Очищення металу від іржі

Видаляти іржу з поверхні чорних металів можна трьома способами: термічним, механічним і хімічним. Здебільшого таку очищення металу комбінують – термічний з механічним, механічний з хімічним і т.п.:

Термічний спосіб
Він полягає в нагріванні виробу газовим пальником або в горні. Іржа відстає від поверхні металу й неї очищають дротовою щіткою.

Механічний спосіб
Застосовують при видаленні окислів з деталей простої форми, всі місця яких доступні для обробки сталевим шкребком, дротовою щіткою й грубими шкурками.
Гарні результати дає застосування риб’ячого жиру, яким протирають іржаву поверхню. Шар іржі, просочений жиром, легко віддаляється. Прискорює очищення застосування круглих щіток (крацювальна щітка), із приведенням їх у рух від електродриля або електродвигуна.
Виготовляють крацювальну щітку зі сталевого проведення діаметром 0, 2-0,4 мм, що пучками обв’язують навколо кільця основи діаметром 1/4 майбутнього діаметра щітки.

Рис. 1. Крацевальная щетка

1- кільце-основа; 2 – пучки проведення; 3 – пасок з м’якого проведення; 4 – кільцеві прокладки; 5 – диск; 6 – болт.

Кожний пучок проведення із зовнішньої сторони близько до кільця-основи стягують паском з м’якого проведення. Так утвориться, кругла дротова щітка, що поміщають між двома дисками діаметром близько 1/2 діаметра щітки. По самому, краї між дисками й пучками щітки по обидва боки встановлюють кільцеві прокладки, інакше стовщення на місці обгинання пучків проведення навколо кільця-основи не дасть можливості затиснути проведення пучків. Вільні кінці, які виступають за диски, повинні представляти приблизно 1/4 діаметра щітки. Якщо кінці проведення короткі, щітка краще чистить поверхню. Складену щітку стискують у лещатах і стягують трьома болтами або склепують, а посередині просвердлюють отвір для кріплення. Можна все разом стягти гайкою на валу, а потім його затиснути в патроні електродриля.
Перед сполукою деталей щітки необхідно знежирити й залити простір між пучками проведення й дисками епоксидною смолою (при цьому диски можна не склепувати) . Після затвердіння смоли кожний дротик фіксується, менше згинається.
Обертання щітки діаметром 130-150 і 250-270 мм допускається із частотою відповідно 2800 і 2100 про/хв.
Часто крацювальну щітку кріплять на валу трифазного двигуна. При включенні такого двигуна в однофазну електромережу один його висновок включають у мережу напрямку, а два інших з’єднують із висновками конденсатора типу ДО73Г розрахованого на напругу 400-600 В і потім від будь-якого висновку конденсатора інше проведення включають у мережу. Якщо двигун обертається не в потрібному напрямку, то проведення приєднують до іншого висновку конденсатора. Для трифазного двигуна потужністю 1 кВт потрібний конденсатор ємністю 20 мкФ або набір конденсаторів меншої ємності, з’єднаних паралельно. При роботі трифазного двигуна змінного струму від однофазної електромережі він втрачає біля третини своєї потужності.

Хімічний спосіб

Він полягає в тім, що іржаву поверхню труять у слабких розчинах кислот або їхніх реагентів. Якщо виріб забруднений, його спочатку миють у гарячій воді, а покритий мастилами або жирами знежирюють. Потім деталь труять, нейтралізують і пасивують.
Деталі, забруднені жирами, знежирюють розчинами лугу 5-10 %-ний концентрації або органічних розчинників. Використовують такий розчин, частин за масою:

Їдкий натр…………………………………………………………………..2,5-3,0
Тринатрійфосфат…………………………………………………….1, 5-2,0
Емульгатор ОП-7, ОП-10 (або пральний порошок)……….0,2-0,3
Протипінна присадка ПМС-10………………………………………….1
Кальцинована сода…………………………………………………………100

Можна застосовувати й інші лужні розчини з домішкою поташу або соди до 3 %. Зазначені компоненти розчиняють у гарячій воді, виробу занурюють у розчин для знежирення на 5-10 хв. Після цього змивають залишки лугу струменем гарячої води протягом 1-3 м.
Промисловість також випускає пасти МЛ-51, МЛ-52, МС-5, МС-8, МЛ-2 і мийні засоби ТМС-31, з них готовлять 3—8%-ний розчин, що нагрівають до температури 65-70 °З. У розчинах МЛ-51 і МЛ-52 змивають мінеральні масла й деякі консерваційні мастила. Розчином МЛ-2 обробляють алюміній, а препаратом ТМС-31 видаляють мінеральні масла й полірувальні пасти.
Для густоти, до рідких лужних розчинів додають гашене вапно або магнезію до утворення консистенції рідкої каші. Її наносять щіткою на виріб і через 3-6 хв змивають.
Деталі й вироби, що мають зазори й канали, кадмійовані і цинковані, а також забруднені мінеральними маслами й гудроном змивають кілька разів органічними розчинниками (занурюють або миють щітками), беручи щораз свіжий розчинник. Якщо деталь занурювати або змивати лише один раз, то змите масло розчиняється й покриває її тоненькою плівкою.
Труять окисли в розчинах кислот з домішкою інгібіторів, травильних присадок або регуляторів травлення, завдяки яким чистий метал майже не руйнується, а роз’їдається тільки іржа.
Промисловість випускає інгібітори ЧМ, ПБ-5, і ін.
Як прості інгібітори можна використовувати продукти органічного походження – пивні дріжджі, кисле пиво, житнє борошно, відходи цукрового виробництва й т.п. Інгібіторами є також уротропін (сухий спирт), хромати, нітрити й сечовина. Потрібно помітити, що інгібітори діють не тільки в розчинах кислот і лугів, але й у нейтральному середовищі, тому що вони утворюють на поверхні чистого металу захисну плівку. Крім того, при травленні металу без інгібітор водень, що виділяється при цьому, насичує поверхня, внаслідок чого вона стає тендітною. Аміачно-формаліновий інгібітор наготовлюють із суміші 40%-ного формаліну (8 частин за масою) і 25%-ного аміаку (5 частин за масою).
Інгібітор з розчину йоду в йодистому калії готовлять так, частин за масою:

Йодистий калій…………..1
Йод кристалічний……..0,5
Вода дистильована…….10

Кислотні травильні речовини. Розчин з інгібітором для травлення чорних металів можна приготувати з таких речовин, частин за масою:

Сірчана або соляна (концентрована) кислота………. 5-10
Вода ……………………………………………………………… 90-95
Інгібітор ЧМ …………………………………………………..0, 1-0,25

Замість інгібітору ЧМ можна використовувати інгібітори аміачно-формаліновий або ПБ – відповідно 2,5 або 0, 1-0,25 частини за масою, а також уротропін (сухий спирт), розчин йоду в йодистому калії – відповідно 0,5, 0,75 і 1-1,5 частини за масою.
Готовлячи розчин сірчаної кислоти, обов’язково ллють кислоту у воду.
Інгібітор ЧМ застосовують переважно із сірчаною кислотою, а ПБ – із соляний. Якщо концентрованих кислот ні, використовують більше слабкі Для цього зменшують відповідно кількість води, щоб утворився 5-10%-ний розчин. Кращі результати, чим сарною або соляний кислотами, дає травлення за допомогою фосфорної або ортофосфорної кислот. Після них на поверхні металу утвориться фосфатна плівка, що на якийсь час запобігає корозії.
Травити невеликі вироби найкраще в скляному посуді, а більші – у дерев’яних ємностях, покритих усередині асфальтом, що відстоявся верхньою частиною мастики для захисного покриття днищ автомобілів або пластмасової футеровкою. Зручні також для травлення пластмасові 50-літрові бідони, з яких пилкою зрізують верхню вузьку частину. У розчин опускають деталь і тримають у ньому, поки не буде вилучена вся іржа. Виробу, які не можна занурити в розчин, наприклад аркуші чорної бляхи, обробляють пастою, що готовлять із двох розчинів. У перший входять, частин за масою:

Соляна кислота………………………………16-17
Інгібітор (уротропін)………………………1-6
Наповнювач (здрібнений папір)…………..4
Вода………………………………………………….50

Готовлячи перший розчин для пасти, можна замість технічної соляної кислоти взяти таку ж кількість інгібованої соляної кислоти й не додавати до неї інгібітору. Другий розчин наготовлюють із рідкого скла й води (відповідно 5 і 15 частин за масою).
У перший розчин вливають другий, добре перемішують і відстоюють доба. За цей час суміш загустіє до консистенції рідкого гелю. На знежирену поверхню її наносять шаром 1,5 мм малярською щіткою або шпателем і витримують від 15 хв до 12 ч. Пасту знімають разом з іржею, шпателем, а поверхню протирають ацетоном або іншим розчинником. На 1 м2 поверхні металу використовують 1-1,5 кг пасти. Швидкість травлення залежить від температури розчину, концентрації й виду кислот. Так, в 10%-ному розчині соляної кислоти при температурі 18 °С травлення триває 18 хв, при 40°С — 6 хв, при 60 °С — 2 хв, а в розчині сірчаної кислоти — відповідно 120, 32 і 8 хв. Хоча травлення в сірчаній кислоті триває довше, ніж у соляний, проте витрата її в 5-6 разів менше й коштує вона значно дешевше. Тому при обробці великої кількості виробів доцільніше застосовувати сірчану кислоту. Розчин для травлення деталей з точними розмірами такий, частин за масою:

Хромовий ангідрид………………4-5
Ортофосфорна кислота………….1
Вода……………………………………..20

При температурі розчину 90-95°С, травлення триває 1-2 години. Виробу можна труїти розчином «Перетворювач іржі». Розчин для видалення іржі з коштовних сталевих виробів готовлять із таких речовин, частин за масою:

Виннокам’яиа кислота……………………10
Вода ……………………………………………..40
Інгібітор (можна й без нього)……..0.1-0.15

або

Виннокам’яиа кислота………………………1
Хлористий цинк……………………………..10
Вода ……………………………………………100

Легко приготувати й такий травильний розчин, частин за масою:

Ортофосфорна кислота……………….2
Ацетон…………………………………..2-12
Гідрохінон……………………………0,08-0,1
Вода…………………………………………10

Виробу витримують у розчинах до зникнення іржі, а потім промивають у воді (температура 60-60 °С), у якій розчиняють 1, 5-5,5 г кальцинованої соди й 0, 5-5 г хромпіка. Пасивування виробів із чорних металів обов’язково застосовують після травлення їх у кислотних розчинах, інакше вони знову покриваються іржею. У процесі цієї обробки на поверхні деталей утвориться захисна плівка, що частково запобігає іржавінню. Якщо металеві поверхні після видалення іржі вкривають захисним покриттям, їх не пасивують.
Для пасивування готовлять розчин із хромпіка й каустичної соди, частин за масою:

Хромпік ……………………8
Сода каустична ………..1
Вода …………………………1

Добре промиті після травлення виробу занурюють у цей розчин на 15-15 мін, виймають і знову промивають, а потім висушують. Можна пасивувати лише в 10 %-йому розчині хромпика, тобто без каустичної соди, але при кімнатній температурі (витримують 1 ч).
Більше ефективним буде розчин нітриту натрію у воді — відповідно 8 і 10 частин за масою (обробляють протягом 20 хв при температурі 30-30 °З).
Безкислотні реактиви для висновку іржі. Розчин хлористого цинку. Беруть довільна кількість хлористого цинку (залежно від розміру виробу) і в нього поступово доливають при перемішуванні дистильовану воду, поки розчиниться весь порошок, тобто готовлять насичений розчин. Знежирені деталі поміщають у розчин на 10-12 годин. Після видалення іржі їх добре промивають водою й витирають сухою ганчіркою. Рівні поверхні при цьому стають блискучими.
Із кров’яної солі готовлять одночасно два розчини, частин за масою:

Розчин 1


Жовта кров’яна сіль ……….1
Вода ……………………………..2

Розчин 2

Жовта кров’яна сіль ………1
Мило господарське ………1
Крейда ………………………..2
Вода…………………………….2

Вироби змочують спочатку першим розчином, а потім другим. Через 7-8 годин, коли іржа розчиниться, їх промивають водою й витирають.