Как защитить медь от окисления

Защитные покрытия и смазки для электрических контактов

Коррозия металлов в электрическом контакте представляет сложный процесс, в котором сочетаются чисто химические взаимодействия металлов с окружающей средой и с электрохимическими явлениями, возникающими в зоне соприкосновения между собой разнородных металлов. Для защиты от коррозии металлические детали электрических контактов изготавливают со специальными неметаллическими или с металлическими антикоррозийными защитными покрытиями.

Электрические контакты в закрытых электроустановках с нормальной окружающей средой обычно выполняют без специальных защитных покрытий.

Защитными покрытиями от коррозии в этих условиях являются пленки окислов, естественно образующиеся на поверхностях соединяемых проводников в результате .воздействия на них кислорода воздуха.

В закрытых электроустановках с агрессивной окружающей средой в зависимости от степени агрессивности и влажности, а также в наружных установках детали электрических контактов покрывают специальными неметаллическими или металлическими защитными пленками.

Неметаллические антикоррозийные покрытия

К неметаллическим антикоррозийным защитным покрытиям относятся тонкие пленки окислов на поверхностях соединительных деталей, образуемые на них искусственно, путем химического воздействия на металлы различных химических реактивов. Создание таких пленок осуществляют способом пассивирования , оксидирования и воронения .

Пассивирование и оксидирование стальных, медных и алюминиевых деталей контактов осуществляют обработкой их в водных растворах щелочей и солей или погружением деталей в концентрированные растворы кислот, например азотной или хромовой.

Растворы помещают в специальные стационарные стальные ванны, в которые загружают обрабатываемые детали, подвешивая их на штангах-держателях. Процесс обработки деталей происходит с подогревом растворов до температуры 50 — 150° С и продолжается 30 — 90 мин с выделением вредных испарений. Вследствие этого ванны оснащают подогревателями и вентиляционными устройствами.

Воронение применяют в основном для обработки стальных деталей контактов (болтов, гаек и шайб). Для этого детали нагревают в печах или горнах до синего каления и в нагретом состоянии погружают на 1 — 2 мин в ванну, наполненную олифой. Затем детали вынимают из ванны и выкладывают на решетку, давая стечь с них излишкам масла, а также для просушки и остывания.

Металлические антикоррозийные покрытия

К металлическим антикоррозийным защитным покрытиям относятся покрытия контактных поверхностей соединительных деталей тонким слоем другого металла, например кадмия, меди, никеля, олова, серебра, хрома, цинка и др. Нанесение металлических защитных покрытий осуществляют гальваническим, металлизационным или горячим способами.

Гальванический — это электролитический способ осаждения слоя другого металла на поверхности стальных и медных деталей электрических контактов. Его осуществляют в гальванических электролизных ваннах, наполненных электролитом, при прохождении через него постоянного тока, получаемого от выпрямителей при напряжениях 6, 9, 12 В.

Электролитом являются водные растворы или расплавленные соли металлов. В зависимости от состава электролита электролитическим способом осуществляют кадмирование, меднение, никелирование, оловянирование или лужение, серебрение, хромирование и цинкование деталей.

Процесс электролиза сопровождается выделением вредных газов и испарений, поэтому помещения с электролизными ваннами оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией.

По окончании электролитического процесса детали переносят в промывочные ванны с горячей и холодной водой и после тщательной промывки высушивают сжатым воздухом.

Гальваническая электролизная ванна

Металлизация — способ нанесения на поверхности контактных детален тонкого слоя предварительно расплавленного другого металла путем распыления его струей сжатого воздуха.

Для металлизации применяют кадмий, медь, никель, олово и цинк. Предварительное расплавление металлов производят в тиглях или в пламени горючего газа или электрической дуги специальных аппаратов, а нанесение их на детали — распылением при помощи специальных пульверизаторов.

Нанесение покрытий горячим способом осуществляют погружением контактных деталей в ванну с расплавленным металлом, имеющим невысокую температуру плавления, например кадмием, оловом и его сплавами, свинцом, цинком и различными припоями. Предварительное расплавление металлов производят в электротиглях пли в пламени газовых аппаратов и паяльных ламп.

Особенно широко этот способ применяется в монтажных условиях для лужения медных и стальных контактных поверхностей и деталей различными припоями. Для этого обработанные контактные поверхности, предварительно смазанные раствором хлорного цинка (паяльной кислоты), погружают в ванну с расплавленным припоем, затем быстро вынимают из ванны, промывают в воде и протирают сухой тряпкой.

Лужение контактных поверхностей можно также выполнять путем нанесения на них расплавленного в пламени газовой горелки или паяльной лампы тонкого слоя припоя вручную с применением бескислотных флюсов. Качество нанесенных защитных покрытий зависит от предварительной и последующей обработок контактных деталей. Основным условием получения прочных и беспористых защитных покрытий является чистота поверхности покрываемого металла.

Способы очистки электрических контактов

Предварительную очистку контактных поверхностей и деталей осуществляют в зависимости от степени загрязнения и производственных возможностей способами механической, химической или электрохимической обработки.

Механический способ очистки электрических контактов заключается в обработке поверхностей на абразивных станках металлическими щетками, пескоструйной очисткой или ручной обработкой. Мелкие детали (шайбы и гайки) обычно обрабатывают во вращающихся галтовочных барабанах с применением абразивных и наждачных порошков.

После механической очистки контактные поверхности и детали подвергают обезжириванию, т. е. удаляют с них имеющиеся жировые и другие загрязнения.

Обезжиривание производят химическим путем, промывая детали бензином, керосином, бензолом и другими органическими растворителями или травлением их в растворах кислот, кислых солей и щелочей. Промывка и травление деталей выполняется в специальных ваннах и аппаратах.

Процесс химической очистки продолжается от 5 до 90 мин, при этом для травления применяются растворы, подогретые до 70 — 95° С. Травленые детали подвергают промывке от остатков растворов сначала в горячей, а затем в холодной соде и высушивают.

Тщательная и качественная предварительная очистка и обезжиривание контактных деталей при последующем нанесении на них антикоррозийных защитных покрытий обеспечивают плотное сцепление пленок с основным металлом и исключают образование на них дефектных отслоений.

Металлические защитные покрытия контактных поверхностей наносят также способом плакирования, путем горячего проката пакета, представляющего плиту основного металла, например алюминия, с наложенными на нее с одной или двух сторон тонкими листами другого металла, например меди.

На медные разъемные соединительные детали рекомендуется наносить кадмиевые или оловянисто-цинковые защитные покрытия, стальные детали цинковать, кадмировать, меднить, лудить или воронить, а алюминиевые контактные поверхности плакировать или армировать медью.

Подавляющее большинство принятых способов нанесения на металлы защитных покрытий, особенно металлических, требуют для осуществления их специального и сложного стационарного технологического оборудования.

В разъемных соединениях алюминиевых проводников с алюминиевыми, медными и стальными выводами электрооборудования контактные алюминиевые поверхности вследствие активного окисления их подвергаются дополнительной подготовке непосредственно перед присоединением.

Эта подготовка заключается в механической обработке и зачистке контактной алюминиевой поверхности от окисной пленки. Зачистку поверхности при этом производят под слоем технического вазелина с последующим нанесением на обработанную поверхность защитной смазки или пасты, препятствующих окислению металла .

Смазки и пасты должны иметь высокую липкость (адгезию) и наноситься на поверхность тонким слоем, обладать эластичностью и не растрескиваться от колебания температуры в пределах от —60 до +150° С. Они должны иметь высокую температуру каплепадения в пределах 120 — 150° С, быть химически стабильными, исключающими перерождение смазки или пасты, влагонепроницаемыми и стойкими к воздействиям кислот и щелочей. Нарушение покрытия хотя бы в одном месте приводит к образованию коррозии металла, которая имеет тенденцию к вгрызанию в металл.

Кроме того, в месте контакта смазки и пасты должны обеспечивать разрушение химическим путем оксидной пленки и в течение длительного времени не допускать возникновения ее вновь.

Вазелин технический — углеводородная низкоплавкая смазка в виде однородной мази, без комков, светло или темно-коричневого цвета. Температура каплепадения не ниже 54 о С.

Технический вазелин применяется для защиты металлических деталей от коррозии. При повышении температуры свыше +45° С не обеспечивает удержания достаточного количества смазки в контакте соединения. Обладает повышенной нейтральностью к образовавшейся оксидной пленке. В электромонтажном производстве технический вазелин широко применяется в качестве защитной смазки от коррозии во всех случаях, где это необходимо.

Смазка ЦИАТИМ — универсальная, тугоплавкая, влагостойкая, морозоустойчивая, активизированная, без механических примесей, однородная мазь светло или темно-желтого цвета. Температура каплепадения не ниже 170° С.

ЦИАТИМ применяется для смазки и защиты от вредных влияний атмосферы при повышенных и низких температурах. При значительном механическом воздействии на смазку уменьшается ее динамическая вязкость, а также предел прочности и смазка приобретает повышенную текучесть. Смазка ЦИАТИМ обладает повышенной химической стабильностью и по своим свойствам более других смазок подходит дли применения в контактных соединениях.

Защитные цинко-вазелиновая и кварце-вазелиновая пасты представляют собой смесь технического вазелина (50%) с порошком цинка или кварцевого песка (50%). Пасты обладают способностью разрушать оксидную пленку при сборке контактов при помощи введенных в технический вазелин тонко раздробленных твердых наполнителей (порошок цинка или песка).

Почему ржавеет медь и как защитить ее от коррозии

Изделия из меди используются человеком на протяжении нескольких веков. В дореволюционные времена цена этого металла приравнивалась к стоимости золота, настолько дорогим было его производство. Сейчас медь намного подешевела, поэтому из нее, кроме украшений, делают посуду, интерьерные аксессуары и иные предметы.

Коррозия меди, в отличие от железа, развивается медленно благодаря ее устойчивости к данному явлению, и все-таки иногда приходится принимать меры по очистке изделий от некрасивого налета.

Что такое коррозия металлов и сплавов

Под коррозией понимают процесс разрушения металла под действием агрессивных факторов окружающей среды. В той или иной степени ржавеют все металлы, сплавы, в результате чего на них появляются ржавчина и участки нарушения целостности (дыры). Портиться со временем способны и неметаллы: примером можно назвать старение резины или пластика от взаимодействия с кислородом, при частых контактах с водой, перепадами температур.

Основной причиной коррозии считается термодинамическая неустойчивость металла к влиянию физических факторов или химических веществ, которые присутствуют в контактной среде. По сравнению с железом медь окисляется намного меньше, но при увеличении температуры этот процесс значительно ускоряется. При регулярном нахождении в среде с температурой выше +100 градусов любой металл ржавеет в несколько раз быстрее.

Коррозийные свойства меди

Медь – металл с высокими пластическими свойствами, имеющий красно-золотистый цвет, а после удаления оксидной пленки – чуть розоватый. По электропроводности он уступает лишь серебру, также характеризуется высокой теплопроводностью. Благодаря низкому удельному сопротивлению медь применяется в электротехнике: идет на изготовление медных пластинок, проволоки, обмотки двигателей.

Из-за высоких антикоррозионных качеств металл включается в сплавы для улучшения их технических характеристик (бронза, латунь и другие). В гальванической среде медь становится катодом, вступает в электрохимические процессы и вызывает ускоренное ржавление прочих металлов.

Медь – неактивный химический элемент, поэтому практически не взаимодействует с воздухом, водой (пресной, морской). Если воздух сухой, на поверхности материала формируется оксидная пленка толщиной до 50 мн. Медное изделие темнеет, становится коричневым или зеленоватым, это называется патиной. В ряде случаев патина воспринимается как декоративное покрытие. Интенсивность коррозии низкая при контакте с разбавленной соляной кислотой, но при реакции с рядом иных кислот, с галогенами, «царской водкой» металл окисляется с образованием карбоната меди.

Условия разрушения материала

Несмотря на устойчивость к порче, даже медные изделия при определенных условиях могут ржаветь. Меньше всего подобные явления выражены во влажном воздухе, воде, почве, больше – в кислой среде.

Серьезно снизить коррозию можно путем лужения – покрытия меди слоем олова. Качественное лужение дает надежную защиту от повреждений, повышает коррозионную стойкость, делает материал не подверженным действию высоких температур, дождя, града, снега. Срок службы луженых изделий составляет более 100 лет без потери первоначальных свойств.

Влияние воды

Скорость коррозии меди в воде сильно зависит от наличия оксидной пленки на ее поверхности, а также от степени насыщенности воды кислородом. Чем больше содержание последнего, тем интенсивнее протекает разрушение материала. В целом, медь считается стойкой к вредному воздействию соленой и пресной воды, и пагубно влияют на нее только растворенные ионы хлора, низкий уровень pH. Прочность, неподверженность ржавлению позволяет применять материал для изготовления трубопроводов.

Если на поверхности изделия, покрытого медью, имеется коричневая или зеленая оксидная корка, разрушающие вещества в малой степени проникают внутрь. Обычно оксидный слой формируется спустя 60 дней нахождения металла в воде. Более прочной считается зеленая корка (карбонатная), рыхлой и менее крепкой – черная (сульфатная).

В морской воде уровень коррозии практически такой же, как и в пресной. Лишь при ускорении движения жидкости коррозия становится ударной, поэтому – более интенсивной. Медь – материал, который не способен обрастать морскими микроорганизмами, ведь его ионы губительны для моллюсков, водорослей. Это свойство металла используется в судоходстве, рыбном хозяйстве.

Воздействие кислот и щелочей

В щелочах медь не портится, ведь материал сам по себе является щелочным, зато кислоты для нее являются самыми пагубными по воздействию. Наиболее значимая и быстрая коррозия происходит при контакте с серой и ее кислотными соединениями, а азотная кислота и вовсе полностью разрушает структуру материала.

В концентрированных кислотах медь растворяется, поэтому при изготовлении оборудования для нефтегазовой промышленности требует дополнительной защиты. С этой целью применяются ингибиторы – замедлители химических реакций:

1. Экранирующие – формируют пленку, которая не позволяет кислотам достигать медной поверхности.
2. Окислительные – превращают верхний слой в окись, которая будет вступать в реакцию с кислотами без вреда для самого металла.
3. Катодные – увеличивают перенапряжение катодов, чем замедляют реакцию.

Коррозия в почве и влажном воздухе

В почве проживает множество микроорганизмов, которые вырабатывают сероводород, поэтому среда тут кислая, скорость коррозии меди возрастает. Чем более отклонено значение pH в сторону закисления, тем быстрее протекают процессы разрушения. Если грунт насыщен кислородом, металл окисляется, но ржавеет меньше. При длительном нахождении медных изделий в земле они зеленеют, становятся рыхлыми и могут даже рассыпаться. Краткосрочное пребывание в почве вызывает появление патины, от которой предмет можно очистить.

Влажный воздух плохо сказывается на состоянии материала только при долгом контакте, а вначале тоже вызывает появление патины (оксидного слоя). Исключение составляет пар, насыщенный хлоридами, сульфидами, углекислотой – в нем коррозия развивается стремительнее.

Почему изделия из меди необходимо регулярно чистить

Медные турки, ковши, самовары отличаются высокой теплопроводностью, потому нагрев в них протекает равномерно, а продукты готовятся быстрее. Это обуславливает высокую популярность изделий в быту. Потребность в чистке медных предметов обусловлена утратой ими внешней привлекательности со временем. Особенно быстро тускнеют и теряют естественный цвет изделия, находящиеся на воздухе или часто нагревающиеся.

Окисная пленка – патина – популярна лишь там, где требуется придание вещам винтажного облика, стилизация под старину. В противном случае она портит вид посуды, утвари, украшений и статуэток. Чтобы устранить оксидный налет, элементы потемнения и вернуть блеск, придется периодически чистить предметы. Также очищение требуется для исключения попадания в еду вредных соединений, которые могут присутствовать в черном или зеленом слое.

Эффективные методы очистки меди

Провести чистку медных предметов несложно, для этого не понадобятся дорогостоящие средства. Вот самые популярные методики, применяемые в домашних условиях:

1. Кетчуп. Взять немного томатного кетчупа, смазать им изделие, оставить на две минуты. После ополоснуть струей воды.
2. Раствор для мытья посуды. Намылить хозяйственную губку обычным средством для посуды, тщательно протереть поверхность, смыть водой. Этот способ лучше всего подходит для изделий, которые лишь немного потускнели.
3. Лимон. Натереть медную поверхность долькой лимона, после пройтись по ней щеткой с жесткими ворсинками и помыть водой.
4. Уксус и мука. Влить в чашку немного уксуса, добавить муку до получения теста средней густоты. Смазать медь тестом, оставить до высыхания, потом удалить остатки, а изделие натереть мягкой тряпочкой.
5. Уксус и соль. Налить в кастрюлю из нержавеющей стали уксус 9%, всыпать немного соли, дать закипеть. Огонь выключить, в раствор положить медный предмет, не убирать его до остывания жидкости. Этот способ подходит для сильно загрязненных поверхностей.

к содержанию ↑

Чистка монет из меди

Медные монеты представляют собой антиквариат, и в наше время не выпускаются. Нередко их приходится чистить, чтобы вернуть привлекательный вид. Если монета контактировала со свинцом, налет на ней может быть желтоватым. В таком случае он прекрасно очищается столовым уксусом (9%). Зеленый налет убирают раствором лимонной кислоты (10%) или соком лимона, коричневый – аммиаком, углекислым аммонием.

Нужно помнить, что порой слой патины придает монетам более благородный и винтажный вид, поэтому удалять его желательно не всегда. Некоторые, напротив, стараются искусственно состарить деньги домашним способом. Для этого надо взять литр дистиллированной воды, 5 г аптечной марганцовки, 50 г медного купороса. Раствор нагреть, не кипятя, бросить в него монеты, оставить до достижения нужного оттенка. Для закрепления эффекта высохшие деньги обработать смесью бензола и спирта (1:1). После монеты обретут красивый состаренный облик и смогут украсить любую коллекцию предметов антиквариата.

Как защитить медь от окисления

Состав для защиты меди и ее сплавов от окисления при нагреве

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Республик а с фф

// » к%. ° (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1902р1 (23) 32423901/22-02

С 21 0 1/70 с присоединением заявки ¹â€”

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3007.82, Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 300782 (33 1 УДК 6 21 . 78 . .06(088.8) В.В. Войнова, Е.И. Могилевский, В.Н. Антропов, — —И.Ш. Верин и Л.Г. Р!евалдыкина

Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструк Форский и технологический институт кабельной промышленности и Московский вечерний металлургический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявители (541 СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

ОТ ОКИСЛЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ

Изобретение относится к термообра ботке металлов и может быть использовано при производстве изделий иэ электротехнической меди и ее сплавов.

Медь при нагреве, окисляясь, покрывается толстым слоем окалины, которая по своим свойствам — твердостью и хрупкостью — резко отличается от основного металла. Часть окалины в процессе деформации разрушается и удаляется, при этом образуются потери меди в окалину. Оставшиеся на поверхности проката частицы окалины многократно закатываются и внедряются в тело деформируемого металла,. неизбежно образуя поверхностные и внутренние дефекты (плены и закаты). Наличие дефектов, возникающих из-за закатывания окалины, резко снижает технологичность катанки при последующей переработке на проволоку, особенно на стадии тончайшего волочения. Причем чем больше толщина поверхностной окалины, тем более ее пагубное влияние на качество катанки и тем значительнее потери меди в окалину и в отходы при тончайшем волочении.

В настоящее время для уменьшения окисляемости электротехнической меди применяют специальное печное оборудование, например печи с беэокислительным нагревом. Нагрев металла в вакууме .также предотвращает его окисление Для быстрого нагрева используют индукционные печи. Однако эксплуатация йечного оборудования, предназначенного для уменьшения окисленности, не всегда эффективна, является сложным и дорогим производством, требует больших затрат.

Наиболее эффективной защитой от окисления является нанесение покрытий. В настоящее время разработан ряд высокотемпературных покрытий.

Однако известные неорганические покрытия при нагреве спекаются с поверхностью металла-и образуют поверхностные межфазные слои, которые трудно поддаются удалению. При прокатке металла, обработанного таким составом, спекшийся слой закатывается в тело проката, неизбежно, еще в большей степени, загрязняя по- верхность окислами и различными примесями, значительно снижающими злектропроводность меди.

Известен защитный состав при на греве меди и ее сплавов, содержащий оксид бора. Он обеспечивает при

Содержание компонентов, вес.Ъ

Оксил бора Глицерин Полиглицерин

75 нагреве значительное уменьшение ока- линообразования, при этом не образует боросодержащих соединений с медью.

В этом составе присутствует кислородосодержащий углеводород (например, сахароза в виде патоки), при следующем соотношении компонентов (1), вес.%:

Оксид бора 15-40 t0

Однако данный состав при нанесении на металл недостаточно технологнчен вследствие неполной смачиваемости неравномерного распределения поверхности, особенно на вертикальных плоскостях слитка, и поэтому требует для образования сплошного слоя неоднократного окунания металла в состав и подсушки покрытия теплым воздухом, что приводит к непроизводительному расходу состава и дополнительным затратам времени и труда.

Цель изобретения — повышение технологичности и уменьшение расхода состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав для защиты меди и ее. сплавов от окисления при нагреве, содержащий оксид бора и кислородосодержащий углеводород, в качестве кислородосодержащего углеводорода содержит смесь глицерина и полиглицерина при следующем соотношении компонентов, вес.%г 35

Оксид бора 10-20

3а счет введения смеси глицерина и полиглицерина повьзаается техноло- 40 гичность и уменьшается расход состава. Достаточно одного окунания металла в предлагаемый состав, после чего слиток готов к последующей технологической операции — нагреву в печи.

В табл. 1 приведены составы, опробованные в лабораторных условиях.

Технология изготовления предлагаемого состава следующая. В нагретую до 80-90 С смесь глицерина и полигли-50 церина вводят оксид бора, после его полного растворения состав готов к использованию.

Методом однократного окунания слиток обрабатывают в составе и затем подвергают нагреву. Нагрев опытных слитков осуществляется в лабо раторной и производственных печах.

Температура нагрева в печи 800 С.

Применение состава-прототипа для защиты меди требует многократного окунания ее в состав.

Предлагаемый состав не позволяет полностью отказаться от травления меди после нагрева (как и в случае применения состава-прототипа). Од- нацр время травления меди также

Сокращается в 3-4 раза и требуется значительно меньшая концентрация травильного раствора (q 2-4 раза), по сравнению с действующей производственной технологией травления.

После травления, промывки и сушки опытные слитки взвешивают с точностью до +0,1 r.

В качестве параметра, определяюще-. го эффективность состава, принимают потери меди .в окалину (д Р), т.е. изменение веса меди до и после нагрева и травления (P=P -Р ), где Р— вес слитков до нагрева;

P — вес слитков после нагрева и травления.

Результаты испытания приведены в табл. 2. Для сравнения потери в окалину при нагреве меди без защитного покрытия принимают за 100%.

После нагрева и травления медные слитки прокатывают и проволочивают на проволоку диаметром 0,5- 0,8 мм.

Состояние поверхности проволоки и величина электросопротивления находятся в пределах допустимого и соответствовали ГОСТ 2112-79 «Проволока медная круглая электротехничес» кая».

Защитные свойства предлагаемого состава и состава-прототипа идентич-. ны и потери меди в окалину в 7-10 раз меньше по сравнению с контрольными образцами.

Преимущества предлагаемого состава состоят в лучшей технологичности и в уменьшении его расхода.

В табл. 3 представлены результаты сравнения по технологичности предлагаемого состава.и известного.

Помимо защитных свойств, предлагаемый состав вследствие хорошей смачиваемости не требует дополнительных операций по окунанию и подсушки, при этом значительно свкращается время обработки, повышается произво-. дительность оборудования и снижается расход состава в 2-5 раз.

Т а б л и ц а 1

Продолжение табл. 1 ие компонентов, вес.Ъ

Удельное электросопротивение, Ом мие м

Р ср ° Р2. c p i г г до нагрева после нагрев

Как защитить медь от окисления

Пользователь
Регистрация: 11.06.2007
Откуда: Москва

Сообщений: 41
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0

Пользователь
Регистрация: 07.06.2007
Откуда: Санкт-Петербург

Сообщений: 609
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0

Пользователь
Регистрация: 11.06.2007
Откуда: Москва

Сообщений: 41
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0

Пользователь
Регистрация: 07.06.2007
Откуда: Санкт-Петербург

Сообщений: 609
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0

Пользователь
Регистрация: 11.06.2007
Откуда: Москва

Сообщений: 41
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0

И что — добавки помогают ? Химические элементы ?
В чем ныне (после изобретения масс-спектрометра способного выдать элементный состав любого материала со сверхвысокой точностью) их секретность ?

«Готовая итальянская бронза» надо сказать достаточно устойчива к потемнению, но к сожалению залапанная все равно темнеет и даже очень. Природу не обманешь . Серебрить. мелочь невыгодно абсолютно

Пытался найти решение вопроса — не удалось. Лаком крыть. как-то «некруто», тогда уж из ЦАМа делать и сверху красочкой . Но это уже лажа какая-то получится
Впрочем, если кто достучится до специалиста, и поделится информацией, то попробуем конечно и лаки.

Пользователь
Регистрация: 26.06.2006
Откуда: ekb

Сообщений: 108
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0

Какие факторы разрушают структуру меди

Медные трубы подвергаются коррозии

Изделия из меди наиболее устойчивы в атмосфере, морской воде, в горячей и холодной пресной воде. В морской воде медь не обрастает микроорганизмами, поскольку ее ионы оказывают губительное воздействие на водоросли и моллюсков. Этот металл абсолютно не устойчив в растворах серы и ее соединениях, в окислительных веществах, аэрированных водах, азотная кислота полностью разрушает его структуру.

Воздействие водной среды

В водной среде медь подвергается коррозии

В воде скорость коррозии меди зависит от наличия в ее составе оксидных пленок и растворенного кислорода. Чаще всего металл подвергается ударной или точечной коррозии. Чем насыщеннее вода кислородом, тем быстрее протекают процессы коррозии меди. Пагубно влияют воды, содержащие ионы хлора и низкий уровень pH. Но в целом этот металл оказывает высокое сопротивление водной среде, а разрушению препятствует появление слоя оксида. Так называемая зеленая или черная корка плотно соприкасается с поверхностью изделия и не позволяет разрушающим веществам проникать в металл. Оксид начинает образовываться после двух месяцев непрерывного нахождения изделия в воде. Оксидный слой бывает двух видов:

Медные изделия поднятые со дна океана

• карбонат – имеет зеленый цвет и считается более прочным;
• сульфат – имеет темный цвет и рыхлую структуру.

Медь является наиболее предпочтительным металлом для изготовления трубопроводов. Но если, вода, проходящая по медным трубам, в дальнейшем контактирует с алюминием, железом или цинком, то она в значительной мере ускорит коррозию этих металлов. Для предотвращения этого и защиты меди от коррозии используют лужение металла, которое получают путём нанесения на поверхность изделия расплавленного олова. Луженое изделие отличается высокой коррозийной стойкостью, оно не подвержено перепадам температур и способно противостоять негативным атмосферным факторам.

Воздействие кислот и щелочей

Водопроводные трубы из меди

Кислотная среда является для меди наиболее агрессивной. Самое сильное воздействие оказывают азотная и серная кислота, если раствор концентрированный, то металл может полностью раствориться. Эту особенность металла учитывают при изготовлении труб, деталей для нефтегазовой промышленности, где такие кислоты присутствуют постоянно. Коррозия меди в щелочной среде не наблюдается, наоборот, в щелочи медь восстанавливается с двухвалентного состояния до одновалентного. Медь сама по себе является щелочным металлом.

Для защиты металла от кислотного воздействия используют ингибиторы – это такие вещества, которые способны замедлить химические реакции. Различают следующие виды ингибиторных веществ:

• экранирующие – образуют на поверхности металла защитную пленку и не позволяют ему контактировать с кислотой;
• окислительные – образуют слой окиси на металле, который вступает в реакцию с кислотой и препятствуют ее проникновению к поверхности металла, при этом чем толще это слой, тем выше защита;
• катодные – повышают перенапряжение катодов раствора, вследствие чего химическая реакция замедляется.

Для меди наиболее приемлемым является экранирующий вид ингибиторов, при этом используют бензотриазол, вместе с солями меди он образует защитную пленку и препятствует разрушению металла.

Коррозия в почве и влажном воздухе

Разрушение меди в грунте происходит под влиянием кислот, содержащихся в почве, в отличие от воды насыщенные кислородом породы в меньшей степени окисляют металл. Наибольшую опасность для изделий из меди представляют живущие в почве микроорганизмы, точнее, продукты их жизнедеятельности.

Земля также как и вода подвергает медные трубы коррозии

Многие из них выделяют сероводород, который способен разрушить структуру металла. Изделие, которое находилось долгое время в земле, может полностью рассыпаться при изъятии.

Во влажном воздухе коррозия меди проявляется с течением длительного периода времени. Сухой климат вообще не влияет на разрушение металла. Влажный воздух насыщен углекислым газом, сульфидами, хлоридами – эти вещества вызывают коррозию металла, разрушая ее защитную пленку. При длительном пребывании изделия во влажном воздухе начинает образовываться слой патины – это оксид солей, он сначала имеет темно-коричневый цвет, затем приобретает зеленый оттенок. Патина не растворяется в воде и не подвержена влиянию влажности, а также нейтральна к меди, поэтому не только не разрушает ее, но и выполняет защитную функцию. На сегодняшний день существуют методы искусственного создания патины, их чаще всего используют художники и скульпторы, делая предметы, похожими на старинные вещи. Винтажный стиль в интерьере сейчас пользуется большой популярностью.

Видео: Как остановить коррозию медных монет

Состав для защиты меди и ее сплавов от окисления при нагреве

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Республик а с фф

// » к%. ° (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1902р1 (23) 32423901/22-02

С 21 0 1/70 с присоединением заявки ¹â€”

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3007.82, Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 300782 (33 1 УДК 6 21 . 78 . .06(088.8) В.В. Войнова, Е.И. Могилевский, В.Н. Антропов, — —И.Ш. Верин и Л.Г. Р!евалдыкина

Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструк Форский и технологический институт кабельной промышленности и Московский вечерний металлургический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявители (541 СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

ОТ ОКИСЛЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ

Изобретение относится к термообра ботке металлов и может быть использовано при производстве изделий иэ электротехнической меди и ее сплавов.

Медь при нагреве, окисляясь, покрывается толстым слоем окалины, которая по своим свойствам — твердостью и хрупкостью — резко отличается от основного металла. Часть окалины в процессе деформации разрушается и удаляется, при этом образуются потери меди в окалину. Оставшиеся на поверхности проката частицы окалины многократно закатываются и внедряются в тело деформируемого металла,. неизбежно образуя поверхностные и внутренние дефекты (плены и закаты). Наличие дефектов, возникающих из-за закатывания окалины, резко снижает технологичность катанки при последующей переработке на проволоку, особенно на стадии тончайшего волочения. Причем чем больше толщина поверхностной окалины, тем более ее пагубное влияние на качество катанки и тем значительнее потери меди в окалину и в отходы при тончайшем волочении.

В настоящее время для уменьшения окисляемости электротехнической меди применяют специальное печное оборудование, например печи с беэокислительным нагревом. Нагрев металла в вакууме .также предотвращает его окисление Для быстрого нагрева используют индукционные печи. Однако эксплуатация йечного оборудования, предназначенного для уменьшения окисленности, не всегда эффективна, является сложным и дорогим производством, требует больших затрат.

Наиболее эффективной защитой от окисления является нанесение покрытий. В настоящее время разработан ряд высокотемпературных покрытий.

Однако известные неорганические покрытия при нагреве спекаются с поверхностью металла-и образуют поверхностные межфазные слои, которые трудно поддаются удалению. При прокатке металла, обработанного таким составом, спекшийся слой закатывается в тело проката, неизбежно, еще в большей степени, загрязняя по- верхность окислами и различными примесями, значительно снижающими злектропроводность меди.

Известен защитный состав при на греве меди и ее сплавов, содержащий оксид бора. Он обеспечивает при

Содержание компонентов, вес.Ъ

Оксил бора Глицерин Полиглицерин

75 нагреве значительное уменьшение ока- линообразования, при этом не образует боросодержащих соединений с медью.

В этом составе присутствует кислородосодержащий углеводород (например, сахароза в виде патоки), при следующем соотношении компонентов (1), вес.%:

Оксид бора 15-40 t0

Однако данный состав при нанесении на металл недостаточно технологнчен вследствие неполной смачиваемости неравномерного распределения поверхности, особенно на вертикальных плоскостях слитка, и поэтому требует для образования сплошного слоя неоднократного окунания металла в состав и подсушки покрытия теплым воздухом, что приводит к непроизводительному расходу состава и дополнительным затратам времени и труда.

Цель изобретения — повышение технологичности и уменьшение расхода состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав для защиты меди и ее. сплавов от окисления при нагреве, содержащий оксид бора и кислородосодержащий углеводород, в качестве кислородосодержащего углеводорода содержит смесь глицерина и полиглицерина при следующем соотношении компонентов, вес.%г 35

Оксид бора 10-20

3а счет введения смеси глицерина и полиглицерина повьзаается техноло- 40 гичность и уменьшается расход состава. Достаточно одного окунания металла в предлагаемый состав, после чего слиток готов к последующей технологической операции — нагреву в печи.

В табл. 1 приведены составы, опробованные в лабораторных условиях.

Технология изготовления предлагаемого состава следующая. В нагретую до 80-90 С смесь глицерина и полигли-50 церина вводят оксид бора, после его полного растворения состав готов к использованию.

Методом однократного окунания слиток обрабатывают в составе и затем подвергают нагреву. Нагрев опытных слитков осуществляется в лабо раторной и производственных печах.

Температура нагрева в печи 800 С.

Применение состава-прототипа для защиты меди требует многократного окунания ее в состав.

Предлагаемый состав не позволяет полностью отказаться от травления меди после нагрева (как и в случае применения состава-прототипа). Од- нацр время травления меди также

Сокращается в 3-4 раза и требуется значительно меньшая концентрация травильного раствора (q 2-4 раза), по сравнению с действующей производственной технологией травления.

После травления, промывки и сушки опытные слитки взвешивают с точностью до +0,1 r.

В качестве параметра, определяюще-. го эффективность состава, принимают потери меди .в окалину (д Р), т.е. изменение веса меди до и после нагрева и травления (P=P -Р ), где Р— вес слитков до нагрева;

P — вес слитков после нагрева и травления.

Результаты испытания приведены в табл. 2. Для сравнения потери в окалину при нагреве меди без защитного покрытия принимают за 100%.

После нагрева и травления медные слитки прокатывают и проволочивают на проволоку диаметром 0,5- 0,8 мм.

Состояние поверхности проволоки и величина электросопротивления находятся в пределах допустимого и соответствовали ГОСТ 2112-79 «Проволока медная круглая электротехничес» кая».

Защитные свойства предлагаемого состава и состава-прототипа идентич-. ны и потери меди в окалину в 7-10 раз меньше по сравнению с контрольными образцами.

Преимущества предлагаемого состава состоят в лучшей технологичности и в уменьшении его расхода.

В табл. 3 представлены результаты сравнения по технологичности предлагаемого состава.и известного.

Помимо защитных свойств, предлагаемый состав вследствие хорошей смачиваемости не требует дополнительных операций по окунанию и подсушки, при этом значительно свкращается время обработки, повышается произво-. дительность оборудования и снижается расход состава в 2-5 раз.

Т а б л и ц а 1

Продолжение табл. 1 ие компонентов, вес.Ъ

Удельное электросопротивение, Ом мие м

Р ср ° Р2. c p i г г до нагрева после нагрев