Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Травление производят вначале в растворе серной кислоты при температуре 50—80 °С, а затем в смеси серной, соляной и азотной кислот. Раствор серной кислоты (не очень концентрированный 100—150 г/л) при повышенной температуре довольно быстро стравливает окалину на меди, практически не взаимодействуя с основным металлом. Иногда в этот раствор вводят окислители (хромпик, окисное сернокислое железо) в количестве 50—100 г/л. Обработку в смеси серной, соляной и азотной кислот проводят в течение 3—8 с, после чего деталь немедленно промывают во избежание перетравливания поверхности. Активным компонентом этих растворов является азотная кислота, которая растворяет медь. Серная кислота регенерирует медь, вытесняя HNO3 из азотнокислой меди, при этом сульфат меди выпадает в осадок. Соляная кислота растворяет цинк в латунях. При травлении меди соляную кислоту из этой смеси исключают. Иногда в эти растворы вводят сажу (5—10 г/л). Ванны для травления в смеси H2SO4, HNO3 и HCl и промывки должны иметь эффективную вентиляцию из-за интенсивного выделения окислов азота, загрязняющих атмосферу и вредно влияющих на организм человека.
Эти недостатки устраняются при дозированном травлении, при котором детали погружают сначала в концентрированный раствор азотнокислого натрия или аммония на 10—30 с, после чего без промывки на 2—5 с в 50 %-ный раствор H2SO4 или в раствор Н3РО4 (d=1,4/1,7), или в раствор HCl (d=1,19). Наиболее блестящая поверхность получается при обработке в растворе фосфорной кислоты. Менее благоприятные результаты получают в соляной кислоте. В последней происходит наибольший съем металла (до 3 мкм), что следует учитывать при травлении прецизионных деталей. Этот способ травления применяют на автоматических линиях, при этом уменьшается выброс в атмосферу окислов азота в 40—50 раз.
Составы растворов и режимы матового и блестящего травления меди и ее сплавов приведены в табл. 49.
Электрохимическое травление сталей. Различают катодное, анодное и биполярное электрохимическое травление. При катодном травлении разрушение пленки оксидов происходит за счет их восстановления и, главным образом, механического разрыхления выделяющимся водородом. Образующийся на катоде водород обладает в момент выделения высокой восстановительной способностью и восстанавливает высшие оксиды железа до закиси, легко растворимой в кислоте. Подтравливание метала при этом не происходит. Однако наблюдается наводороживание стали. В качестве электролитов используют 5—10 %-ные растворы серной, соляной кислот или их смеси, иногда с добавками солей свинца (до 0,1 %).
Применяют также щелочно-цианистые электролиты. Обработка в этих электролитах обеспечивает наиболее высокое качество травления: продукты коррозии удаляются, не оставляя каких-либо следов и шлама, сам металл при этом хорошо обезжиривается, но не подвергается травлению. Травление обычно производят биполярным методом при реверсировании тока в электролите состава (г/л): 30—100 NaOH, 20—50 NaCN, 10 NaCl. В катодном периоде происходит восстановление оксидов железа выделяющимся водородом до окиси, которая в щелочно-цианистом растворе переходит в растворимым ферроцианид. В анодном периоде выделяющийся кислород очищает поверхность от остатков карбида и графита. Травление производят при плотности тока 3—6 А/дм2. Длительность катодного периода 45—50 с, анодного 10—15 с.
Для деталей простой конфигурации длительность катодного и анодного периодов равны 30 с. В процессе эксплуатации электролит необходимо очищать от гидрата окиси железа, ферроцианида натрия и соды. При концентрации соды в электролите 100 г/л его охлаждают до 5°С и отфильтровывают выкристаллизовавшиеся примеси, В некоторых случаях эту операцию не производят, а вырабатывают электролит до концентрации цианида 10 г/л и затем заменяют его новым. Корректировку по цианиду производят дважды в сутки.
Перед электролитическим цинкованием чаще всего применяют анодное травление деталей в растворах серной (25—35 %), соляной (20—25 %) кислот или их смесей при плотности тока 5—40 А/дм2. Происходящее при этом подтравливание поверхности оказывает даже благоприятное влияние на сцепление цинкового покрытия с металлом основы. Механизм анодного травления зависит от концентрации кислоты 1 плотности тока. При небольших плотностях тока (5 А/дм2) сталь активно травится по механизму, близкому к химическому травлению стали в соответствующей кислоте. При более высоких плотностях тока (20 А/дм2 и более) сталь в растворе H2SO4 легко пассивируется и растворение металлы и окалины происходит через пассивную пленку, благодаря чему создаются условия для наиболее равномерного травления детали (рис. 100). При анодной травлении в серной кислоте, как правило, применяют свинцовые катоды, детали загружают в ванну под током. Очень высокоэффективным является процесс электрохимического травления в соляной кислоте, который применяется, главным образом, на высокопроизводительных поточных линиях цинкования полосы, проволоки и труб. Подвод тока, как правило, осуществляют биполярным методом. Плотность тока составляет 40 А/дм2.