; de exemplu, un film de oxid verde bogat în oxizi de crom este întotdeauna dificil de etch.
În cazuri extreme, atunci când pelicula de oxid este îndepărtată cu mare dificultate, este necesar să se completeze o gravare chimică cu o curățare mecanică. Această operație se efectuează, de obicei, după tratamentul cu acid sulfuric, înainte de baie cu acid azotic.
Una dintre metodele de gravare acidă este gravarea electrolitică.
În procesul de tratare, un curent electric este trecut prin baia acidă, alternativă sau constantă, metalul fiind supus actelor de gravare fie ca un anod, fie ca un catod. Aparent, curentul electric are în principal un efect mecanic: eliberarea de oxigen gazos sau hidrogen facilitează separarea filmului de oxid.
2. Gravarea alcalină
În gravarea alcalină, metalul este tratat cu sodă caustică topită, care corodează pelicula de oxid fără a afecta metalul. Temperatura mărită facilitează eroziunea filmului de oxid și face posibilă obținerea unei suprafețe pure; Acest lucru este uneori promovat prin întărirea puternică a apei. Cu toate acestea, nu este posibilă obținerea unei suprafețe perfect lucioase; pe metal rămâne un film format din oxizi de crom inferiori și oxizi aproape complet reduși de fier și nichel. În astfel de cazuri, gravura acidă obișnuită este recomandată ca tratament final, de exemplu, într-o baie de acid azotic, dar foarte scurtă.
Luați în considerare trei metode de gravare alcalină.
1. Metalul este păstrat într-o baie de sodă caustică, care conține azotat de sodiu 20-40%, încălzită la 450-500 ° C. De obicei, gravarea durează 15 minute. la prelucrarea oțelului austenitic 18-8, se evită creșterea temperaturii peste 450 ° din cauza pericolului de apariție a sensibilității la coroziunea intercristalitară.
După gravarea într-o baie alcalină, metalul este imersat în apă rece și apoi într-o baie obișnuită de decapare, reducând până la 3-5 minute. durata îmbătrânirii în acid sulfuric (în loc de 15-20 minute) și până la 5-10 minute. (în loc de 8-15) în baia acidului azotic.
2. Este posibil să se utilizeze aceeași metodă, trecând simultan curentul electric. În brevetul englez din 1936 se recomandă aplicarea densității curente de ordinul a 11 a1dm 2 pe o durată de imersie de la 10 la 15 secunde. metalul fiind un catod. O astfel de gravură rapidă se datorează electrolizei, a sodiului caustic cu eliberarea de sodiu și hidrogen pe catod, reducând oxizii. Un strat de forme metalice reduse pe suprafață. Astfel de gravare face posibilă obținerea unei suprafețe mai uniforme și mai uniforme, complet degresate; În acest caz, etchantul nu acționează pe metalul de bază. Pentru baia electrolitică, utilizați sifon caustic pur și, uneori, sodă caustică cu adăugarea de azotat de sodiu sau clorură de calciu. Această metodă este utilizată pe scară largă pentru gravarea firelor, tijelor și benzilor.
3. Pont de Nemours, folosind acțiunea reducătoare a sodiului și a hidrogenului, a propus o metodă de gravare a hidrurilor de sodiu. Părțile sunt încălzite la 370-380 ° C într-o baie topită de sodă caustică conținând 1-2% hidrură de sodiu. Acesta din urmă este format prin acțiunea hidrogenului pe sodiu topit. În soda topită, scufundați cutia metalică fără fund, închisă deasupra cu un capac cu o gaură prin care este introdus sodiu. Sodiul este topit și se menține pe suprafața băii. Un curent de hidrogen este trecut prin sodiu; o hidrură difuzează în baie. Hidrogenul poate fi înlocuit cu amoniac disociat. Astfel, conținutul de hidrură de sodiu de aproximativ 1-2% poate fi realizat cu ușurință.
Cu un timp de scufundare de 5 până la 15 minute. O bună gravare a oțelurilor inoxidabile este mai completă decât într-o sifonă caustică. După gravare, este suficientă o clătire simplă cu apă, dar se recomandă să se scufunde în plus piesele într-o baie obișnuită de gravare sau acid azotic. Costul unei astfel de gravuri este puțin mai mare decât în cazul gravurii acide, dar această metodă are mai multe avantaje, în special metalul de bază interacționează greu cu etanșantul și pierderile sale sunt mici. Un alt avantaj este o temperatură de proces mai scăzută în comparație cu gravarea în soda caustică.
Indiferent de metoda de gravare, pentru a obține rezultate satisfăcătoare, trebuie luate mai multe măsuri. Este important, de exemplu, să se pregătească suprafața metalului înainte de gravare, în special compoziția peliculei de oxid și condițiile de încălzire în timpul tratamentului termic, precum și degresarea de suprafață. Acordați atenție gravării directe.
1. Trebuie amintit că unele baie de acid, în special acid azotic suplimentat cu acid fluorhidric creează un pericol de coroziune intercristalină, mai ales în cazul în care metalul a dobândit susceptibilitatea la acest tip de coroziune ca urmare a expunerii anterioare la intervalul de temperaturi periculoase. Prin urmare, oțelul care este susceptibil la coroziune nu trebuie niciodată tratat în astfel de tancuri; Oțelurile nestabilizate trebuie tratate prealabil la 1050-1100 ° cu răcire rapidă ulterioară.
4. În cele din urmă, este imposibil de a neglija precauțiile obișnuite pentru orice gravarea: este necesar pentru a elimina complet urmele de spălare acidă în apă fierbinte sau într-o baie neutralizant slab alcalin; controla compoziția băii și temperatura acesteia.
Pentru "oțelurile de tip 18-8, se recomandă adesea tratamentul numit" pasivare ". Această prelucrare este supusă produselor finite: foi, țevi, sârmă. Procesarea constă în imersie timp de 20-40 de minute. într-o soluție de acid azotic suficient de concentrat (25-50%), la o temperatură de 50-60 °. Tratamentul are un efect favorabil asupra rezistenței ulterioare la coroziune. Motivele acestei influențe nu au fost încă elucidate. Se presupune că acest lucru se datorează pasivării efective, adică formării unei folii protectoare de oxid de crom pe metal. Dar, cel mai probabil, acest tratament cauzează dizolvarea particulelor rămase după gravare și, în principal, particulele de fier metalic (de exemplu, urme de scule, ferăstraie etc.). Dovada valabilității acestei ipoteze poate fi faptul că tratamentul cu acid clorhidric are același efect benefic ca și tratamentul cu azot, deși în acest caz nu există o pasivare.
Astfel, starea suprafeței afectează în mod semnificativ rezistența la coroziune a oțelurilor inoxidabile. Coroziunea poate provoca orice contaminare a suprafeței particulelor reactive (în special pilitură de fier), reziduuri de zgură, și care contribuie de asemenea la ruginire.
Este necesar să se acorde atenție influenței dăunătoare pe care o pot avea nisipurile; dacă după aceasta nu efectuați o gravare profundă.
Prelucrarea nisipului nu numai că nu îndepărtează complet scala, ci și o presează în metal. Această scală poate avea o structură complexă constând din oxizi mai mari la exterior și particule metalice neoxidate la limita metalului.
Prezența particulelor de scală pe suprafața metalică este periculoasă și dăunătoare pentru utilizarea ulterioară a oțelului inoxidabil. De exemplu, părțile din oțel de tip 18-8, șlefuite și care nu au fost supuse gravării ulterioare, după un timp s-au dovedit a fi acoperite cu un strat de rugină. Firește, pericolul de coroziune devine și mai important dacă, în locul tratamentului cu nisip, purificarea se realizează prin împușcare cu plumb; În aceste cazuri, la resturile de scară se adaugă particule de plumb. Prin urmare, tratamentul cu împușcare nu este recomandat sau, în orice caz, inevitabil după un astfel de tratament, este necesară o gravare acidă și o "pasivare" finală în acid puternic, în principal în acid azotic.
Alegerea materialului pentru băile acide este o sarcină foarte dificilă. Pentru băile cu acid sulfuric, este posibil să se utilizeze cuve ceramice sau cuve din cărămizi speciale vitrificate, din lemn sau beton, acoperite cu plumb sau din masa asfaltică. În plus, se utilizează și unii derivați de cauciuc, de exemplu "vulcanit", precum și oțeluri inoxidabile de tipul 20-25-4.
Pentru băile ce conțin acid azotic suplimentat cu acid fluorhidric sau acid clorhidric se pot aplica aceleași materiale cu excepția tancuri cu plumb și toate materialele ceramice pe bază de siliciu, sunt corodate acidul topi-Koba.
Pentru băile alcaline se poate folosi oțel, dar trebuie avută în vedere posibilitatea electrolizei în locurile cele mai apropiate de anod.
În funcție de natura acidului, concentrația și temperatura acestuia, este posibil să se utilizeze oțeluri inoxidabile de tip 18-8 + Mo sau 20-25-4 pentru fabricarea diferitelor dispozitive, coșuri, garnituri etc.
Articole similare
-
Cum să faci lumea mai bună, să devii mai bună și cine poate ajuta chiar acum - carte simplă de viață
Trimiteți-le prietenilor: