Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: LVIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 03 декабря 2018 г.)

Наука: Химия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Стяжкин И.С. ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. LVIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 23(58). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/23(58).pdf (дата обращения: 01.04.2020)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА

Стяжкин Иван Сергеевич

студент магистратуры кафедры товароведения, технологии и экспертизы товаров ЮЗГУ,

РФ, г. Курск

В данной статье будет представлен способ относительно простого и недорогого оксидирования металлических деталей на основе проделанных опытов. Информация из данной статьи может быть внедрена в производство.

Одной из важных задач по сохранению металлических конструкций является борьба с вредным воздействием окружающей среды. Повышенная влажность, наличие в воздухе химически активных элементов, способных разрушать целостность металла, особенно стали, приводит к ухудшению таких показателей как надёжность и прочность.

Для решения этой задачи готовые изделия покрывают различными видами защитных покрытий.

Сущность заключается в использовании свойств окислительно — восстановительной реакции, в результате чего на поверхности стали образуется защитная плёнка. Так же производится оксидирование стали.

Этот процесс позволяет решить следующие задачи:

  • Защитить стальные конструкции от образования коррозии (особенно это актуально в современном строительстве, где применяются металлические конструкции).
  • Ограничить воздействие агрессивных составляющих внешней среды (растворов кислот, щелочей, химических элементов, разрушающих целостность стали).
  • Создать поверхностный слой, обладающий хорошими электроизоляционными характеристиками.
  • Придать деталям, отдельным элементам, конструкции в целом оригинальные декоративные и эстетические свойства.

Процесс химического оксидирования предполагает обработку металлов растворами, смесями, расплавами химических элементов (такие окислы как окислы хрома). Данное оксидирование позволяет провести так называемую пассивацию поверхности металла. Он предполагает создание в близком к поверхности слое металла неактивного (пассивного) образования. Создаётся тонкий поверхностный слой, защищающий основную часть конструкции.

Технологически этот процесс реализовывается посредством опускания подготовленной металлической детали в раствор щёлочи или кислоты, заданного процентного соотношения.

Выдерживают его там определённое время, которое позволяет полностью провести окислительно — восстановительную реакцию. Затем деталь тщательно промывают, подвергают естественной сушке, окончательной обработке.[1]

На сегодняшний день на российском рынке представлен большой ассортимент средств для химического оксидирования.

 

Рисунок 1. Средства для холодного оксидирования

 

Это так называемое «Холодное оксидирование». Применяется оно следующим образом: с металлического изделия удаляются остатки старой оксидной пленки, затем изделие обезжиривают в ацетоне, и уже на обезжиренную поверхность ватной палочкой, ватным диском или кисточкой наносят новый слой оксидной пленки, всего в инструкции рекомендуется наносить около 3-4 слоев. Плюс данных средств имеющихся в продаже – простота их использования, минусы – высокая стоимость и недолговечность покрытия, практика показала, что при интенсивном использовании, покрытие быстро стирается.

 

Рисунок 2. Результат холодного оксидирования

 

Есть другой способ химического оксидирования, он более трудоемок, но себестоимость такого способа покрытия в 10 раз меньше представленных выше средств, так же оксидная пленка нанесенная таким способом имеет свойство держаться долгие годы.

Для того, чтобы произвести оксидирование металлической детали нам потребуется: 2 литра H2O, 500 г NaNO3, 500 г NaOH, 50 г Na2CO3, 10 г силикатного клея.

Для начала необходимо обезжирить металлическую деталь, для этого потребуется 50 г едкого каустика, 50 г кальцинированной соды, 10 г силикатного клея и 1 л воды. Удаляем остатки старой оксидной пленки с металлической детали.

 

Рисунок 3. Зачищенная деталь

 

В емкость для обезжиривания наливаем воду, добавляем все вышеперечисленные ингредиенты. Подогреваем смесь до кипения и опускаем металлические детали. Кипятим в течении 30 минут.

 

Рисунок 4. Обезжиривание детали

 

Готовим раствор для оксидирования, оксидирование лучше производить в таре из нержавеющей стали. При приготовлении желательно использовать респиратор, что бы закрыть дыхательные пути. Наливаем 1 л холодной воды, постепенно вводим гидроксид натрия и азотнокислый натрий, плавными движениями размешиваем до растворения. Раствор доводим до кипения.

 

Рисунок 5. Раствор для оксидирования

 

После того, как детали обезжирились их необходимо промыть горячей водой, далее необходимо опустить их в кипящий раствор для оксидирования. Рекомендуется заранее позаботиться о том, чтобы детали не лежали плашмя на дне, можно использовать металлическую проволоку что бы детали не касались дна. Емкость в которой протекает процесс оксидирования накрывается крышкой, детали кипят в растворе 30-40 минут. По истечении времени детали извлекаются и промываются проточной водой. Цвет деталей может быть черный, темно-коричневый. Если же детали имеют ярко-выраженный красный, синий или зеленый оттенок, то их необходимо опустить в раствор еще на 20 минут, после чего извлечь и промыть проточной водой. Если раствор темный, то в нем еще можно варить, если же он рыжий или покрывается пеной, то детали нужно срочно извлечь. Детали промываются проточной водой при помощи губки и жидкого моющего средства (например Fairy). После промывки детали насухо вытираются и смазываются нейтральным маслом.

 

Рисунок 6. Результат горячего химического оксидирования

 

Список литературы:

  1. http://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/oksidirovanie-stali.html
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Уважаемые коллеги, издательство СибАК с 30 марта по 5 апреля работает в обычном режиме