Nagrizanje (metal)

Klorovodična kiselina ili solna kiselina (HCl).
Sumporna kiselina ili sulfatna kiselina (H2SO4).

Nagrizanje (kadšto i bajcanje, dekapiranje ili luženje) je kemijsko-tehnološka operacija pri kojoj se metalni predmeti uranjaju u tekućine kako bi se očistili od oksidnih slojeva nastalih korozijom (hrđa) ili pri valjanju (okujina). Kao sredstva za nagrizanje metala upotrebljavaju se uglavnom solna i sumporna kiselina različitih koncentracija, zatim fosforna, fluorovodična i druge kiseline. Kako bi se spriječilo prekomjerno otapanje metalne površine, kupeljima za močenje dodaju se zaštitna sredstva (inhibitori). [1]

Postupak klasičnog kemijskog bajcanjaUredi

Metalne površine mogu sadržavati nečistoće koje mogu utjecati na daljnju obradu poput elektroplatiranja metala ili kemijskog bojenja odnosno premazivanja bojama ili lakovima. Za čišćenje ovih nečistoća obično se koriste različite kemijske otopine. Jake kiseline , poput klorovodične i sumporne kiseline su česte, ali različiti postupci koriste i razne druge kiseline . Također se za čišćenje metalnih površina mogu koristiti alkalne otopine većinom za aluminij,cink i kositar. Otopine obično također sadrže aditive kao što su inhibitori korozije .

Mnogi vrući radni procesi i drugi procesi koji se događaju pri visokim temperaturama ostavljaju na metalu sloj oksida . Kako bi se uklonilo ovaj sloj, dio koji obrađujemo se izlaže djelovanju kisele otopine. Prije operacije hladnog valjanja, vruće valjani čelik se obično obrađuje kiselim otopinama.

Primarna kiselina koja se koristi u obradi čelika je klorovodična kiselina , iako je sumporna kiselina ranije bila češća. Klorovodična kiselina je skuplja od sumporne kiseline, ali djeluje brže, a minimizira gubitak baznih metala.Može se koristiti i dušična te fosforna kiselina no znatno rjeđe i uglavnom u posebne svrhe.

Ugljični čelici , čiji je udio primjesa manji od ili jednak 6%, često se obrađuju u klorovodičnoj ili sumpornoj kiselini. Čelici s udjelom primjesa većim od 6% moraju se tretirati u dva koraka i koriste se druge kiseline, poput fosforne , dušične i fluorovodične kiseline . Krom-nikalni nehrđajući čelici tradicionalno se tretiraju u kupelji fluorovodične i dušične kiseline,često i uz dodatak fluorovodične kiseline. Većina legura bakra tretira se u razrijeđenoj sumpornoj kiselini, ali mesing se obrađuje u mješavini koncentrirane sumponre i dušične kiselini pomiješane sa natrijevim kloridom i čađom .

U izradi nakita razrijeđena sumporna kiselina se koristi za uklanjanje sloja bakrovog oksida koji nastaje zagrijavanjem bakra ili srebra tijekom tvrdog lemjenja ili otpuštanja. Tradicionalno se koristi razrijeđena kupka (10%), ali može se zamijeniti limunskom kiselinom ,odnosno mješavinom octene kiseline i vodik peroksida.

Elektrolitičko nagrizanjeUredi

 Podrobniji članci o temama: Elektroplatiranje i Vruće cinčanje

Elektrolitičko nagrizanje se izvodi u spremniku s kiselom kupkom u kojem je izradak katoda (katodno nagrizanje) ili anoda (anodno nagrizanje). Zbog snažnog razvijanja plinova na površini izratka, iz kupke se lako odvajaju produkti oksidacije i drugi slojevi, osobito ogorine od toplinske obrade, pa je postupak djelotvorniji od kemijskog nagrizanja (dekapiranja). Osobito je elektrolitičko nagrizanje prikladno za čišćenje izradaka od željeza i čelika.

Katodno nagrizanjeUredi

Pri katodnom nagrizanju kupka je otopina s 10% sumporne kiseline i nešto kositar(II) sulfata. Izvodi se na 60 - 70 °C, uz gustoću struje od 0,08 do 0,1 A/cm2, obično s anodama od olova. Za vrijeme trajanja postupka, kositar koji se izlučuje zaštićuje već očišćena mjesta na izratku od vodikove krtosti. Prije dalje obrade taj se sloj kositra uklanja anodnim otapanjem u kupki s natrijevim karbonatom i trinatrij fosfatom kao elektrolitima. Prednost ovog načina nagrizanja je što se pri tome gubi vrlo malo materijala i kiseline. Nedostatak mu je razmjerno loša raspodjela elektrolita u udubinama katode, pa se upotrebljava samo u predobradi ravnih izradaka. Osim toga, primjena ovog postupka nagrizanja povezana je sa stanovitim rizikom od pojave vodikove krtosti površine njime obređenih izradaka.

Anodno nagrizanjeUredi

Pri anodnom nagrizanju za elektrolit se upotrebljava, također, sumporna kiselina ili smjesa sumporne i fosforne kiseline. Dakako, tu je gubitak materijala veći, ali se na njima ne može razviti krtost površine. Također je raspodjela elektrolita u udubinama bolja, pa je postupak primjenjiv i u nagrizanju jako profiliranih dijelova. Za vrijeme izvođenja postupka na površini željeznih izradaka nastaje oksidna kožica ravnomjerne debljine, koja ih štiti od jačeg najedanja. Ta se kožica može ukloniti metodama koje se upotrebljavaju za sprečavanje pasivacije. [2]

IzvoriUredi

  1. nagrizanje, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  2. "Tehnička enciklopedija" (Galvanotehnika), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.

Vanjske povezniceUredi

  • Rituper,R.: "Beizen von Metallen",Saulgau 1993.