Способ обработки стали и расворы для травления и осветления Советский патент 1981 года по МПК C23F1/00 G01N1/32 

как участков с распавшимся мартенсистом ( места прйжогов ), так и остальных участков поверхности, что значительно снижает механические свойства поверхности стали.

Известен раствор для осветления поверхности стали, содержащий перборат натрия З.

Однако этот раствор также непригоден для осветления деталей из высокопрочных сталей из-за его повышенной химической активности.

Цель изобретения - улучшение механических свойств поверхности стали

Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем травление в растворе, содержащем персульфат аммония и осветление, в травильный раствор дополнительно вводят оксалат цинка, а осветление проводят в растворе , содержащем перборат натрия и окссшат натрия.

Раствор для травления стали, содержащий персульфат аммония, о т л. ичающийс я тем, что он дополнительно содержит оксалат цинка при следующем соотношении компонентов, г/л:

Персульфат аммония 60-100 Оксалат цинка До насыщения .

Раствор для осветления стали, содержащий перборат натрия, о т л и чающийс я тем, что он дополнительно содержит оксалат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:

Перборатдо насынатриящения

Оксалат натрия 40-50 Травление проводят в течение 0,5-2 мин, а осветление - в течение 0,5-1 мин.

При продолжительности травления меньше 0,5 мин не обеспечивается контрастность ( потемнение) протравленной поверхности, достаточная для установления мест прижогов. Резкая граница между потемневшими участками (места прижогов ) и светло-серым фоном мартенситной структурь устанавливается при травлении деталей в изобретенном растворе в течение 0,5 мин и выше. При этом увеличение времени травления не сказываестя на качестве выявления прижогов.

.Е;екомендуемое в данном способе мак мальное время травления -.2 мин является достаточным для того, чтобы протравить поверхность любой крупногаб ритной детали.

Введение в травильный раствор труднорастворимого оксалата цинка затрудняет образование темного налета оксидов железа на поверхности бе

г

так как оксалат-ионы прижогов

образуют с катионами железа раство- римый комплекс

Ге ЧзС204 -- ре Са04)

в то же время введение оксалата цинка не оказывает влияния на выявление карбидов железа на участках поверхности с прижогами. Остающиеся на поверхности остатки темных оксидов железа, которые могут образоваться в процессе травления, предлагается удалять (осветление) путем обработки в растворе оксалата натрия с избытком пербората натрия. При .этом катионы Fe окисляются перборат-иона5 ми до реакции

г +

,2. +B0j-+H20 20Н

Образующиеся катионы оксалгТионами образуют растворимые комплексы по реакции Ц).

Способ выявления прижогов на крупногабаритных деталях из низколегированных высокопрочных, сталей включает следующие операции: травление в растворе персульфата аммония, насыщенном оксашатом цинка; промывка в воде; осветление в растворе оксалата натрия, насыщенном перборатом натрияj промывка в воде, контро и его реализуют следующим образом: детали после обезжиривания погружаю в ванну с травильным раствором, затем вынимают из нее и промывают в холодной проточной воде, после промывки детали погружают в ванну с ратвором для осветления, затем их сно промывают холодной проточной водой, промытые детали подвергают визуальному осмотру (контроль). Места прижогов выявляют в виде темных пятен на светло-сером фоне основной без прижогов поверхности стали.

Пример 1. Травление в растворе следующего состава, г/л:

Персульфат

аммония 100

Оксалат цинка До насыщения

Время травления О,5 мин. Промывка в холодной проточной воде. Освет ление в растворе следующего состава г/л:

Оксалат

натрия 50

Перборат

натрия До насыщения

Время осветления О,5 мин. Промывка в холодной проточной воде. Контроль поверхности детали путем визуального осмотра: места прижогов выявляют в виде темных пятен на светло-сером фоне поверхности без прижогов.

Пример 2. Травление в растворе следующего состава, г/л: Персульфат аммония 80 Оксалат цинка До насыщения Время травления 1 мин. Промывка в холодной проточной воде. Осветле ние в растворе следующего состава, г/л: Оксалат натрия 45 Перборат натрия До -насыщения Время осветления О,75 мин. Промывка в холодной проточной воде. К троль поверхности путем визуальног осмотра: места прижогов выявляют в виде темных пятен на светло-сером фоне поверхности без прижогов. Пример 3. Травление в рас творе следующего состава, г/л: Персульфат аммония 60 Оксалат цинка До насыщения Время травления 2 мин. Промывка в холодной проточной воде. Осветлени в растворе следующего состава, г/л Оксалат натрия40 Перборат натрия До насыщения Время осветления 1 мин.Промывка в хо лодной проточной воде. Контроль по верхности путем визуального осмотра места прижогов выявляют в виде темных пятен на светло-сером фоне пове ности без прижогов. При травлении деталей в раствора персульфата аммония с добавкой окса лата цинка (примеры 1-3) высокопроч ные стали при напряжении 145 кг/мм не обнаруживают коррозионного растрескивания в течение 48 ч 4 . Травление в растворе персульфата аммония с добавкой оксалата цинка н вызывает ухудшения механических свойств и не понижает, а даже повыш ет сопротивление коррозионному растрескиванию высокопрочных сталей. . Результаты исследования этих свойств после травления образцов в растворе, состав которого приведен примере 1, представлены в таблице. .Предел прочности,(J, кг/мм 171 170,6 Относительное удлинение, tf /% 11 12 Продолжение таблицы Т- Т213Относительное сужение, Ч ,% Сопротивление коЕ розионному растрескиванию в 20+ . +30 г/л No се при напряжении 145 кг/ммвремя до растрескивания в минутах После травления в течение 10 мин. Механические характеристики отальных образцов определяют на универсальной испытательной машине УММ-5 при скорости нагружения 1 мм/мин. Использовали стандартные образцы диаметром 5 мм, длиной рабочей части 50, мм с чистотой поверхности v8. При наличии прижогов на деталях из высокопрочных сталей, работающих при знакопеременных нагрузках, долговечность уменьшается в несколько раз. Экономический эффект от предлагаемого способа достигается за счет повышения надежности и долговечности работы деталей из высокопрочных сталей более 100 тыс. руб. в год. Формула изобретения 1. Способ обработки стали, включающий травление в растворе,содержащем персульфат аммония и осветление отличающий9Я тем, что, с целью улучшения механических свойств поверхности, в травильный раствор дополнительно вводят оксалат цинка, а осветление.проводят в растворе, содержащем перборат натрия и оксалат натрия. 2. Раствор для травления стали, содержащий персульфат аммония, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксалат цинка при следующем соотношении компонентов, г/л: Персульфат аммония 60-100 Оксалат цинка До насыцения 3. Раствор для осветления стали, одержащийперборат натрия, отлиающийся тем, что он дополительно содержит оксалат натрия ри следуккцем соотношении компоне ов, 07/л: 7 Перборат натрия До насыщения Оксалат натрия 40-50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 336565, кл. G01 N 1/32, 1972. 2.Алексеенко М.Ф. и Демин Н.Г. Выявление прижогов на зубчатых ко.п 88 сах.- Авиационная промышленность, . 1968, № 8,. с.33-34. . 3. Патент США 3738867, кл.134-2, опублик. 1973. 4. Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. М., Металлургия, 1974, 7.57.