Хімічна обробка металів
Метали для досягнення тих чи інших цілей, зокрема перед фарбуванням, піддають різним обробкам, особливою популярністю серед яких користується хімічна (також існує механічна та термічна). Оскільки майже кожен метал здатний іржавіти, і іржа виступає справжньою хворобою металевих виробів, погіршує їх властивості, їх поверхні важливо своєчасно рятувати від ознак іржі. Це подовжить термін служби техніки та інструменту.
Хімічна обробка металів – це різні процеси, покликані видалити з металевої поверхні шар матеріалу шляхом виконання певних хімічних реакцій, а також створити захисний шар. Спеціальні розчини сприяють формуванню окисних та інших сполук. У результаті утворюється плівка, якість якої залежить від багатьох факторів, серед яких: хімічний склад розчину, температура обробки, тривалість впливу розчину на метал, а також ступінь підготовки виробу перед обробкою.
Мета хімічної обробки – збільшення міцності + захист від корозії, а відтак і підвищення експлуатаційного терміну техніки/виробів. Часто її використовують під час ремонту технічної бази підприємства.
Основні переваги:
- значна продуктивність, завдяки оперативності хімічних реакцій;
- доступність обробки в’язких і твердих матеріалів;
- відсутність зайвих впливів на метал (механічного/температурного).
Методи хімічної обробки металів
Їх існує кілька. Вибрати потрібно один, який підходить якнайкраще в конкретному випадку. Варто врахувати, що для здійснення різних методів необхідні різне устаткування та інструмент.
Серед основних методів – такі:
- розпилення (дія на метал струменем розчину під низьким тиском). Найкращий варіант техніки – тупикові/прохідні механізми, завдяки високому рівню напрацювання. При цьому прохідним властива найвища продуктивність. Спеціальні агрегати можуть обробляти без переривання роботи. Перевага надається одному типу конвеєра як при підготовці, так і безпосередньо при виконанні основного завдання. Щоб результат був максимально якісним, швидкість руху пристрою допустимо обмежувати;
- занурення (розміщення металу в спеціально підготовленому розчині на певний час). Тут для підготовки знадобиться обладнання, робочий простір якого виглядає, як окремі розташовані в чіткому порядку ємності. Воно повинно бути комплектованим змішувачами, трубчастими розведеннями, що йдуть до відділення для сушіння, і транспортером;
- обробка парою, або пароструменева (дія пари необхідної концентрації). Цей метод використовується, як правило, для фарбування габаритних механізмів і тоді, коли організувати виробничі площі не є можливим. Тут має місце ручна обробка за допомогою очищувального стовбура і з залученням техніки (пересувної або стаціонарної). Попередньо поверхню важливо добре очистити від жиру. Паралельний процес – аморфне фосфатування основи. Відповідна температура – 140 °С. Під час роботи можливе додаткове використання хімічних компонентів;
- гідроструменева обробка (із застосуванням відповідних агрегатів).
Особливим попитом на підприємствах металургії, машинобудування та інших напрямків користується метод глибокого травлення (хім. фрезерування). Він найкраще підходить для виробів, що мають складну форму поверхні, виготовлених з тонкого металу, і тоді, коли потрібно обробити багато невеликих деталей.
Інші методи: оксидування (формування захисної оксидної плівки), анодування (електрохімічне оксидування алюмінію), вороніння (нанесення оксидної плівки на сталь), цинкування (виконання цинкового шару-захисту), а також фторування, хромування, нітрування і т.д. При цьому постійно з’являються нові, більш прогресивні методи хімічної обробки металів.
Який метод якнайкраще підійде в конкретній ситуації, залежить від виробничих норм і площ, конфігурації та габаритів оброблюваних деталей, індивідуальних характеристик робочих підрозділів компанії та ін. Який би з методів не був обраний, йому повинні передувати підготовчі роботи, наприклад: знежирення, обробка піском, ґрунтування, протравлення хромітами. Їх можна здійснювати за допомогою спеціальних установок хімічної підготовки.
Хімія для обробки металу
Для здійснення цього завдання можуть знадобитися різні хімічні засоби. Основні з них – кислоти, головним чином, ортофосфорна, соляна та сірчана. Вони ефективно очищають поверхні і ліквідують корозійні прояви. Використовуються, як правило, в розбавленому вигляді і спільно з інгібітором корозії – уротропіном. Залежно від розміру поверхні, покритої іржею, кислоти можуть наноситися за допомогою пензлика або розпилювача.
Всі засоби хімічної обробки належать до одного з двох типів: змивного або незмивного. Перший досить результативний, але має один недолік. Після обробки такі засоби змиваються водою, а тому іржу може змінити корозія. Щоб цього не сталося, відразу ж після використання води метал необхідно висушити і обробити антикорозійним препаратом. При використанні незмивних речовин, коли немає необхідності додатково задіювати воду, плюс до високої ефективності додається зручність, що обумовлює відсутність витрат додаткового часу, необхідності здійснення допоміжних процесів і зменшує витрати на засоби для постобробки.
Ортофосфорна кислота. Розчин цієї речовини є особливо ефективним для обробки металів, тому і задіюється найбільш часто. Його робоча концентрація, як правило – 15-30 %. Він трансформує іржу на металі в міцне покриття. Щоб поліпшити ефект, ортофосфатну кислоту можна компонувати з бутанолом або винною кислотою. Позитивний ефект реалізується шляхом утворення на поверхні ортофосфату заліза, що створює покриття-захист коричневого забарвлення.
Сульфатна кислота і соляна кислота, а точніше їх 5 %-і розчини з водою, належать до речовин з групи незмивних. Вони також ефективні, але без уротропіну їх застосовувати не рекомендовано. Інакше буде роз’їдена не тільки іржа, а й сама металева поверхня. Сірчана кислота особливо ефективно видаляє окиси зі сталі, цинку та срібла.
Крім того, на допомогу може прийти молочна кислота разом з вазеліновою олією. Така суміш діє за дуже простим принципом: іржа перетворюється в сіль, яку опісля розчиняє олія. Зверніть увагу, що при такому способі обробки поверхню потрібно буде протерти, коли реакція завершиться.
Сульфат цинку. Ця речовина – надважливий учасник такого процесу, як цинкування. Оптимальна концентрація – 200-300 г/л. Роботи повинні здійснюватися при кімнатній t.
Щоб поліпшити структуру покриття, додатково можна використовувати такі солі, як сульфат натрію (для збільшення електропровідності), сульфат алюмінію (для стабілізації pH) та інші речовини.
Щоб додатково збільшити захист і товарний вигляд після цинкування здійснюють хроматування в розчинах з хроматами й біхроматами. Як правило, це сірчана кислота + хромовий ангідрид. Хоча склад розчину може бути різним і залежить від електроліту, в якому осаджувався цинк. Результат таких дій – пасивна плівка на поверхні металу.
Реактиви для обробки металів
При металообробці знадобляться і деякі інші реактиви. Що і для чого потрібно, читайте далі.
Хлорид цинку. Обробка кислотами може призвести до утворення на металі сірих плям. Щоб їх позбутися, необхідно використовувати розчин хлориду цинку. Поміщуєте в нього деталь, потім виймаєте, трохи підігріваєте до висихання і промиваєте водою. Внаслідок таких нескладних маніпуляцій сірі плями будуть видалені, а поверхня стане абсолютно чистою.
Азотна кислота. Може служити доповненням при очищенні міді, бронзи і латуні за допомогою концентрованої H2SO4. Також стане в нагоді для того, щоб зробити поверхню матовою. Для цього беруть комплекс з азотної та сірчаної кислот, плюс кухонна сіль і сульфат цинку. Чим довше метал буде перебувати в такому розчині, тим його поверхня буде більш матовою. Після розміщення в ньому виріб необхідно добре промити і оперативно просушити, наприклад, у тирсі.
Концентрована азотна кислота зі сосновою сажею в невеликому обсязі – бездоганний спосіб позбавити від окису залізо і сталь. Тут знадобиться дворазове занурення в розчин з проміжними промивками.
Також ця кислота прибирає мідний шар з цинкових виробів.
Крім того, при обробці металів можуть знадобитися різні сполуки натрію: бензоат натрію, нітрит натрію, гідрокарбонат натрію та інші реактиви.
Щоб хімічна обробка металів привела до бажаних результатів, важливо добре орієнтуватися в специфіці роботи з тими чи іншими матеріалами. Хімія і реактиви повинні бути не тільки доцільними, але й якісними. Тому закупівлі найкраще здійснювати у надійних компаній.
Якщо вам знадобилося щось із зазначених вище хімічних речовин або потрібні інші компоненти для хімічної обробки металевих поверхонь, звертайтеся! Наші фахівці нададуть всю необхідну інформацію про товар і організують швидку доставку в будь-який регіон України!
