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"Procédé pour décaper l'aluminium et les alliages d'aluminium'
Pour le décapage de l'aluminium et des alliages d'aluminium, on connaît déjà des procédés de décapage alcalin et des procédés de décapage acide, ces derniers moins courants..
Lors du décapage de l'aluminium et des alliages d'aluminium par l'acide nitrique ou l'acide sulfurique diluée, on peut obtenir des surfaces mates, Cependant, ces acides n'attaquent que lente- ment et irrégulièrement. Par ailleurs, ils ne sont utilisables que pour le décapage de l'aluminium pur et des alliages d'alumi- nium dont les constituants sont en solution solide.
On connaît également une solution de décapage de l'aluminium à base d'acide fluorhydrique, préparée à partir de fluorure d'ammonium et d'acide sulfurique. On a également déjà préparé d'autres décapants acides par mélange d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique ou d'acide
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nitrique ot 4* solutions fluorure de sodium.
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Lee bains de décapage connus énuxéréa ci -dessus prétextent un inconvénients les résidue de solution de décapa * qui peuvent subsister, y exemple la uitt d'un riçag ucorràctp dans 1*9 plia, dans les lîgn#u de eouduyott kar point et dan# les autres endroit # da oh*vtu- chenonto pouvobt Atro à l'criginw'df fort * corrosions.
Zur outr*, 1 8 surtaems d'alumiriur. décapées par los pro*, cédée connus cet un co3port<t&ent défavorable lors do la soudure par pointa. ton surfaces fraichwmtrnt décapées t'allitat avac las électrodes de soudure rtt provoquant, par suite, un soudage Irrégulier. D'autre part, la soudure par pointa des surfaces d'aluminium non décapées exige, en raison de la présence de la pellicule d'oxyde, des
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tensions do soudure nottnmont plue fortes provoquant, dans certaines circonstances, la fusion des lantillon de sou - dur ..
On connaît égalomant, dans la technique, une solution de déca paga pour l'obtention d'une surface bril- lantp sur les objets d'aluliinium pt d'alliages d'aluminium consistant en 10 à 30 d'acidp phosphorique, 3 à 20 d'acide fluorhydriqup, 1A complément étant de l'Éau , chaque acide pouvant être replace en totalité ou en par- tie par un sel correspondant.
Ces solutions utilisées pour le brillantage provoquent un entraînement de matières extrêmement important, 0 L'efficacité des solutions s'abais- se âpres un court usage même si l'on complète les acides consommés;
on doit les rejeter de temps à autre et en préparer de fraîches. Le rejet des bains suscite des pro-
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blème a techniques d'eaux résiduaires car l'acide fluorhy- drique contenu dans les solutions de décapage est un poison violent*
Les inconvénients des solutions de décapage con- nues peuvent être évités si, conformément à l'invention, on utilise pour le décapage de l'aluminium et des alliages
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d'aluminium ds solutions contenant de l'acide phosphori-
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que mt de l'acide fluorhydrique, à la dose du 3 à 100 g par litre, de préférence 10 à 50 g.ilitA, de H3P04' et de 1 à 15 g/Igde préférence 2 à 10 g/litre, de If,
et si l'on maintient lns bains utilisables à la longue en prooédant non seulement au remplacement des acides consommés, mais également a la précipitation dans la solution dp l'aluni- nium passé en solution lors des traitements. Cette préoi pitation est effectuée par addition dp composés du sodium nt/ou du potassium, utilisés par exemple* sous forme des oxydos, des hydroxydes, des carbonates, des fluorures nt/
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ou des phosphates, l'aluninium précipitant alors k l'état dn fluorure complexe do sodium et/ou de potassium et d' aluminium.
Lors de la précipitation de l'aluminium, il est avantageux d'opérer avec des fluorures neutres du sodium t/ou du potassium, car ces sels contiennent également le
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fluorure nécAns91r pour la forcat1on du complexe mais ne modifiant pas les concentrations on acide phosphorique et en acide fluorhydrique. On précipite de 'préfér-no. l'alu- minium passé en solution dans d-a conditions tollon que la teneur en aluminium de la solution de deçà page ne
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dépasse pas 10 sllitrs.
Lors de la détermination dA la quantité d'ions sodium et/ou potassium à ajouter, il s'est montré avanta-
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,geux d'utiliser les agents chimiques précipitante en dé" faut par rapport à la quantité 8toechiométriqu, de ma- nière à précipiter l'aluminium en solution jusqu'à une concentration qui ne tombe pas au-dessous de 0,5 g/litre.
Cette manière d'opérer évite un enrichissement de l'alumi- nium dans la bain, mais permet simultanément d'éviter que les ions sodium et/ou potassium précipitants ne se trou- vent en solution en quantités telles que, lors du décapage,
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il ap produise sur les surfaces des dépota gênante de boues d'h"xafluoroaluminate précipité.
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Lorsqu'on vaut précipiter l'aluninium pendant
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l'utilisation de la solution da décapage, on ajoute les composés do sodium et/ou dp potassium servant 4 la préci... citation dm manier* a éviter 1e. séparation dne produits de précipitation sur 1Rs pîècns 4 décaper, Pt en particulier dans la césure du possible, à l'écart du voisinage dps r.ca3 traitpr.
Un node dp nia" nn couvre spécialement approprié du JJ1'oo6dé de 1' invention consiste à Affootuftr la précipi- tation, par addition d'ions sodium "t/ou potassium, de l' aluminium passe An solution lors de l'attaque do décapage non pas' au norvent où on utilise le bain, nais lors des arrêts de travail. La réaction do précipitation exige un certain temps t il est avantageux da procéder à l'addi- tion am la quantité calculé dos réactifs précipitants en fin de iournoe d" travail afin d'assurer que la précipi- talion de l'aluniniuu soit complète, dans la mesure voulue,
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avant réutilisation du bain de décapage.
L'aluminium pré-
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c1rit se 6àer. à l'état d bovos t peut Âtre soutiré de tp",ips 4 autr, tiar -xp1p par 1-lint-,rmédiaire* d'une caisse de dent;txcn, L<*a solutions do décapage utilisas conformé- n"nt au procédé do l'invention rastpnt actives pendant des durées i.l:.,its car l'enrichissement gênant on aluminium .n trouva suppri-4. Il r8t- juste l'obligation de oomplè- t-r los constituants du bain oonsonaéa dans le décapage.
Cette opération plut sa faire, par xnmpl, par utilise- tion d'uz: solution de complêmmrt correspondant aux rapports 4* cor.s ornât ion de l'acide phosphorique pt d l'acide tluorhydriu. Ls bains Je décapage un travail, %lui sont "'t'Mt! .4^ cette manier", conti6:::.""'nt outra dm l'acide rhcsrhcr1u. libre t d- l'acide fluorhydrique libre, de 'a2u;ir.ï.:, ft ,l-I\'..lv"nt ég81":::er.t, lorsqu'on l ur a ajouta ...:.j.ut l'utilisation dans 1.. d;;,xagr d. l'alut;1niuu, d a co; rosx du sodiua. "t/ou du potassium, contenir dits petites
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quantités d'ions sodium ,t/ou potassium, Rais en quantités ne dépassant pers la quantité correspondant à la solubilité dos corps formés lors d* la précipitation de l'alusiniua.
L'aluninium qui s trouve nn solution #< combinez avtc 2 à 3 molos do fluor par col<* d'alur.inium, un une combinaison si fort qun cas quantités do fluor n'xrcnt plus aucune action accélératrice sur l'opération dan déca- page. Par oonséqumnt, lors de la détermination dé la quan- tité d'acide fluorhydr1quft à ajouter n co:plâ;rut, il faudra égalnmnnt tAnir co,.iptn dit on fluorur" inactif, c'st-a-3ire qua lorsque la concentration nn aluminium augmnntft dans lp bain, la ooncùtr0tiQn total* on fluor doit également ôtm augnpntéo pour aintnir constant* l'efficacité dp dêcapagp, Los solutions pouvant contenir d'autres compo- sants, par exnmplp dAs substances tA1lsio-aotiv-s, d*3 sol- vants organiques dissous nt/ou émulsionnés. D*a bains do cp type oonviqnnpnt égalompnt au traitmnpnt dllls surfaces d'alurànium grassos.
Ls solutions do décapage utilisera dans lp procédé d4 l'invol1tion pouvant Âtrp employées au plongé, par dëbordfuapnt, ou on pulvérisation. La tpnpéra- turp ds bains peut allpr dn la température ambiantp à la tpmpératura d'ébullition ds solutions. Oppondan,t, on opèrn de préférpncp dans un domaine dn tompératurps assez basses, c' ost-à-dirp entre la tprpératurp 1mbislltfll nt environ oc.
LA rcouvrpnpnt dn la surface eupéripurA du bain par un solvant organique non solubip dans la solution dn décapage permet d,, réduira au minimum las antra2zxmnte
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dans l'atmosphère do la solution dn décapage, par les bul-
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1s d'hydrobenn qui sa dégagent. Un recouvrement da la surface supérinurn du bain par uno couche dé mousso ou par ds corps flottants, par exnnplo an résinme synthéti- qus, pxptcr las MÂM*s pffpts.
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Le procédé de décapage de l'invention provoqua
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un sataga régulier qui ccr.fèr- à la eurface un aspect r.itor=. et ;lai8nt. La rusait* ds 3arfac s provoquée par la dl:car8J a,ior.. l'adhérence d-s p* Xliculs d.
F-intur- epeliqu4at u3tér:rw.:t. L décapage pAUt ser- vir d'opération grolac3p ' u.-e oxydation anodiqu, un? pi'.cs....hstation, â. un* er.romttion eu à un opération si- r,la:..r. Tn c'utf, :A± j'i*'-*-"3 '31iniu décapées par 1<* procède 6" sa Svud >r*t f1cil-mAnt par points.
:' :nM,ln suivant illustre l'invention sans toutefois la limiter.
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'rtC c "¯ p On utilisa un tain d décapage aqupux contenant 40 g/litr '3P04 ot 5 g/litr d'i:F, pour décaper au plongé, pendant 5 minutes a t:,j. r2turp ambiant , des tôl 8 d'alu :inium pur, d'A1!.!gSl t d'Al!g3" L'pntxein-,pr Un matière dC à l'attaqua, s'éleva à 4 à 5 g/m2. La sur- face des tôles décapées, puis rincées l'pau, est d'un mat régulier.
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Ln bain pst cor:pl4té 3r addition d'un* solu- tion 8qu*use a 16 ;: zon ois d' ±,F0j rt 27 /# An poids d'Í#, do mnierr à maintenir constantAs les concentrations nn acides libres. L'acidité libre mst ddtnrrinép par ti- tragp d'un échantillon de 2 ml du bain avpo NaOH N/10, an prespuco de méthylorangp. Df t nps à autre , on détermine par analyse par dps procédés connus, la concentration en
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aluminium du bain. Après traiteront dp 2 m2 dp surfacn d' aluminium par litrp de bain, la solution possède la com- position suivante :
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41 g/'li.trh d'H3K)4
4,5 - d'HF
9,0 - d'Al) correspondant à Rnviron 27,5 18,5 de F g litre d'AlF3
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On ajouta au bain, pour précipiter l'aluminium,
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37 s/li trI' d 4*iaF.
Au bout d'"nviron 15 minutes, la plus grand* parti* do aluminium Ast précipite *t 8 '.et té- parén sous formp d'unr boue do U03AU'6' La solution fat débarrassé* dIS cotte, boue ll'U' filtration. '"!11" possôdn "n6uit la composition suivant : 40,5 g/litrn d'K3PO4 4,3 - HF 0,8 Al ) cories-iondant à environ 2, 6 1,8 - F ) ( 1.'x d'AlP, 3
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0,3 - Na
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La composition de la solution do dseapagn cor- rspond donc, à l'exception dpa potitps proportions de sodium, d'aluninium pt d fluor inactif combiné z, l'alu- minium, à colla du bain do départ.
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"Process for pickling aluminum and aluminum alloys"
For the pickling of aluminum and aluminum alloys, alkaline pickling processes and acid pickling processes are already known, the latter less common.
When pickling aluminum and aluminum alloys with nitric acid or dilute sulfuric acid, matt surfaces can be obtained. However, these acids attack only slowly and irregularly. Moreover, they can only be used for pickling pure aluminum and aluminum alloys whose constituents are in solid solution.
A hydrofluoric acid-based aluminum pickling solution is also known, prepared from ammonium fluoride and sulfuric acid. Other acid strippers have also already been prepared by mixing nitric acid and hydrofluoric acid or acid.
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nitric ot 4 * sodium fluoride solutions.
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The known pickling baths enumerated above claim a disadvantage the residue of pickling solution * which may remain, for example the uitt of an ucorràctp riçag in 1 * 9 plia, in the lines of eouduyott kar point and in # the other place # da oh * vtu- chenonto canobt Atro to the strong criginw'df * corrosions.
Zur outr *, 1 8 surtaems of alumiriur. pickled by los pro *, known to have an unfavorable cost during point welding. your fresh surfaces stripped you allitat avac las welding electrodes rtt causing, consequently, an irregular welding. On the other hand, spot welding of non-pickled aluminum surfaces requires, due to the presence of the oxide film,
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nottnmont greater welding tensions causing, in certain circumstances, the fusion of the torch.
It is known in the art to also provide a solution of decapapa for obtaining a shiny surface on aluminum alloys and aluminum alloys consisting of 10 to 30 phosphoric acid, 3 to 20 hydrofluoric acid, the remainder being Water, each acid being able to be replaced in whole or in part by a corresponding salt.
These solutions used for brightening cause an extremely large entrainment of materials. The effectiveness of the solutions decreases after short use even if the acids consumed are made up;
they should be rejected from time to time and fresh ones prepared. The rejection of the baths gives rise to
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problem with wastewater techniques because the hydrofluoric acid contained in pickling solutions is a violent poison *
The disadvantages of the known pickling solutions can be avoided if, according to the invention, aluminum and aluminum alloys are used for pickling.
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aluminum in solutions containing phosphori-
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only hydrofluoric acid, at a dose of 3 to 100 g per liter, preferably 10 to 50 g.ilitA, of H3PO4 'and from 1 to 15 g / Ig, preferably 2 to 10 g / liter, of If,
and if one maintains lns usable baths in the long run by prooédant not only to the replacement of the acids consumed, but also to the precipitation in the solution of the alumina passed in solution during the treatments. This preparation is carried out by adding dp compounds of sodium nt / or potassium, used for example * in the form of oxidos, hydroxides, carbonates, fluorides nt /
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or phosphates, the aluninium then precipitating in the form of a complex fluoride of sodium and / or potassium and aluminum.
When precipitating aluminum, it is advantageous to operate with neutral fluorides of sodium t / or potassium, since these salts also contain the
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fluoride necessary for the forcat1on of the complex but not modifying the concentrations of phosphoric acid and hydrofluoric acid. We precipitate from 'prefer-no. the aluminum which has gone into solution under conditions so that the aluminum content of the solution of below page does not
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not exceed 10 sllitrs.
When determining the quantity of sodium and / or potassium ions to be added, it has been shown that
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, geux to use the chemical precipitating agents in default with respect to the 8toichiometric quantity, so as to precipitate the aluminum in solution to a concentration which does not fall below 0.5 g / liter .
This way of operating avoids an enrichment of the aluminum in the bath, but simultaneously makes it possible to prevent the precipitating sodium and / or potassium ions from being found in solution in quantities such that, during pickling,
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it produces on the surfaces troublesome deposits of precipitated h "xafluoroaluminate sludge.
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When it is worth precipitating aluninium for
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Using the pickling solution, the sodium and / or potassium compounds are added to serve as a preci ... citation to avoid this. separation of precipitation products on 1Rs pîècns 4 pickling, Pt in particular as far as possible, away from the vicinity dps r.ca3 traitpr.
An especially suitable dp nia "nn cover of the invention is to affect the precipitation, by addition of sodium t / or potassium ions, of aluminum passes into solution upon attack of the aluminum. stripping not 'in the north where the bath is used, but during work stoppages. The precipitation reaction requires some time and it is advantageous to add to the calculated amount of precipitating reagents at the end of the working day in order to ensure that the precipitation of the alumina is complete. to the desired extent,
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before reuse of the pickling bath.
Aluminum pre-
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writes himself. in the state of bovos t can be withdrawn from tp ", ips 4 other, tiar -xp1p by 1-lint-, intermediate * of a box of teeth; txcn, L <* a pickling solutions used according to" nt the process of the invention rastpnt active for periods it:., its because the annoying enrichment on aluminum .n found suppri-4. It just r8t- the obligation of oomplè- r the constituents of the oonsonaea bath in the pickling.
This operation was rather done, by xnmpl, by use of uz: complete solution corresponding to the ratios 4 * cor.s ornamentation of phosphoric acid pt of tluorhydriu acid. The baths I stripping a job,% him are "'t'Mt! .4 ^ this way", conti6 :::. ""' Nt outra dm acid rhcsrhcr1u. free t d- free hydrofluoric acid, from 'a2u; ir.ï.:, ft, lI \' .. lv "nt eg81" ::: er.t, when ur has added ...: .j.ut use in 1 .. d ;;, xagr d. alut; 1niuu, d a co; rosx from sodiua. "t / or potassium, contain said small
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quantities of sodium, t / or potassium ions, Rais in quantities not exceeding the quantity corresponding to the solubility of the bodies formed during the precipitation of alusiniua.
The alumina which is found in a solution # <combine with 2 to 3 molos of fluorine per neck <* of alur.inium, a combination so strong that in case quantities of fluorine no longer have any accelerating action on the operation in decapage. Therefore, when determining the quantity of hydrofluoride acid to be added n co: plâ; rut, it will also be necessary to tAnir co, .iptn said to be fluoride "inactive, that is to say when the concentration nn aluminum increases in the bath, the total ooncùtr0tiQn * one fluorine must also be increased to maintain constant * the efficiency of the decapagp, Los solutions may contain other components, for example tA1lsio-aotiv-s substances, d * 3 organic solvents dissolved / or emulsified D * oonviqnpnt type cp baths also include the treatment of the surfaces of aluranium grassos.
The pickling solutions will be used in the involution process which can also be used by dipping, overflowing, or spraying. The temperature of the baths can vary from ambient temperature to the temperature of the boiling point of the solutions. Oppondan, t, we prefer to operate in a fairly low tompératurps domain, ie between the tprperaturp 1mbislltfll nt approximately oc.
THE covering of the euperipurA surface of the bath with an organic solvent not dissolved in the pickling solution allows to reduce to a minimum the antra2zxmnte
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in the atmosphere of the pickling solution, by the bul-
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1s of hydrobenn which are released. A covering of the upper surface of the bath by a layer of mousso or by floating bodies, eg synthetic resin, pxptcr las MÂM * s pffpts.
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The pickling process of the invention caused
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a regular sataga which ccr.fèr- at the eurface an aspect r.itor =. and; lai8nt. The cunning * ds 3arfac s caused by the dl: car8J a, ior .. the adhesion d-s p * Xliculs d.
F-intur- epeliqu4at u3tér: rw.: T. The pickling pAUt serve as a grolac3p 'u.-e anodic oxidation, a? pi'.cs .... hstation, â. a * er.romttion had to an operation si- r, la: .. r. Tn c'utf,: A ± i * '- * - "3' 31iniu stripped by 1 <* proceed 6" sa Svud> r * t f1cil-mAnt by points.
: ': nM, ln following illustrates the invention without however limiting it.
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'rtC c "¯ p We used an aqupux pickling tin containing 40 g / liter' 3P04 ot 5 g / liter of i: F, for plunging, for 5 minutes at t:, j. r2turp ambient, tôl 8 of alu: pure inium, of A1!.! GSl t of Al! G3 "The pntxein-, pr A material dC on attack, amounted to 4 to 5 g / m2. The surface of the pickled sheets, then rinsed with water, is of a regular matt.
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Ln bath pst cor: pl4té 3r addition of a * solution 8qu * used at 16;: zone of ±, F0j rt 27 / # An weight of Í #, to keep constant As the concentrations of free acids . The free acidity is determined by titragp of a 2 ml sample of the bath with NaOH N / 10, in the prespuco of methylorangp. Df t nps to another, the concentration of
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aluminum bath. After treating dp 2 m2 of aluminum surface per liter of bath, the solution has the following composition:
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41 g / 'li.trh of H3K) 4
4.5 - of HF
9.0 - Al) corresponding to Rn approximately 27.5 18.5 F g liter of AlF3
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We added to the bath, to precipitate the aluminum,
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37 s / li trI 'd 4 * iaF.
At the end of about 15 minutes, the largest * part * of aluminum Ast precipitates * t 8 '. And teparen in the form of a mud of U03AU'6'. Filtration. 11 "results in the following composition: 40.5 g / liter of K3PO4 4.3 - HF 0.8 Al) ionizing to about 2.6 1.8 - F) ( 1.'x of AlP, 3
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0.3 - Na
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The composition of the dseapagn solution therefore corresponds, with the exception of the possible proportions of sodium, aluninium and combined inactive fluorine, z, aluminum, to the starter bath.