РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ТИТАНА И НИТРИДА ТИТАНА Российский патент 2009 года по МПК C23F1/26 C09K13/08 

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности удалению защитного покрытия, состоящего из подслоя титана и слоя нитрида титана, нанесенного ионно-плазменным напылением на поверхность детали из коррозионно-стойких сталей.

Известен раствор для травления титановых сплавов, содержащий, мас.%: хлористо-водородную кислоту 10,0-15,0; фтористый аммоний 2,0-4,0; хлористый натрий 0,05-1,0; уксуснокислый натрий 0,05-0,5; воду - остальное (а.с. СССР №1194907, C23F 1/26, 1983).

Недостатком раствора является низкая скорость удаления защитного покрытия и ухудшение качества поверхности основного металла. Удаление защитного покрытия происходит в течение длительного времени, что увеличивает отрицательное воздействие раствора на основной металл. Поверхность основного металла, освобожденная от защитного покрытия, темная с местным подтравливанием.

Наиболее близким по технической сущности является раствор для травления титановых сплавов, содержащий хлористо-водородную кислоту, фтористый аммоний, сульфат натрия или аммония и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлористоводородная кислота 8,0-10,0; аммоний фтористый 2,0-3,0; сульфат натрия или аммония 1,0-3,0; вода - остальное (а.с. СССР №1201347, C23F 1/26, 1983).

Недостатком раствора является низкая скорость удаления защитного покрытия и ухудшение качества поверхности основного металла. Удаление защитного покрытия происходит в течение длительного времени, что увеличивает отрицательное воздействие раствора на основной металл.

Задачей изобретения является увеличение скорости растворения защитного покрытия без существенного ухудшения качества поверхности основного металла.

Поставленная задача достигается тем, что раствор для травления титановых сплавов, содержащий хлористо-водородную кислоту, аммоний фтористый, сульфат натрия и воду, дополнительно содержит добавку «Прогресс 21» или «Прогресс 30» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлористо-водородная кислота8,0-10,0Аммоний фтористый4,5-6,0Сульфат натрия0,5-0,9Добавка «Прогресс 21» или «Прогресс 30»0,01-0,03Водаостальное

Использование раствора может быть проиллюстрировано примерами.

В качестве образцов использовались детали из сплава ЭИ961-Ш (основной металл) с нанесенным ионно-плазменным напылением защитным покрытием Ti+TiN общей толщиной 10-15 мкм.

Были приготовлены растворы, содержащие воду - основа; хлористо-водородную кислоту 9 мас.%; добавку «Прогресс 21» (ТУ 2383-003-49798713-99) или «Прогресс 30» (ТУ 38.10719-92) - 0,02 мас.%; которые отличались содержанием аммония фтористого и сульфата натрия. Контрольный образец детали обрабатывали раствором: хлористо-водородная кислота 9,0 мас.%; аммоний фтористый 2,7 мас.%; сульфат натрия 2,0 мас.%; вода - остальное, взятым за прототип. Удаление покрытия производилось при температуре помещения 21-22°С. Время травления 0,5-3,0 часа. Результаты приведены в табл. 1.

Оценивалось состояние поверхности основного металла и скорости растворения (V_{растворения}) защитного покрытия и основного металла. Увеличение концентрации аммония фтористого (иона F^- - определяющего параметра при травлении титана) с одновременным снижением концентрации сульфата натрия повышает скорость растворения защитного покрытия, уменьшая время воздействия раствора на основной металл.

Оптимальная концентрация аммония фтористого 4,5-6,0 мас.%. При концентрации менее 4,5 мас.% - недостаточны скорость и качество удаления покрытия. Увеличение концентрации более 6 мас.% повышает скорость растворения защитного покрытия, но ухудшается качество поверхности основного металла: потемневшая поверхность с матовыми участками.

Оптимальная концентрация сульфата натрия 0,5-0,9 мас.%. При увеличении концентрации свыше 0,9 мас.% снижается качество удаления защитного покрытия, а при уменьшении концентрации менее 0,5 мас.% ухудшается качество поверхности основного металла: темная поверхность с трудноудаляемым черным шламом.

Введение добавки «Прогресс 21» или «Прогресс 30» обеспечивает равномерное травление, улучшает качество поверхности основного металла детали: поверхность после травления светлая и блестящая, без растравливания (при просмотре травленой поверхности под увеличением до ×25; металлографическое исследование). Установлено, что оптимальная концентрация добавки «Прогресс 21» или «Прогресс 30» находится в пределах 0,01-0,03 мас.%. При снижении концентрации менее 0,01 мас.% возрастает скорость растворения основного металла, а при увеличении концентрации более 0,03 мас.% при травлении наблюдается повышенное ценообразование.

На скорость растворения защитного покрытия добавка "Прогресс 21" или «Прогресс 30» не оказывает существенного влияния (табл. 2).

По сравнению с прототипом скорость растворения покрытия увеличилась в 2,5-3,6 раза без ухудшения качества поверхности основного металла (растворение основного металла практически отсутствует).

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности удалению защитного покрытия, состоящего из подслоя титана и слоя нитрида титана, нанесенного ионно-плазменным напылением. Раствор содержит, мас.%: хлористо-водородную кислоту 8,0-10,0, аммоний фтористый 4,5-6,0, сульфат натрия 0,5-0,9, добавку «Прогресс 21» или «Прогресс 30» 0,01-0,03, остальное - вода. Скорость растворения покрытия увеличилась в 2,5-3,6 раза без существенного ухудшения качества поверхности основного металла. 2 табл.

Раствор для травления защитных покрытий из титана и нитрида титана, содержащий хлористо-водородную кислоту, аммоний фтористый, сульфат натрия и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавку «Прогресс 21» или «Прогресс 30» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлористо-водородная кислота8,0-10,0аммоний фтористый4,5-6,0сульфат натрия0,5-0,9добавка «Прогресс 21» или «Прогресс 30»0,01-0,03водаостальное