Химическая обработка металлов

[puika]

Перед кем из домашних умельцев не вставала необходимость отникелировать или отхромировать ту или иную деталь. Какой самодельщик не мечтал установить в ответственном узле «несрабатывающуюся» втулку с твердой, износостойкой поверхностью, полученной путем насыщения ее бором. Но как сделать в домашних условиях то, что, как правило, осуществ¬ на специализированных предприятиях методами химико-термической и электрохимической обработки металлов. Не будешь же строить дома газовые и вакуумные печи, сооружать электролизные ванны. Но, оказывается, строить все это совсем и не надо. Достаточно иметь под рукой некоторые реактивы, эмалированную кастрюлю да и, пожалуй, паяльную лампу, а также знать рецепты «химической технологии», с помощью которой можно металлы также меднить, кадмировать, лудить, оксидировать и т.д.
Итак, начнем знакомиться с секретами химической технологии. Учтите, что содержание компонентов в приведенных растворах, как правило, даются в г/л. В случае, если применяются другие единицы, следует специальная оговорка.

Подготовительные операции
Перед нанесением на металлические поверхности красок, защитных и декоративных пленок, а также перед покрытием их другими металлами необходимо осуществить подготовительные операции, то есть удалить с этих поверхностей загрязнения различной природы. Учтите, от качества проведения подготовительных операций в сильной степени зависит конечный результат всех работ.
К подготовительным операциям относятся обезжиривание, очистка и   травление.

[puika]

Обезжиривание

Процесс обезжиривания поверхности металлических деталей проводят, как правило, когда эти детали только что обработаны (отшлифованы или отполированы) и на их поверхности нет ржавчины, окалины и других посторонних продуктов.
С помощью обезжиривания с поверхности деталей удаляют масляные и жировые пленки. Для этого применяют водные растворы некоторых химреактивов, хотя для этого можно использовать и органические растворители. Последние имеют то преимущество, что они не оказывают последующего коррозионного воздействия на поверхность деталей, но при этом они токсичны и огнеопасны.
Водные растворы. Обезжиривание металлических деталей в водных растворах проводят в эмалированной посуде. Заливают воду, растворяют в ней химреактивы и ставят на малый огонь. При достижении нужной температуры загружают в раствор детали. В процессе обработки раствор перемешивают. Ниже приводятся составы обезжиривающих растворов (г/л), а также рабочие температуры растворов и время обработки деталей.

[puika]

Составы обезжиривающих растворов (г/л)

Для черных металлов (железо и  железные, сплавы)

•   Жидкое стекло (канцелярский силикатный клей) — 3... 10, едкий натр (калий) — 20...30, тринатрийфосфат —25...30.   
             Температура раствора — 70...90°С, время обработки — 10...30 мин,
•   Жидкое стекло — 5..10, едкий натр — 100... 150, кальцинированная сода — 30...60.
             Температура раствора — 70...80°С, время обработки — 5...10 мин.
•   Жидкое стекло — 35, тринатрийфосфат— 3...10.
      Температура раствора — 70...90°С, время обработки—10...20 мин.

•   Жидкое стекло — 35, тринатрийфосфат — 15, препарат — эмульгатор ОП-7 (или ОП-10) — 2.
             Температура раствора — 60-70°С, вре¬мя обработки — 5. .10 мин.
•   Жидкое стекло — 15, препарат ОП-7 (или ОП-10) —1.
             Температура раствора — 70...80°С, время обработки — 10...15 мин.
•   Кальцинированная сода — 20, калиевый хромпик — 1.
             Температура раствора — 80...90°С, время обработки — 10...20 мин.
•   Кальцинированная сода — 5.. 10, тринатрийфосфат — 5...10, препарат ОП-7 (или ОП-10) — 3.
             Температура раствора — 60...80°С, время обработки — 5.. 10 мин.

Для меди и  медных сплавов

•    Едкий натр — 35, кальцинированная сода — 60, тринатрийфосфат — 15, препарат ОП-7 (или ОП-10) — 5.
            Температура раствора — 60...70, время обработки — 10...20 мин.
•   Едкий натр (калий) — 75, жидкое стекло —20.
           Температура раствора — 80...90°С, время обработки — 40...60 мин.
•   Жидкое стекло — 10...20, тринатрийфосфат — 100.
            Температура раствора — 65...80°С, время обработки — 10...60 мин.
•   Жидкое стекло — 5... 10, кальцинированная сода — 20...25, препарат ОП-7 (или ОП-10)—5.. .10.
            Температура раствора — 60...70°С, время обработки — 5.. 10 мин.
•   Тринатрийфосфат — 80... 100.
           Температура раствора — 80...90°С, время обработки — 30...40 мин.
Для алюминия и его сплавов
•   Жидкое стекло — 25...50, кальцинированная сода — 5... 10, тринатрийфосфат — 5.. 10, препарат ОП-7 (или ОП-10) -15…20 мин.
•   Жидкое стекло — 20...30, кальцинированная сода — 50...60, тринатрийфосфат—50...60.
             Температура раствора — 50...60°С, время обработки — 3...5 мин.
•   Кальцинированная сода — 20...25, тринатрийфосфат — 20...25, препарат ОП-7 (или ОП-10) — 5...7.
            Температура — 70...80°С, время обработки— 10...20 мин.

Для серебра, никеля и их сплавов

•   Жидкое стекло — 50, кальцинированная сода — 20, тринатрийфосфат — 20, препарат ОП-7 (или ОП-10) — 2.
             Температура раствора — 70...80°С, время обработки — 5.. 10 мин.
•   Жидкое стекло — 25, кальцинированная сода — 5, тринатрийфосфат — 10.
             Температура раствора — 75...85°С, время обработки — 15...20 мин.
Для цинка
•   Жидкое стекло — 20...25, едкий натр — 20...25, кальцинированная сода — 20...25.
             Температура раствора — 65...75°С,время обработки -г- 5 мин.   
•   Жидкое стекло — 30...50, кальцинированная сода — 30...50, керосин — 30...50, препарат ОП-7 (или ОП-10) -2...3.
             Температура раствора — 60—70°С, время обработки — 1...2 мин.

Органические растворители

Наиболее применяемыми из органических растворителей являются бензин Б-70 (или «бензин для Зажигалок») и ацетон. Однако они обладают существенным недостатком — легко воспламеняются. Поэтому в последнее время их заменяют негорючими растворителями, такими, как трихлорэтилен и перхлорэтилен. Растворяющая способность их значительно выше, чем у бензина и ацетона. Причем эти растворители можно безбоязненно нагревать, что намного ускоряет обезжиривание металлических деталей.
Обезжиривание поверхности металлических деталей с помощью органических растворителей проводят в такой последовательности. Детали загружают в посуду с растворителем и выдерживают 15...20 мин. Затем поверхность деталей протирают прямо в растворителе щеткой. После такой обработки поверхность каждой де тали тщательно обрабатывают тампоном, смоченным 25%-ным аммиаком (работать необходимо в резиновых перчатках!).
Все работы по обезжириванию органическими растворителями проводят в хоро¬шо проветриваемом помещении.

[puika]

Очистка

В этом разделе в качестве примера будет рассмотрен процесс очистки от нагара двигателей внутреннего сгорания. Как известно, нагар представляет собой асфальтосмолистые вещества, образующие на рабочих поверхностях двигателей трудноудалимые пленки. Удаление нагара — за-дача довольно сложная, так как пленка нагара инертна и прочно сцеплена с поверхностью детали.

Составы очищающих растворов (г/л)
Для  черных  металлов

•   Жидкое стекло — 1,5, кальцинированная сода — 33, едкий натр — 25, хозяйственное мыло — 8,5.
            Температура раствора — 80...90°С, время обработки — 3 ч.
•   Едкий натр — 100, бихромат калия — 5.
            Температура раствора — 80...95°С, время обработки — до 3 ч.
•   Едкий натр — 25, жидкое стекло — 10, бихромат натрия — 5, хозяйственное мыло — 8; кальцинированная сода — 30.
            Температура раствора — 80...95°С, время обработки — до 3 ч.
•   Едкий натр — 25, жидкое стекло — 10, хозяйственное мыло — 10, поташ — 30.
            Температура раствора — 100°С, время обработки — до 6 ч.

Для алюминиевых (дюралюминиевых) сплавов

•   Жидкое стекло 8,5, хозяйственное мыло — 10, кальцинированная сода — 18,5.
                        Температура раствора — 85...95С, время обработки — до 3 ч.
•   Жидкое стекло — 8, бихромат калия — 5, хозяйственное мыло — 10, кальцинированная сода— 20.
             Температура раствора — 85…95°С, время обработки — до 3 ч.
•   Кальцинированная сода —10, бихромат калия — 5, хозяйственное мыло — 10. Температура  раствора  —   80...95°С, время обработки—до З ч.