Состав для химической обработки титана Советский патент 1992 года по МПК C23F3/03 C23F1/26 

Изобретение относится к области отде- лочно-зачистной обработки деталей машин и может быть использовано на предприятиях авиационного, химического машиностроения или других, где находят применение детали из титана.

Для очистки титана от окалины обычно применяют химическое травление в раство- ре,содержащем - соляную, серную кислоты, фторсодержащее соединение.

Наиболее близким по технической сущности является состав,содержащий соляную кислоту, фтористый аммоний, хлористый натрий и уксусно-кислый натрий.

Недостатком известной смеси, в процессе виброобработки при концентрации 8- 15 г/л, является малая скорость удаления окалины и заусенцев и при этом имеет место увеличение шероховатости и потемнения поверхности металла при воздействии абразива,

Если повысить концентрацию кислот в смеси, то в процессе виброабразивной обработки наблюдается растравление и еще большее потемнение поверхности. Состав становится непригодным для виброзбра- зивной обработки.

Целью изобретения является интенсификация процесса очистки, получения светлой поверхности и заусенцев,осветление и уменьшение ее шероховатости.

Поставленная цель достигается тем, что состав для химической обработки титана, содержащий соляную кислоту, фторсодержащее соединение, комплексообразующее вещество и воду, он дополнительно содержит тиомочевину и окись, алкилдиметилами- на. в качестве фторсодержащего соединения - плавиковую кислоту, а в качестве комплексообразующего вещества эти- лендиаминтетраацетат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Плавиковая кислота 0,8-1,5, Соляная кислота0,4-0,9

Тиомочевина0,2-0,3

XI 00

со

.-&

о

Этилендиаминотетраацетат натрия0,2-0,5

Окись

алкилдиметиламина 0,001-0,005

ВодаОстальное,

причем соотношение плавиковой кислоты, соляной кислоты и тиомочевины равно (4- 5):(2-3):1.

Пример1.Для приготовления состава берут 500-700 г воды при комнатной температуре и добавляют в нее 15 г плавиковой кислоты, 9 г соляной кислоты, 3 г тиомочевины, 5 г этилендиаминтетраацетата натрия, 0,05 г окиси алкилдиметиламина. Смесь тщательно перемешивают и доводят объем раствора до 1 л.

Примерз. Берут 500-700 г воды при комнатной температуре и добавляют в нее 8 г плавиковой кислоты, 4 г соляной кислоты, 2 л тиомочевины, 2 г этилендиаминтетраацетата натрия, 0,01 г окиси алкилдиметиламина. Смесь тщательно перемешивают и доводят обьем раствора до 1 л.

ПримерЗ. Берут 500-700 г воды при комнатной температуре и добавляют в нее 11 г пл авиковой кислоты, 6 л соляной кислоты, 2,5 г тиомочевины, 4 г этилендиаминтет- раацетата натрия , 0,03 г окиси алкилдиметиламина, смесь тщательно перемешивают и доводят объем раствора до 1 л.

Плавиковая кислота ГОСТ 10484-74 - хорошо растворима в воде. Применяется для травления стекла, титановых сплавов.

Соляная кислота ГОСТ 857-78 - хлористоводородная кислота. Хорошо раст вори- м а в воде. Применяется для получения хлоридов металлов, очистки поверхностей металлов, паровых котлов.

Тиомочевина - белые кристаллы. Хорошо растворима в воде. Применяется в органическом синтезе, для производства лекарственных препаратов, в ингибиторах коррозии.

Этилендиаминтетраацетат натрия ГОСТ 10652-73 - белый мелкокристаллический порошок, сильный комплексен Применяют в текстильной, бумажной, лакокрасочной промышленности, в медици- не. для консервирования крови.

Окись алкилдиметиламина - темная вязкая жидкость. Поверхностно-активное вещество. Применяется в моющих композициях.

Вибрационную обработку выполняют в вибрационной машине с объемом контейнера 3 л, при амплитуде вибрации 2 мм и частоте 24 Гц в течение 0,5 ч, при комнатной температуре.

В качестве обрабатывающих тел используют абразивные гранулы типа байкалит грануляции 10-15 мм. При обработке в контейнер непрерывно подают испытуемые

составы технологических жидкостей в коли- .честве 0,03 л/мин. Режимы обработки отличаются друг от друга только составами технологических жидкостей.

Приготавливаются также составы, со0 держащие соляную кислоту, фтористый аммоний, хлористый натрий и уксусно-кислый натрий при различных концентрациях и соотношениях, соответствующие прототипу. Составы опробованных растворов

5 представлены в табл.1, а результаты проведенных экспериментов в табл.2.

Одновременно обработке подвергались 5 деталей.

Детали представляли собой заготовки

0 размером 50x20x10 мм. полученные методом горячей штамповки с заусенцами и окалиной.

По окончании обработки измеряли, сколько убыло массы деталей, выражая ее в

5 % к первоначальной массе, с помощью микроскопа - поперечный размер заусенца на кромке (средний по 10 измерениям на каждой детали.

С помощью профилометра модели 293

0 завод а Калибр определяли параметр шероховатости поверхности (средний по 10 измерениям на каждой детали).

Визуально оценивали степень удаления окалины с поверхности детали.

5 Как видно из приведенных данных, предлагаемый состав в заявляемом диапазоне концентраций и соотношениях ингредиентов обеспечивает уменьшение времени до полной очистки от окалины в 4 раза по

0 сравнению с прототипом.

В то же время предлагаемый состав обеспечивает наибольшее снижение шероховатости поверхности (0,6-0,7 мкм),наибо- лее полное удаление заусенцев и

5 наибольшее осветление поверхности (93- 97%).

Интенсификация удаления окалины и шлифования металла достигается за счет,ус- коряющего действия тиомочевины в сочета0 нии с плавиковой и соляной кислотами, воздействующих на свежеобновляемые поверхности металла. При этом должно соблюдаться соотношение плавиковой, соляной кислоты и тиомочевины (4-5):(2-3):1.

5 При этом тиомочевина,адсорбировавшаяся на поверхности металла, предохраняет его от перетравов смесью плавиковой и соляной кислот, разрыхляет окалину и ускоря - ет снятие ее абразивными гранулами. Осветление и уменьшение шероховатости

поверхности обеспечивается комплексным воздействием тиомочевины, этилендиамин- тетраацетата натрия и окиси алкилдимети- ламина за счет образования и адсорбции на поверхности металла хелатных соединений сложной конфигурации, способствующих более полной очистке от окалины, выравниванию поверхности и препятствующих повторному осаждению загрязнений.

Из представленных данных видно, что при нарушении заявленного соотношения плавиковой, Соляной кислот и тиомочевины эффективность состава снижается. Наибольшее ускорение очистки и осветления при наименьшей шероховатости наблюдается при соотношении плавиковой, соляной кислот и тиомочевины (4-5) (2-3):1. За пределами диапазона как сверху так и снизу наблюдается возрастание времени до полной очистки от окалины, повышается шероховатость поверхности и снижается степень ос- ветления

Из представленных данных также видно, что снижение концентраций всех компонентов состава ниже нижнего предела значительно уменьшает значения оцениваемых показателей. Увеличение концентрации всех компонентов (за исключением плавиковой кислоты) выше верхнего предела влияет на интенсивность обработки не- значительно или совсем не оказывает влияния и нецелесообразно.

Повышение концентрации плавиковой кислоты также не целесообразно, т.к. при

водит к росту наводораживания и охрупчи- ванию поверхностного слоя.

Таким образом, приведенные испытания подтверждают преимущества заявляемого состава перед прототипом,которые заключаются в осветлении и снижении шероховатости поверхности в А раза. Формула изобретения Состав для химической обработки титана, преимущественно для виброабразивной очистки от окалины и шлифования, содержащий соляную кислоту, фторсодержащее соединение, комплексообразующее вещество и воду, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки, получения светлой поверхности и уменьшения ее шероховатости, он дополнительно содержит тиомочевину и окись алкилдиметилами- на, в качестве фторсрдержащего соединения - плавиковую кислоту, а в качестве комплексообразующего вещества - этилендиаминтетраацетат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Плавиковая кислота Соляная кислота Тиомочевина Этилендиаминтетраацетатнатрия Окись

алкилдиметиламина Вода

0,8-1,5 0,4-0,9 0,2-0,3

0,2-0,5

0,001-0,005 Остальное

причем соотношение плавиковой кислоты, соляной кислоты и тиомочевины равно (4- 5)(2-3).1.

Использование: виброабразивная очистка от окалины и шлифование. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: плавиковая кислота 0,8-1,5 соляная кислота 0,4-0,9; тиомочевина 0,2-0,3; этилендиа- м интетраацетат натрия 0,2-0,5; окись ал- килдиметиламина 0,001-0,005 и вода остальное, причем соотношение плавиковой, соляной кислот и тиомочевины равно

Таблица 1