擠壓不銹鋼管和軋制不銹鋼管一樣,在擠壓后還要經過冷卻、矯直、切管、修磨等一系列的精整工序和檢驗、測試工序,才能成為商品管。擠壓鋼管精整工藝的特點是,由于擠壓不銹鋼(gang)管在熱擠壓時采用了玻璃潤滑劑(ji),因而膜,影響的鋼管內外表面上形成了一層0.05~0.15mm厚的堅硬的玻璃潤滑劑薄膜,影響了擠壓后進一步的加工和使用,因此必須首先應予以清除。
從擠壓不銹鋼管表面上清除玻璃潤滑劑是一個困難而又昂貴的工序。因此,從開始采用玻璃潤滑劑起就將不銹鋼管表面玻璃潤滑劑的去除作為一個重要的研究課意,試驗通過玻璃潤滑劑成分的調整來加大玻璃潤滑劑和鋼管膨脹系數的差異。在不銹鋼管擠壓后淬水冷卻時,使表面的玻璃潤滑劑實現自動剝落。這一研究雖然取得一定的成果,但尚未達到徹底清除不銹鋼管表面殘余玻璃潤滑劑的目的。
進一步清除(chu)鋼管表面(mian)玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)的方法(fa)有機械(xie)法(fa)和化學法(fa)兩種。
1. 機(ji)械法-噴丸處(chu)理(li)
采用噴丸處理來清除擠壓不銹鋼管表面殘留的玻璃潤滑劑的方法是一種比較經濟的方法。
噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)處理設(she)(she)備(bei)的(de)(de)結構基本上有兩種形式:一種是用壓(ya)縮(suo)空氣使鐵丸(wan)流(liu)動(dong),并通過噴(pen)(pen)(pen)嘴將鐵丸(wan)噴(pen)(pen)(pen)向被加工不銹鋼(gang)管的(de)(de)表面(mian)(mian),實現對鋼(gang)管的(de)(de)表面(mian)(mian)處理;另一種是噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)設(she)(she)備(bei)有一個(ge)離心裝置,依靠離心力將鐵丸(wan)摔向鋼(gang)管表面(mian)(mian),實現對鋼(gang)管的(de)(de)表面(mian)(mian)處理。
為(wei)(wei)了清理不銹鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)殘(can)留(liu)的(de)玻璃(li)潤滑劑(ji),在鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)引入在壓力作用(yong)下供(gong)給(gei)鐵(tie)(tie)丸(wan)的(de)帶噴嘴(zui)的(de)軟(ruan)管(guan)(guan)。通過一(yi)次噴吹(chui)即能(neng)將鋼(gang)管(guan)(guan)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)殘(can)留(liu)的(de)玻璃(li)潤滑劑(ji)清除(chu)。此(ci)時,在鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)另一(yi)端設有(you)(you)強力抽(chou)丸(wan)裝置(zhi)(zhi)。日本(ben)神戶(Kobe)公(gong)司的(de)噴丸(wan)設備長(chang)約10m,設有(you)(you)單獨傳動提供(gong)鐵(tie)(tie)丸(wan)的(de)8個噴嘴(zui)。鐵(tie)(tie)丸(wan)是反復循環使用(yong)的(de),直徑(jing)為(wei)(wei)1mm.噴丸(wan)過程借助于傾斜布置(zhi)(zhi)的(de)道,鋼(gang)管(guan)(guan)一(yi)邊(bian)移動,一(yi)邊(bian)旋轉。噴丸(wan)機的(de)工作空(kong)間是完全密封的(de),并且(qie),為(wei)(wei)了排出(chu)玻璃(li)塵埃(ai),設有(you)(you)強力抽(chou)風裝置(zhi)(zhi)。
美國 Amerex 擠(ji)壓不銹鋼管廠的(de)噴丸(wan)(wan)機,噴丸(wan)(wan)處(chu)理鋼管的(de)最大直徑為28.6mm采用的(de)丸(wan)(wan)粒(li)有兩種,一(yi)(yi)種是帶尖棱角的(de),另(ling)一(yi)(yi)種是圓滑(hua)無(wu)棱的(de)。現場所見,丸(wan)(wan)粒(li)袋裝外購。根據(ju)現場工程師介紹,丸(wan)(wan)粒(li)也有用細鋼絲切成的(de)。
當被擠(ji)壓(ya)制(zhi)品表面(mian)(mian)上(shang)(shang)的玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)薄(bo)膜層的厚(hou)度(du)不超(chao)過0.05mm時,對于管和空心型材(cai)外表面(mian)(mian)的清理(li),采用在輥道架上(shang)(shang),將型材(cai)或(huo)不銹鋼管引至(zhi)砂(sha)流或(huo)者鐵(tie)丸流的下面(mian)(mian),使噴嘴可以(yi)從四面(mian)(mian)八(ba)方朝著擠(ji)壓(ya)制(zhi)品的外表面(mian)(mian)進行噴丸清理(li)。
對(dui)于擠壓制品表內(nei)表面(mian)進行清理殘留玻璃(li)(li)潤滑劑薄(bo)膜(mo)時發(fa)現,當用帶(dai)有砂(sha)子(zi)或鐵(tie)丸的空(kong)氣流(liu)從鋼管(guan)(guan)的內(nei)表面(mian)噴(pen)(pen)(pen)吹(chui)(chui)時,玻璃(li)(li)薄(bo)膜(mo)去除很(hen)慢,并且沿(yan)著的鋼管(guan)(guan)的長(chang)度和方(fang)向(xiang)(xiang)上玻璃(li)(li)膜(mo)去除很(hen)不均勻。引入加速度噴(pen)(pen)(pen)吹(chui)(chui)帶(dai)有砂(sha)子(zi)或鐵(tie)丸氣流(liu)進行清理,可在鋼管(guan)(guan)長(chang)度方(fang)面(mian)的橫截面(mian)上,形成(cheng)帶(dai)砂(sha)子(zi)或鐵(tie)丸的高壓空(kong)氣流(liu)忽大(da)忽小(xiao)變化的旋風式(shi)噴(pen)(pen)(pen)吹(chui)(chui),并且使(shi)噴(pen)(pen)(pen)吹(chui)(chui)過程(cheng)沿(yan)著鋼管(guan)(guan)的長(chang)度方(fang)向(xiang)(xiang)往復(fu)來回地運動,可以獲得較(jiao)好的噴(pen)(pen)(pen)吹(chui)(chui)效果(guo)(圖2-45)。
2. 化學方法-堿酸(suan)洗處理
擠(ji)壓不(bu)銹鋼管(guan)內外表面殘留的玻璃(li)潤滑劑具有(you)(you)很大(da)的化(hua)(hua)學穩定性,因此需采(cai)用堿溶(rong)液或包含有(you)(you)氫氟(fu)酸的堿溶(rong)液來(lai)清(qing)除。堿與二(er)氧(yang)化(hua)(hua)硅或其(qi)他不(bu)溶(rong)解的硅酸鹽玻璃(li)反(fan)應(ying)形成可溶(rong)解的堿金屬硅酸鹽,其(qi)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)式如下:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
氫氟酸(suan)與二氧化硅的化學反應(ying)式為(wei):
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
不銹鋼管的堿酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)制(zhi)度(du)如下:首先,將鋼管放在(zai)(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿內(nei)處(chu)理(li)(li),然后在(zai)(zai)(zai)(zai)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)溶液中(zhong)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)。鋼管在(zai)(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿中(zhong)處(chu)理(li)(li)之(zhi)前,要先在(zai)(zai)(zai)(zai)煤氣爐中(zhong)加熱至150~200℃,以防止鋼管浸入時熔融(rong)堿被冷(leng)(leng)卻(que)。鋼管在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)為(wei)(wei)480℃的熔融(rong)堿槽內(nei)處(chu)理(li)(li)20min,在(zai)(zai)(zai)(zai)冷(leng)(leng)水槽內(nei)冷(leng)(leng)卻(que)6min.在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)為(wei)(wei)60℃的5%~8%硫酸(suan)(suan)溶液內(nei)中(zhong)和10min,冷(leng)(leng)水洗(xi)(xi)(xi)滌(di)5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)硝酸(suan)(suan)(12%~16%)和氫(qing)氟酸(suan)(suan)(4%~8%)溶液中(zhong),溫度(du)為(wei)(wei)60℃時,酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)30min.用(yong)(yong)壓力(li)為(wei)(wei)0.5MPa的冷(leng)(leng)水沖洗(xi)(xi)(xi)1min.用(yong)(yong)冷(leng)(leng)水充分(fen)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)3次,每(mei)次5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)(suan)溶液中(zhong)(溫度(du)為(wei)(wei)50℃)鈍化15min.先用(yong)(yong)冷(leng)(leng)水,后用(yong)(yong)熱水(60℃)分(fen)別洗(xi)(xi)(xi)滌(di)2次,每(mei)次5min。
堿酸洗可清除擠壓制(zhi)(zhi)品(pin)上的(de)玻璃(li)膜,特(te)別是在其厚度不(bu)一致(zhi)時(shi)(shi)。存在于制(zhi)(zhi)品(pin)上的(de)玻璃(li)液和(he)厚的(de)玻璃(li)層,可以在幾次堿酸洗后被清除。由于腐蝕物的(de)存在而使化學反應速度減(jian)慢,因此可能會增加個別工序的(de)持續時(shi)(shi)間。
擠壓制(zhi)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)堿酸洗會使(shi)鋼管表(biao)面(mian)的(de)(de)粗糙度有(you)一(yi)些降低(di),特別是碳素(su)鋼和合金(jin)鋼制(zhi)品(pin)(pin)(pin)。因此(ci)此(ci)法可應用在對表(biao)面(mian)光潔(jie)度有(you)較(jiao)高要求(qiu)的(de)(de)產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)生產中。
瑞典山特維克公司不銹鋼管表面殘留玻璃潤滑劑的堿酸洗工藝如下: NaOH+NaCO3堿洗:溫度500℃, 時間10~12min,水中清洗(xi)5min; H2SO4酸(suan)(suan)洗(xi):20%硫酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中酸(suan)(suan)洗(xi)5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗5min,水中清洗。
尼科波爾南方鋼管廠的堿酸洗工藝如下:堿洗:60%~70%NaOH+25%~30%NaNO3+≤5% NaCl2,溫(wen)度(du)420~450℃,時(shi)間30~50min,冷水沖洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫(wen)度(du)50~60℃,水(5~10大氣壓)沖(chong)洗,時間3~5min;酸洗:20% HF+8% HNO3+H2O余量(liang),時間10min;壓水沖洗(xi)(xi),熱水清洗(xi)(xi)。
美國Amerex 公司擠壓不銹鋼管廠去除擠壓鋼管表面殘留玻璃潤滑劑采用“噴砂+酸洗”工藝。對于一般的鋼種僅進行噴丸處理,對于不銹鋼管則在噴丸處理之后,還必須進行酸洗。經噴丸處理之后的鋼管表面殘留的玻璃潤滑劑薄已經處于疏松狀態,酸洗時極易清除。其“機械處理+化學處理”的工藝如下:不銹鋼管內外表面經噴丸處理后,在20%HNO3+3%HF+H2O的混合酸溶液中酸洗后,在清水中洗滌干凈。