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,由于擠壓不銹鋼管(guan)在熱擠壓時采用了玻璃潤滑劑,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(yi)步清除鋼管表面玻(bo)璃潤(run)滑劑的方法(fa)有機械法(fa)和化(hua)學法(fa)兩種。
1. 機(ji)械法(fa)-噴丸處(chu)理
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)丸(wan)處理設(she)(she)備(bei)的(de)(de)結構基本上有(you)兩種(zhong)形式(shi):一種(zhong)是用壓縮空氣使鐵丸(wan)流(liu)動(dong),并通過(guo)噴(pen)嘴將鐵丸(wan)噴(pen)向被加工不銹鋼管(guan)的(de)(de)表(biao)面,實現(xian)對鋼管(guan)的(de)(de)表(biao)面處理;另一種(zhong)是噴(pen)丸(wan)設(she)(she)備(bei)有(you)一個離(li)心裝(zhuang)置,依靠離(li)心力(li)將鐵丸(wan)摔向鋼管(guan)表(biao)面,實現(xian)對鋼管(guan)的(de)(de)表(biao)面處理。
為(wei)了清理不銹鋼管(guan)內表面殘(can)留(liu)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃潤滑劑(ji),在鋼管(guan)內表面引入(ru)在壓力作(zuo)用下供給鐵丸(wan)(wan)(wan)的(de)(de)帶(dai)噴(pen)嘴(zui)的(de)(de)軟管(guan)。通過一次噴(pen)吹即(ji)能(neng)將鋼管(guan)內表面殘(can)留(liu)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃潤滑劑(ji)清除。此時,在鋼管(guan)的(de)(de)另一端設(she)有強(qiang)(qiang)力抽(chou)丸(wan)(wan)(wan)裝(zhuang)置(zhi)。日本神戶(Kobe)公司(si)的(de)(de)噴(pen)丸(wan)(wan)(wan)設(she)備長約(yue)10m,設(she)有單獨傳動提供鐵丸(wan)(wan)(wan)的(de)(de)8個噴(pen)嘴(zui)。鐵丸(wan)(wan)(wan)是反(fan)復循環使用的(de)(de),直徑為(wei)1mm.噴(pen)丸(wan)(wan)(wan)過程(cheng)借助于傾斜(xie)布置(zhi)的(de)(de)道,鋼管(guan)一邊移動,一邊旋轉。噴(pen)丸(wan)(wan)(wan)機的(de)(de)工作(zuo)空(kong)間(jian)是完全(quan)密封(feng)的(de)(de),并(bing)且,為(wei)了排出玻(bo)(bo)璃塵埃,設(she)有強(qiang)(qiang)力抽(chou)風裝(zhuang)置(zhi)。
美國(guo) Amerex 擠壓不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)廠(chang)的(de)噴(pen)丸(wan)機,噴(pen)丸(wan)處理鋼(gang)管(guan)的(de)最大直(zhi)徑為(wei)28.6mm采用的(de)丸(wan)粒有兩種,一種是(shi)帶尖棱(leng)角(jiao)的(de),另一種是(shi)圓滑(hua)無棱(leng)的(de)。現(xian)場所(suo)見(jian),丸(wan)粒袋裝外購。根據現(xian)場工程師介紹(shao),丸(wan)粒也有用細鋼(gang)絲切成(cheng)的(de)。
當被擠壓制(zhi)品表面上的玻(bo)璃潤滑劑薄膜(mo)層的厚度不(bu)超過0.05mm時,對于管(guan)和空心(xin)型材外表面的清理(li),采用在輥道架(jia)上,將(jiang)型材或(huo)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)引至砂(sha)流或(huo)者鐵(tie)丸(wan)流的下面,使噴嘴可以從四面八(ba)方朝著擠壓制(zhi)品的外表面進行(xing)噴丸(wan)清理(li)。
對于擠壓制品表(biao)內表(biao)面進(jin)行(xing)清理殘留玻(bo)(bo)(bo)璃(li)潤滑劑薄膜(mo)時發現,當用(yong)帶(dai)有(you)砂(sha)子或(huo)(huo)鐵(tie)丸(wan)的(de)空氣(qi)流(liu)(liu)從鋼管(guan)的(de)內表(biao)面噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)(chui)(chui)時,玻(bo)(bo)(bo)璃(li)薄膜(mo)去(qu)除(chu)很(hen)慢(man),并(bing)且(qie)沿著的(de)鋼管(guan)的(de)長(chang)度(du)和方(fang)向(xiang)上(shang)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)膜(mo)去(qu)除(chu)很(hen)不均勻(yun)。引入加(jia)速度(du)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)(chui)(chui)帶(dai)有(you)砂(sha)子或(huo)(huo)鐵(tie)丸(wan)氣(qi)流(liu)(liu)進(jin)行(xing)清理,可在鋼管(guan)長(chang)度(du)方(fang)面的(de)橫(heng)截面上(shang),形成帶(dai)砂(sha)子或(huo)(huo)鐵(tie)丸(wan)的(de)高壓空氣(qi)流(liu)(liu)忽(hu)大(da)忽(hu)小變化(hua)的(de)旋風式(shi)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)(chui)(chui),并(bing)且(qie)使噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)(chui)(chui)過程沿著鋼管(guan)的(de)長(chang)度(du)方(fang)向(xiang)往復來回地運動,可以獲得較好的(de)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)(chui)(chui)效(xiao)果(圖2-45)。
2. 化學方法-堿酸(suan)洗處(chu)理
擠壓(ya)不銹鋼管內外表面殘留的玻璃(li)潤滑劑具(ju)有很大的化(hua)學穩定性,因此需采用堿溶液(ye)或(huo)包含有氫氟酸的堿溶液(ye)來(lai)清(qing)除。堿與二氧化(hua)硅或(huo)其(qi)他不溶解的硅酸鹽玻璃(li)反應形成(cheng)可溶解的堿金(jin)屬硅酸鹽,其(qi)化(hua)學反應式如下:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
氫氟(fu)酸與二氧化(hua)硅的化(hua)學反應式為:
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)堿(jian)酸(suan)(suan)洗(xi)制度(du)如下:首先(xian),將鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)放(fang)在(zai)熔融(rong)堿(jian)內(nei)處理,然(ran)后在(zai)酸(suan)(suan)洗(xi)溶液中(zhong)(zhong)(zhong)酸(suan)(suan)洗(xi)。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)在(zai)熔融(rong)堿(jian)中(zhong)(zhong)(zhong)處理之(zhi)前,要先(xian)在(zai)煤(mei)氣爐中(zhong)(zhong)(zhong)加熱至(zhi)150~200℃,以防止鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)浸入(ru)時(shi)熔融(rong)堿(jian)被冷(leng)卻。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)在(zai)溫度(du)為(wei)480℃的(de)(de)熔融(rong)堿(jian)槽內(nei)處理20min,在(zai)冷(leng)水槽內(nei)冷(leng)卻6min.在(zai)溫度(du)為(wei)60℃的(de)(de)5%~8%硫酸(suan)(suan)溶液內(nei)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)10min,冷(leng)水洗(xi)滌(di)5min.在(zai)硝(xiao)酸(suan)(suan)(12%~16%)和(he)氫氟(fu)酸(suan)(suan)(4%~8%)溶液中(zhong)(zhong)(zhong),溫度(du)為(wei)60℃時(shi),酸(suan)(suan)洗(xi)30min.用(yong)壓力(li)為(wei)0.5MPa的(de)(de)冷(leng)水沖(chong)洗(xi)1min.用(yong)冷(leng)水充分(fen)洗(xi)滌(di)3次(ci)(ci),每(mei)次(ci)(ci)5min.在(zai)10%~15%硝(xiao)酸(suan)(suan)溶液中(zhong)(zhong)(zhong)(溫度(du)為(wei)50℃)鈍化(hua)15min.先(xian)用(yong)冷(leng)水,后用(yong)熱水(60℃)分(fen)別洗(xi)滌(di)2次(ci)(ci),每(mei)次(ci)(ci)5min。
堿酸(suan)洗(xi)可(ke)清除擠壓制品上的(de)玻璃(li)膜,特(te)別是在(zai)其厚(hou)度(du)不一致(zhi)時。存(cun)在(zai)于制品上的(de)玻璃(li)液和厚(hou)的(de)玻璃(li)層,可(ke)以(yi)在(zai)幾次堿酸(suan)洗(xi)后(hou)被清除。由于腐蝕物的(de)存(cun)在(zai)而使化學反(fan)應速度(du)減慢,因此(ci)可(ke)能會增(zeng)加(jia)個別工序的(de)持續(xu)時間。
擠壓制品的堿酸洗會(hui)使(shi)鋼管表面(mian)的粗(cu)糙度有一些(xie)降低,特(te)別是碳素鋼和(he)合金鋼制品。因此此法(fa)可應用在(zai)對表面(mian)光潔(jie)度有較高(gao)要求的產(chan)品的生產(chan)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(shi)間(jian)10~12min,水中清洗(xi)5min; H2SO4酸(suan)洗:20%硫酸(suan)溶液中酸(suan)洗5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗(xi)5min,水中清洗(xi)。
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,溫度420~450℃,時間30~50min,冷水沖洗(xi);酸洗(xi):1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫度50~60℃,水(shui)(5~10大氣壓)沖洗(xi),時(shi)間3~5min;酸洗(xi):20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓(ya)水(shui)沖洗,熱水(shui)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。