Химическое травление изделий обычно производят в 5...20 %-ном водном растворе серной кислоты при 40...90 ºС или в 7...20 %-ном соляной кислоты при 30...60 °С. Высоколегированные стали (нержавеющие, жаропрочные и др.) травят в растворах азотной кислоты с добавлением фторидов и хлоридов (2...3 %). Под действием кислоты окалины растворяется и отрывается от поверхности металла.
Во избежание перетравливания изделий к раствору добавляет различные органические присадки (ингибиторы), которые, не замедляя процесса растворения окалины, предохраняют металл от воздействия кислот, образуя на поверхности металла тонкую защитную плёнку. Наи6олее распространёнными являются: для растворов серной кислоты - ЧМ (тяжёлые фракции хинолиновых оснований) и ПБ-5 (продукт конденсации бензиламина); для растворов соляной кислоты - ПБ-5, БА-6 (продукт конденсации бензиламина с альдегидом) и др.
Ингибиторы добавляются в количествах 0,1...0,2 % от объёма травильного раствора. При этом потери металла снижаются до 1... 1,5 %, на 20...30 % снижается расход кислоты и устраняется опасность перетрава металла. Срок действия присадок 100... 150 ч.
Длительность травления в 10...12 %-м растворе серной кислоты, имеющем температуру 60...80 °С, составляет 30...45 мин. Затем детали промывают в воде (60...70 ºС в течение 5...10 мин. и нейтрализуют в известковой ванне или в растворе 0,5 %-ного NaOH при 90...95 ºС в течение 5...10 мин.
Электрохимическое травление позволяет уменьшить время процесса, снизить расход кислоты, сохранить размеры детали и повысить чистоту поверхности. Обрабатываемая деталь может быть катодом или анодом. В первом случае травление называется катодным, во втором — анодным.
Катодное травление производится в 10...15%-ном водном растворе H2SO4. Плотность тока составляет 5... 10 А / дм2 поверхности детали при напряжении 4...10 В.
Анодное травление производится в слабых растворахкислот или солей. При этом окалина не только растворяется, но и отрывается выделяющимся на аноде кислородом. Чтобы травление прошло успешно, окалина должна быть достаточно пористой. Если окалина плотная, то лучше использовать катодное травление, при котором окалина разрыхляется и отрывается в результате восстановления окислов железа выделяющимся водородом.
Электрохимическое травление применяется в качестве подготовительной операции перед нанесением покрытий (меднением, хромированием и др.), а также для обработки поверхности, например, пружин, с целью повышения их служебных характеристик (механических и упругих свойств, релаксационной стойкости, усталостной прочности и т.д.).
Прогрессивным способом очистки поверхности деталей является травление в расплавленной едкой щёлочи с добавлением 1,5...2,0 % гидрида натрия при температуре 370...420 ºС. Время выдержки изделий в ванне составляет 5…20 мин. Аналогичный результат достигается электрохимической обработкой в расплавленных щелочах. Электролиз ведут в смеси 70…80 % NaOH и 20...30 % КОН при низком напряжении и плотности тока 5...10 А / дм2 в течение 10…20 мин
Основным оборудованием для всех видов травления являются специальные давильные баки (деревянные или бетонные), покрытые свинцом, винипластом или полиэтиленом. Наиболее распространённые размеры травильных баков 3,5*2,0*1,7 м и 2,5*1,8*1,0 м. Деревянные баки (рис. l.l.a) делают из сосновых брусьев 3 толщиной 120...130 мм, которые соединяют в шпунт, плотно подгоняя друг к другу и стягивая болтами из бронзы или кислотоупорной стали. Внутри баки покрывают листовым свинцом 2 толщиной 4...6 мм и зашивают досками 1 толщиной 40...60 мм для предохранения свинца от механических повреждений. Так как свинец является дефицитным металлом, его заменяют специальной резиной, пластмассами или битуминозными обмазками.
Рис. 1.1. Травильные баки
Резину укладывают втри слоя общей толщиной 6...7 мм; внутренний слой делают из твёрдой резины, хорошо сопротивляющейся серной и соляной кислотам, а наружный - из мягкой, имеющей повышенную устойчивость против ударов. Срок службы деревянных баков — до двух лет.
Наряду с деревянными, применяется также баки из кислотоупорных бетонов и кирпича с толщиной стенки 3, равной 200...230 мм (рис. 1.1.б). Для устранения теплового расширения кирпича при нагреве ванны между кирпичом и бетоном делают прокладку из резины или пластичного цемента толщиной 25 мм.
Высокой стойкостью к агрессивным средам обладают титановые ванны, используемые для электролитов, требующих нагрева. Раствор может нагреваться паром либо с помощью свинцовых или титановых змеевиков, расположенных на расстоянии 50...80 мм от дна ванны.
Загружают изделия в корзинах, на подвесках, крючках, изготовляемых из высокохромистых сталей, медных сплавов или дерева. При электрохимической обработке высокую стойкость имеют подвески из титана. Чтобы уменьшить затраты энергии, нерабочую поверхность подвесных приспособлений изолируют химически стойким покрытием (лаки, эмали, фторопласт и т. п.).
Рис. 1.2. Установка для травления
Операции травления и промывки деталей механизируют с помощью специальных травильных машин, обеспечивающих перемещение деталей в процессе их обработки.
Показанная на рис.1.2 травильная установка из трех ванн с подъёмно-поворотным краном имеет плунжер с поршнем 1, который движется в цилиндре с помощью сжатого воздуха или пара. В верхней части находятся четыре балки крана 2, на концах которых висят корзины с деталями 3. При подъеме балки могут быть повёрнуты на 90°. Внизу расположены три ванны 4 сраствором кислоты, горячей и холодной водой. На свободной разгрузочно-загрузочной площадке помещается тара с деталями для травления. В установках из пяти ванн в первой ванне находится проточная холодная вода, в двух следующих - травильный раствор, в четвёртой - нейтрализационный раствор, в пятой - горячая вода.
Производительность промышленных установок 2000... 5000 кг/ч.