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(bu)銹鋼管在熱擠壓時采用了玻璃(li)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(guan)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。
進一步清除鋼管表面玻璃(li)潤滑(hua)劑的(de)方法有機械法和化(hua)學(xue)法兩種。
1. 機(ji)械法-噴(pen)丸處理
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)(wan)處理(li)設(she)備(bei)的結構基本上(shang)有(you)兩種(zhong)形式:一(yi)種(zhong)是用壓(ya)縮空氣(qi)使(shi)鐵(tie)丸(wan)(wan)流(liu)動(dong),并通過(guo)噴(pen)嘴(zui)將鐵(tie)丸(wan)(wan)噴(pen)向被加(jia)工(gong)不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的表(biao)面(mian),實現對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的表(biao)面(mian)處理(li);另(ling)一(yi)種(zhong)是噴(pen)丸(wan)(wan)設(she)備(bei)有(you)一(yi)個離心裝置(zhi),依(yi)靠(kao)離心力(li)將鐵(tie)丸(wan)(wan)摔(shuai)向鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian),實現對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的表(biao)面(mian)處理(li)。
為了(le)(le)清(qing)理不銹鋼管(guan)內(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)殘留的(de)(de)玻璃潤滑(hua)劑,在(zai)鋼管(guan)內(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)引入在(zai)壓力作用下供給鐵(tie)丸的(de)(de)帶(dai)噴(pen)(pen)(pen)嘴的(de)(de)軟管(guan)。通過(guo)一次(ci)噴(pen)(pen)(pen)吹(chui)即能將鋼管(guan)內(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)殘留的(de)(de)玻璃潤滑(hua)劑清(qing)除。此時,在(zai)鋼管(guan)的(de)(de)另一端設(she)(she)有強(qiang)力抽(chou)丸裝置。日本(ben)神戶(Kobe)公(gong)司的(de)(de)噴(pen)(pen)(pen)丸設(she)(she)備長約10m,設(she)(she)有單(dan)獨傳動提供鐵(tie)丸的(de)(de)8個噴(pen)(pen)(pen)嘴。鐵(tie)丸是反(fan)復循環(huan)使用的(de)(de),直徑為1mm.噴(pen)(pen)(pen)丸過(guo)程借助(zhu)于傾斜布置的(de)(de)道,鋼管(guan)一邊(bian)移動,一邊(bian)旋轉(zhuan)。噴(pen)(pen)(pen)丸機的(de)(de)工作空間是完全(quan)密(mi)封的(de)(de),并且,為了(le)(le)排出玻璃塵埃(ai),設(she)(she)有強(qiang)力抽(chou)風(feng)裝置。
美國 Amerex 擠壓不銹鋼管廠的(de)噴(pen)丸(wan)(wan)機(ji),噴(pen)丸(wan)(wan)處(chu)理鋼管的(de)最大(da)直徑為28.6mm采用的(de)丸(wan)(wan)粒(li)有兩種,一種是帶尖棱角的(de),另一種是圓滑無棱的(de)。現場所見,丸(wan)(wan)粒(li)袋裝外購。根(gen)據現場工程師介紹,丸(wan)(wan)粒(li)也(ye)有用細鋼絲切(qie)成的(de)。
當被擠(ji)壓制(zhi)品表面(mian)(mian)上(shang)的(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑薄膜層(ceng)的(de)厚(hou)度不(bu)超(chao)過(guo)0.05mm時,對于管和空心型材外(wai)表面(mian)(mian)的(de)清(qing)理,采用在輥道架(jia)上(shang),將型材或不(bu)銹鋼管引至砂流或者鐵(tie)丸(wan)(wan)流的(de)下面(mian)(mian),使噴嘴可以從四(si)面(mian)(mian)八方朝著擠(ji)壓制(zhi)品的(de)外(wai)表面(mian)(mian)進(jin)行噴丸(wan)(wan)清(qing)理。
對于(yu)擠壓制品(pin)表內表面(mian)(mian)進行清理殘留玻璃(li)(li)潤滑劑薄(bo)膜(mo)時發現,當用帶(dai)有(you)砂子或鐵(tie)(tie)丸的(de)(de)空氣(qi)流(liu)(liu)從鋼(gang)管(guan)的(de)(de)內表面(mian)(mian)噴(pen)(pen)吹(chui)時,玻璃(li)(li)薄(bo)膜(mo)去(qu)除(chu)很慢,并且沿著的(de)(de)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)長(chang)度和方(fang)向(xiang)上玻璃(li)(li)膜(mo)去(qu)除(chu)很不均勻。引入加速度噴(pen)(pen)吹(chui)帶(dai)有(you)砂子或鐵(tie)(tie)丸氣(qi)流(liu)(liu)進行清理,可(ke)在鋼(gang)管(guan)長(chang)度方(fang)面(mian)(mian)的(de)(de)橫截面(mian)(mian)上,形成(cheng)帶(dai)砂子或鐵(tie)(tie)丸的(de)(de)高壓空氣(qi)流(liu)(liu)忽大忽小變化的(de)(de)旋風式噴(pen)(pen)吹(chui),并且使(shi)噴(pen)(pen)吹(chui)過程沿著鋼(gang)管(guan)的(de)(de)長(chang)度方(fang)向(xiang)往(wang)復來回地運動(dong),可(ke)以獲得(de)較(jiao)好(hao)的(de)(de)噴(pen)(pen)吹(chui)效果(圖2-45)。

2. 化學方(fang)法(fa)-堿酸洗處理
擠壓不銹鋼(gang)管內(nei)外表面殘留的(de)(de)玻(bo)璃潤滑(hua)劑具(ju)有很大的(de)(de)化學(xue)穩定性(xing),因此需(xu)采(cai)用堿溶液或(huo)包含(han)有氫氟酸的(de)(de)堿溶液來清除。堿與(yu)二(er)氧化硅(gui)(gui)或(huo)其他不溶解(jie)的(de)(de)硅(gui)(gui)酸鹽(yan)玻(bo)璃反應(ying)形成(cheng)可溶解(jie)的(de)(de)堿金屬硅(gui)(gui)酸鹽(yan),其化學(xue)反應(ying)式如(ru)下:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
氫(qing)氟(fu)酸與二氧化硅的化學反應(ying)式為(wei):
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)堿酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)制度如下:首先(xian),將鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)放在(zai)(zai)熔(rong)融(rong)(rong)(rong)堿內(nei)處理,然后在(zai)(zai)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)(zai)熔(rong)融(rong)(rong)(rong)堿中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)處理之前,要先(xian)在(zai)(zai)煤氣爐(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)加熱至150~200℃,以(yi)防(fang)止鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)浸入時熔(rong)融(rong)(rong)(rong)堿被冷(leng)(leng)卻。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)(zai)溫度為(wei)480℃的(de)熔(rong)融(rong)(rong)(rong)堿槽內(nei)處理20min,在(zai)(zai)冷(leng)(leng)水(shui)槽內(nei)冷(leng)(leng)卻6min.在(zai)(zai)溫度為(wei)60℃的(de)5%~8%硫酸(suan)(suan)溶液(ye)(ye)內(nei)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和10min,冷(leng)(leng)水(shui)洗(xi)(xi)滌(di)5min.在(zai)(zai)硝酸(suan)(suan)(12%~16%)和氫氟(fu)酸(suan)(suan)(4%~8%)溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),溫度為(wei)60℃時,酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)30min.用(yong)壓力為(wei)0.5MPa的(de)冷(leng)(leng)水(shui)沖洗(xi)(xi)1min.用(yong)冷(leng)(leng)水(shui)充(chong)分(fen)洗(xi)(xi)滌(di)3次,每次5min.在(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)(suan)溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(溫度為(wei)50℃)鈍化(hua)15min.先(xian)用(yong)冷(leng)(leng)水(shui),后用(yong)熱水(shui)(60℃)分(fen)別洗(xi)(xi)滌(di)2次,每次5min。
堿酸洗(xi)可清(qing)除擠壓制(zhi)品上(shang)的玻璃膜(mo),特別(bie)是在(zai)(zai)其厚度不一致時(shi)。存(cun)在(zai)(zai)于制(zhi)品上(shang)的玻璃液和厚的玻璃層,可以在(zai)(zai)幾次(ci)堿酸洗(xi)后被清(qing)除。由于腐(fu)蝕物的存(cun)在(zai)(zai)而使化學反應(ying)速度減(jian)慢,因此可能會增加個別(bie)工序的持(chi)續時(shi)間。
擠壓(ya)制品(pin)(pin)的(de)堿酸洗會(hui)使鋼管表(biao)面(mian)(mian)的(de)粗(cu)糙度(du)有一些降低,特別是(shi)碳素鋼和合金鋼制品(pin)(pin)。因(yin)此此法可應用在(zai)對表(biao)面(mian)(mian)光潔(jie)度(du)有較高(gao)要求(qiu)的(de)產品(pin)(pin)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(shui)中(zhong)清洗5min; H2SO4酸(suan)洗:20%硫酸(suan)溶液中(zhong)酸(suan)洗5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗5min,水(shui)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,溫度(du)420~450℃,時間30~50min,冷水沖洗(xi);酸洗(xi):1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量(liang),溫(wen)度50~60℃,水(shui)(5~10大氣(qi)壓)沖(chong)洗(xi),時間3~5min;酸洗(xi):20% HF+8% HNO3+H2O余量(liang),時間10min;壓水沖洗(xi),熱水清洗(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。

