Травление

Травлением называется процесс удаления продуктов коррозии и окалины с. поверхности изделия с помощью водных растворов кислот, кислых солей или щелочей. Обычно травлению предшествует обезжиривание, которое обеспечивает необходимую смачиваемость растворами и в связи с этим равномерное травление. Различают химическое и электрохимическое травление.

Химическое травление применяют при подготовке деталей перед нанесением ЛКП, гальванических покрытий и консервацией. Обычно травление проводят в растворах серной и соляной кислот, а также фосфорной кислоты и реже в растворе азотной кислоты.

Составы на основе серной и соляной кислот применяют во всех случаях при нанесении самых разнообразных видов покрытий. Составы на основе фосфорной кислоты применяют преимущественно для травления стальных изделий перед нанесением на них лакокрасочных покрытий.

Большой растворяющей способностью обладает соляная кислота. Повышение концентрации и температуры ускоряет растворение как в серной, так и в соляной и фосфорной кислотах. Причем для серной кислоты повышение температуры дает больший эффект, чем повышение концентрации, а для соляной кислоты, наоборот, эффективность резко возрастает с ростом концентрации. Учитывая это, а также летучесть соляной кислоты, травление в солянокислых растворах ведут при комнатной температуре. При травлении в серной и соляной кислотах может иметь место перетравливание металла и его наводороживание. Во избежание этого в травильные растворы вводят ингибиторы коррозии, которые замедляют растворение очищенных участков металла и не оказывают влияния на скорость удаления продуктов коррозии.

Отечественная промышленность выпускает ряд ингибиторов, представляющих собой продукты конденсации органических соединений. Эффективность их изменяется с температурой и составом травильного раствора. Для соляной кислоты рекомендуются катапин, КИ-1, ПБ-5, ПБ-6, ПБ-7, Уникол БА-6, И-l-A, И-l-B, И-1-Е, КПП, уротропин, для серной – катапин, ЧМ, БА-6.

Травление можно проводить также в растворах фосфорной кислоты. В этом случае на стальной поверхности образуется слой (около 1 мкм) солей фосфатов железа, способствующий противокоррозионной защите.

При травлении в растворах фосфорной кислоты рекомендуется следующая последовательность технологических операций: травление в растворе фосфорной кислоты (150...200 г/л) при температуре до 80 °С; обработка 2 %-ным раствором фосфорной кислоты.

В первой ванне удаляется окалина или ржавчина, после чего деталь без промывки переносится во вторую ванну, где в течение 2 мин образуется защитная пленка фосфата железа. После обработки 2 %-ным раствором фосфорной кислоты поверхность можно окрашивать без предварительной промывки.

Применение фосфорной кислоты ограничивается из-за ее высокой стоимости, поэтому иногда детали травят в растворах серной или соляной кислоты, а после промывки в воде на 10…15 мин погружают в 2...3 %-ный раствор фосфорной кислоты при температуре 75...85 °С.

Травят детали в стационарных ваннах (без циркуляции или с циркуляцией растворов) или же струйным способом (струйный облив деталей горячими растворами). Струйный способ более эффективен, так как сочетает химическое и механическое воздействие струи раствора на обрабатываемую поверхность. В этом случае снижаются трудовые затраты и стоимость обработки, увеличивается скорость травления и снижается расход кислоты.

Все более широкое применение находит метод одновременного обезжиривания и травления, заключающийся в том, что поверхность деталей обрабатывают растворами, содержащими как травящие, так и обезжиривающие реагенты. В этом случае используют растворы кислот совместно с поверхностно-активными моющими средствами. Эти вещества эмульгируют жировые загрязнения, находящиеся на поверхности металла. В раствор также могут вводиться противопенные добавки.

Детали обрабатывают погружением их в ванну в корзинах или на подвесках. Более эффективна струйная обработка, при которой скорость обезжиривания и травления возрастет в несколько раз.

После травления в соляной и серной кислотах должна следовать тщательная промывка обрабатываемой поверхности от кислоты и травильного шлама. Наиболее эффективна струйная промывка горячей и холодной (проточной) водой, смывающей основную часть кислоты. Затем следует нейтрализующая промывка 3 %-ным раствором кальцинированной соды и горячая промывка при температуре 65...75 °С.

Пасты наносят на поверхность шпателем, штукатурными лопатками или пастопультом. Толщина наносимых слоев и время выдержки зависят от степени поражения обрабатываемой поверхности коррозией, температуры среды. Например, время выдержки пасты при 20 °С может составлять от 30 до 40 мин, а при более низкой температуре – до 6 ч.

Наиболее простым способом удаления коррозии являются пропитка предварительно обработанной щетками поверхности 10 %-ным раствором ортофосфорной-кислоты, выдержка в течение 24 ч и удаление раствора ветошью или промывкой.

Электрохимическое травление по сравнению с химическим – процесс более производительный и экономичный в отношении расхода кислоты. Его применяют обычно при нанесении гальванических покрытий. Травление коррозионностойкой стали и деталей с точными размерами можно проводить только электрохимическим методом.

В основном применяют анодное травление, при котором исключается наводороживание металлов. Для электрохимического травления стальных деталей, например перед меднением, применяют раствор состава, г/л: серная кислота (плотность – 1,84 г/см³) – 900...1300; сернокислый магний – 3,6...5.

Процесс удаления с поверхности деталей тончайшего слоя окислов, которые образуются в промежутках между технологическими операциями, называют активацией. При активации происходит мелкое протравливание верхнего слоя металла, способствующее лучшему сцеплению поверхности основного металла с гальваническими покрытиями. Активацию производят непосредственно перед нанесением гальванического покрытия.