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(ji)壓不銹鋼(gang)管在熱擠壓時采用了玻(bo)璃潤滑(hua)劑,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。


 進一步清除鋼(gang)管表面玻璃潤滑劑的方法有機械法和化學法兩種。


1. 機械法-噴丸處理


  采用噴(pen)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。


  噴丸(wan)處(chu)理(li)設備的(de)結構基(ji)本上有兩種(zhong)形式:一(yi)種(zhong)是用壓縮空氣使鐵(tie)丸(wan)流動,并通過噴嘴將鐵(tie)丸(wan)噴向被加工不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)表(biao)面,實現對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)表(biao)面處(chu)理(li);另一(yi)種(zhong)是噴丸(wan)設備有一(yi)個離(li)心裝置,依靠離(li)心力將鐵(tie)丸(wan)摔向鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)面,實現對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)表(biao)面處(chu)理(li)。


  為了清理不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)內(nei)表(biao)(biao)面殘(can)留(liu)的(de)玻璃潤(run)(run)滑劑,在鋼(gang)管(guan)內(nei)表(biao)(biao)面引入在壓力(li)作用下供(gong)給鐵(tie)丸(wan)的(de)帶(dai)噴(pen)嘴(zui)的(de)軟管(guan)。通過一次噴(pen)吹即能將(jiang)鋼(gang)管(guan)內(nei)表(biao)(biao)面殘(can)留(liu)的(de)玻璃潤(run)(run)滑劑清除。此時,在鋼(gang)管(guan)的(de)另一端設(she)(she)有(you)強(qiang)(qiang)力(li)抽丸(wan)裝(zhuang)置(zhi)。日本神戶(Kobe)公司的(de)噴(pen)丸(wan)設(she)(she)備長約10m,設(she)(she)有(you)單獨(du)傳動提供(gong)鐵(tie)丸(wan)的(de)8個噴(pen)嘴(zui)。鐵(tie)丸(wan)是(shi)反復循環使用的(de),直徑為1mm.噴(pen)丸(wan)過程借助于(yu)傾斜布置(zhi)的(de)道,鋼(gang)管(guan)一邊(bian)移動,一邊(bian)旋轉。噴(pen)丸(wan)機的(de)工(gong)作空(kong)間是(shi)完全(quan)密封的(de),并且,為了排出玻璃塵(chen)埃(ai),設(she)(she)有(you)強(qiang)(qiang)力(li)抽風(feng)裝(zhuang)置(zhi)。


  美國 Amerex 擠壓不銹鋼(gang)管廠(chang)的噴(pen)丸機,噴(pen)丸處理(li)鋼(gang)管的最(zui)大直徑為28.6mm采用(yong)的丸粒(li)(li)有(you)兩種,一(yi)種是帶尖棱角(jiao)的,另一(yi)種是圓(yuan)滑無棱的。現場所見(jian),丸粒(li)(li)袋裝外(wai)購。根(gen)據(ju)現場工程(cheng)師介紹,丸粒(li)(li)也有(you)用(yong)細(xi)鋼(gang)絲切(qie)成的。


  當(dang)被擠壓(ya)制品(pin)表(biao)(biao)面(mian)(mian)上(shang)的玻璃潤滑劑(ji)薄膜層的厚度不超過0.05mm時,對于(yu)管和(he)空心型材(cai)外表(biao)(biao)面(mian)(mian)的清理(li),采(cai)用在輥道(dao)架(jia)上(shang),將(jiang)型材(cai)或(huo)不銹鋼管引至(zhi)砂流(liu)或(huo)者鐵丸(wan)流(liu)的下面(mian)(mian),使噴(pen)嘴可以(yi)從四(si)面(mian)(mian)八(ba)方朝著擠壓(ya)制品(pin)的外表(biao)(biao)面(mian)(mian)進行(xing)噴(pen)丸(wan)清理(li)。


  對于擠壓(ya)制品表內表面(mian)進行(xing)清(qing)理(li)殘留玻璃(li)潤滑劑(ji)薄膜時發現(xian),當用(yong)帶(dai)(dai)有砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸的(de)(de)空(kong)氣(qi)流從鋼管(guan)(guan)的(de)(de)內表面(mian)噴(pen)吹(chui)時,玻璃(li)薄膜去除(chu)很慢,并且沿著的(de)(de)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)長(chang)度(du)和方(fang)向(xiang)上玻璃(li)膜去除(chu)很不均勻(yun)。引(yin)入加速度(du)噴(pen)吹(chui)帶(dai)(dai)有砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸氣(qi)流進行(xing)清(qing)理(li),可(ke)(ke)在(zai)鋼管(guan)(guan)長(chang)度(du)方(fang)面(mian)的(de)(de)橫截面(mian)上,形成帶(dai)(dai)砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸的(de)(de)高壓(ya)空(kong)氣(qi)流忽大忽小(xiao)變化的(de)(de)旋風(feng)式噴(pen)吹(chui),并且使噴(pen)吹(chui)過程沿著鋼管(guan)(guan)的(de)(de)長(chang)度(du)方(fang)向(xiang)往復(fu)來(lai)回(hui)地(di)運動(dong),可(ke)(ke)以獲得較好的(de)(de)噴(pen)吹(chui)效果(圖2-45)。


圖 2-45 鋼管的表面清除玻璃潤滑劑的噴吹裝置.jpg


2. 化學方法-堿酸洗處理


 擠壓不銹鋼管內(nei)外表面殘留的(de)玻璃潤滑劑具有很(hen)大的(de)化(hua)學穩(wen)定(ding)性(xing),因此(ci)需采用堿溶(rong)液(ye)或包含有氫氟酸(suan)的(de)堿溶(rong)液(ye)來(lai)清(qing)除(chu)。堿與二(er)氧化(hua)硅(gui)或其(qi)他不溶(rong)解(jie)的(de)硅(gui)酸(suan)鹽玻璃反應形成可(ke)溶(rong)解(jie)的(de)堿金屬硅(gui)酸(suan)鹽,其(qi)化(hua)學反應式如下(xia):


   SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O


氫氟(fu)酸與二氧化硅的化學反應式為:


   SiO2+4HF→SiF4+2H2O


 不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的堿酸(suan)洗制度(du)(du)如下:首(shou)先,將鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)放(fang)在(zai)(zai)(zai)熔(rong)(rong)融(rong)堿內(nei)(nei)處理(li),然后(hou)在(zai)(zai)(zai)酸(suan)洗溶液(ye)(ye)中(zhong)酸(suan)洗。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)(zai)(zai)熔(rong)(rong)融(rong)堿中(zhong)處理(li)之前,要先在(zai)(zai)(zai)煤(mei)氣(qi)爐中(zhong)加熱至150~200℃,以防止鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)浸入(ru)時熔(rong)(rong)融(rong)堿被冷(leng)卻。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)(zai)(zai)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)480℃的熔(rong)(rong)融(rong)堿槽內(nei)(nei)處理(li)20min,在(zai)(zai)(zai)冷(leng)水(shui)(shui)槽內(nei)(nei)冷(leng)卻6min.在(zai)(zai)(zai)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)60℃的5%~8%硫(liu)酸(suan)溶液(ye)(ye)內(nei)(nei)中(zhong)和10min,冷(leng)水(shui)(shui)洗滌5min.在(zai)(zai)(zai)硝酸(suan)(12%~16%)和氫氟酸(suan)(4%~8%)溶液(ye)(ye)中(zhong),溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)60℃時,酸(suan)洗30min.用(yong)壓力為(wei)(wei)0.5MPa的冷(leng)水(shui)(shui)沖洗1min.用(yong)冷(leng)水(shui)(shui)充分(fen)洗滌3次,每次5min.在(zai)(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)溶液(ye)(ye)中(zhong)(溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)50℃)鈍化15min.先用(yong)冷(leng)水(shui)(shui),后(hou)用(yong)熱水(shui)(shui)(60℃)分(fen)別(bie)洗滌2次,每次5min。


 堿酸(suan)洗可(ke)清除擠壓制(zhi)品(pin)上的(de)(de)玻璃膜(mo),特別是(shi)在(zai)其厚度(du)(du)不一致時。存(cun)在(zai)于(yu)制(zhi)品(pin)上的(de)(de)玻璃液和厚的(de)(de)玻璃層(ceng),可(ke)以在(zai)幾次堿酸(suan)洗后被清除。由(you)于(yu)腐蝕物的(de)(de)存(cun)在(zai)而使化學反應速度(du)(du)減慢,因此可(ke)能(neng)會增(zeng)加個別工序的(de)(de)持續時間。


 擠壓(ya)制品的(de)堿酸洗會使鋼(gang)(gang)管表(biao)面(mian)的(de)粗糙度有一些降低,特(te)別是碳(tan)素鋼(gang)(gang)和合金鋼(gang)(gang)制品。因此此法可應用在對表(biao)面(mian)光潔度有較(jiao)高要求的(de)產品的(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(zhong)清洗(xi)5min; H2SO4酸(suan)洗:20%硫酸(suan)溶液中酸(suan)洗5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸(suan)洗5min,水中清(qing)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℃,時間30~50min,冷水(shui)沖洗(xi);酸洗(xi):1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫(wen)度50~60℃,水(5~10大氣壓)沖洗(xi),時間3~5min;酸洗(xi):20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓水沖(chong)洗,熱水清洗。


  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。