Химическое травление
Вес (или размер) заготовоки поковок | До 1000 к Г |
Форма очищаемых заготовок и поковок |
Любая Способ обеспечивает очистку труднодоступных отверстий и углублений |
Качество поверхности после очистки |
Обеспечивает выявление поверхностных дефектов (трещин, волосовин и т. д.) |
Шероховатость поверхности после очистки |
Без изменений под слоем окалины |
Искажение размеров | Потеря основного металла 1 —1,5%, что соответственно отражает ся на размерах |
Изменение механических свойств |
Появление водородной хрупкости |
Область применения | Промежуточные заготовки и готовые поковки, у которых возможны поверхностные дефекты или имеются небольшие отверстия и труднодоступные участки |
Экономичность способа | В 7 раз дороже дробеметной очистки и на 20-40% дороже пневматической очистки |
Заготовки между операциями и готовые поковки перед травлением обезжиривать и промывать не требуется. Химический состав и основные свойства окалины на поверхности стали приведены в табл. 56.
Для химического травления применяют специальные растворы для травления (растворы кислот), указанные в табл. 57. Для предотвращения перетравливания металла, неравномерности травления и водородной хрупкости в растворы добавляют присадки (называемые еще регуляторами травления, или ингибиторами).
Таблица 56. Состав и свойства окалины
Свойства |
Вюстит (закись железа) |
Магнетит (закись — окись железа) |
Гематнт (окись железа) |
Химический состав |
FeO |
Fe3O4 |
Fe2O3 |
Молекулярный вес |
71,84 |
231,52 |
159,68 |
Удельный вес в г/см3 |
5.28 |
5.20 |
5.12 |
Температура плавления в °С |
1370 |
1538 |
1565 |
Цвет |
Черный |
Черный |
Серо-черный бархатистый |
Структура |
Пористая, мелкокристаллическая |
Стекловидная, твердая, хрупкая |
Плотная, кристаллическая |
Расположение на поверхности |
Прилегает к металлу |
Промежуточный слой |
Наружный слой |
Толщина слоя в % от общей толщины |
50 |
40 |
10 |
Травление стальных поковок производят в следующем порядке:
- Заправка ванны:
а) заполнение травильной ванны приблизительно на 70% ее объема;
б) осторожное прибавление кислот до требуемой концентрации (табл. 57);
в) перемешивание;
г) подогрев ванны до наименьшей рекомендуемой температуры;
д) добавление присадки;
е) перемешивание. - Загрузка ванны:
а) загрузка поковок в корзины из дерева, кислотоупорной проволоки или отлитые из кислотоупорной стали;
б) погружение корзин с поковками в ванну так. чтобы они не соприкасались с трубами и стенками ванны. - Травление. Начало работы при температуре, наименьшей из рекомендуемых; по
мере ослабления концентрации раствора температуру повышают и к концу цикла
доводят до наибольшей (табл. 57).
Продолжительность процесса травления 15-80 мин в зависимости от концентрации раствора, температуры ванны и толщины слоя окалины на поковке.
4. Промывка от остатков кислоты и железного купороса в ванне с проточной горячей водой повторными погружениями их в воду в течение 3—5 мин при температуре 60—70° С или в течение 2—3 мин при температуре 85-90° С.
5. Нейтрализация в щелочной ванне (50-70 Г/л NaOH или КОН) при комнатной температуре.
6. Промывка в горячей воде (60-70°С) в течение 3-5 мин и сушка.
7. Контроль качества травления на полное снятие окалины.
Вся поверхность хорошо протравленных поковок одинакового серовато-стального цвета, без пятен и остатков окалины; поверхность перетравленного металла черная и глубоко изъеденная.
Оборудование. Ванны для травления (табл. 59) покрыты
кислотоупорной футеровкой, снабжены паровыми змеевиками для подогрева жидкости и
вентиляционными отсосами.
Наиболее долговечны ванны с облицовкой из
материалов, кислотостойких при любой концентрации кислоты и любой температуре
(бетон, цемент ГОСТ 5050-49, керамиковые плитки ГОСТ 961-57, кирпич ГОСТ 474-41
и ОСТ 4245). Ванну, содержащую HF, футеруют резиной и графитовыми плитками,
защищенными деревянной опалубкой.
Размеры ванн для промывки в горячей и холодной воде те же, что и ванн для травления (табл. 59), но они не имеют кислотоупорной футеровки и вентиляционных отсосов, а ванны для холодной воды — паровых змеевиков.
Таблица 59. Ванны для химического травления
Техническая характеристика |
Типоразмеры | |||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII | |
Внутренние размеры ванны в мм: | ||||||||
длина |
2000 |
2000 |
1500 |
1500 |
1200 |
1200 |
1000 |
600 |
ширина |
900 |
800 |
900 |
800 |
900 |
800 |
800 |
500 |
высота |
1000 |
800 |
1000 |
800 |
1000 |
800 |
800 |
600 |
Рабочий объем ванны в л |
1500 |
1050 |
1150 |
800 |
925 |
625 |
520 |
150 |
Диаметр змеевика в мм |
38.1 |
31.8 |
31.8 |
25.4 |
31.8 |
25.4 |
25.4 |
12.7 |
Размеры вентиляционных отпусков в мм: | ||||||||
а |
300 |
300 |
650 |
550 |
550 |
550 |
500 |
280 |
б |
180 |
160 |
220 |
260 |
220 |
200 |
160 |
120 |
Воздухосъем с 1 м3 зеркала ванны в м3/ми |
65 |
55 |
65 |
55 |
65 |
55 |
55 |
45 |
Вес ванны в кГ |
600 |
475 |
450 |
360 |
375 |
300 |
250 |
120 |
Конструкция ванны: стальной сварной корпус; футеровка - битум для сернокислых ванн, битум и винипласт для солянокислых ванн; вентиляция - двусторонний бортовой отсос; теплоноситель - пар.
Данные о стойкости в кислотах некоторых материалов для руководства при изготовлении корзин, трубопроводов и ванн приведены в табл. 60.
Таблица 60. Устойчивость различных материалов в травильных кислотах. (С - вполне устойчив; с - частично устойчив)
Кислотоупорный материал |
H2SО4 |
HCl |
HNO3 | |||
При концентрации в % | ||||||
70-00 |
5-20 |
33 |
5-10 |
90 |
5-10 | |
Алюминий |
— |
— |
— |
— |
С |
С |
Асфальт и битум |
— |
С |
С |
С |
— |
С |
Медь |
— |
с |
— |
— |
— |
— |
Кремнистый чугун |
С |
С |
— |
— |
С |
с |
Свинец и сурьмянистые сплавы |
с |
С |
— |
с |
— |
с |
Мягкая сталь |
С |
— |
— |
— |
с |
— |
Фосфористая бронза |
с |
С |
с |
с |
— |
— |
Резина |
— |
С |
С |
С |
— |
— |
Плавленая глина, кислотоупорный цемент, химическая каменная посуда |
С |
С |
С |
С |
С |
С |
Корзины для обработки деталей при травлении изготовляют из стальной проволоки, часто покрытой свинцом или полиэтиленом, из латуни, нержавеющей стали, лозы и керамиковые. Для травления в растворе H2SO4 в массовом производстве наиболее пригодны корзины из сплавов, содержащих 60-65% Ni, очень устойчивы также кремнистые бронзы.
Из небольших установок отработанные растворы сливают в приямок с лотком, расположенным у ванн, и далее через нейтрализатор в канализацию. В крупных установках растворы регенерируют.
В кузнечных цехах серийного производства травильные отделения оборудуют обычными подъемными средствами для загрузки и выгрузки поковок в виде электроталей, пневматических подъемников и мостовых кранов.
В цехах крупносерийного производства широко применяют травильные машины карусельного типа (табл. 61).
Таблица 61. Травильные машины карусельного типа
Диаметр цилиндра в мм |
Максимальная нагрузка на одно коромысло в кг |
Производительность в т/ч при выдержке в мин | ||
20 |
30 |
40 | ||
350 |
450 |
1,35 |
0,9 |
0.675 |
560 |
900 |
2,7 |
1,8 |
1.35 |
810 |
1800 |
5.4 |
3,6 |
2.7 |