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(gang)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(qing)除鋼管(guan)表面玻璃(li)潤滑劑(ji)的方(fang)法有(you)機械法和(he)化學法兩(liang)種。
1. 機(ji)械法-噴(pen)丸(wan)處理
采用噴丸處理(li)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)丸(wan)(wan)處理(li)(li)設(she)備的(de)結構基本上有兩種形式:一種是用壓縮空氣使(shi)鐵丸(wan)(wan)流動(dong),并通過噴(pen)(pen)嘴將(jiang)鐵丸(wan)(wan)噴(pen)(pen)向(xiang)被(bei)加工(gong)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)表面,實現對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)表面處理(li)(li);另一種是噴(pen)(pen)丸(wan)(wan)設(she)備有一個離心裝置(zhi),依靠離心力將(jiang)鐵丸(wan)(wan)摔向(xiang)鋼(gang)管(guan)(guan)表面,實現對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)表面處理(li)(li)。
為(wei)(wei)了清理不銹鋼(gang)管內表(biao)面殘(can)留(liu)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑,在鋼(gang)管內表(biao)面引(yin)入在壓力作(zuo)用下(xia)供給鐵(tie)丸(wan)(wan)(wan)(wan)的(de)(de)(de)(de)帶(dai)噴嘴的(de)(de)(de)(de)軟(ruan)管。通過(guo)一次(ci)噴吹即能將(jiang)鋼(gang)管內表(biao)面殘(can)留(liu)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑清除。此時,在鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)另一端設(she)有強力抽(chou)丸(wan)(wan)(wan)(wan)裝置(zhi)。日(ri)本(ben)神戶(Kobe)公司的(de)(de)(de)(de)噴丸(wan)(wan)(wan)(wan)設(she)備長(chang)約(yue)10m,設(she)有單獨傳動(dong)提供鐵(tie)丸(wan)(wan)(wan)(wan)的(de)(de)(de)(de)8個(ge)噴嘴。鐵(tie)丸(wan)(wan)(wan)(wan)是(shi)(shi)反復循(xun)環使用的(de)(de)(de)(de),直徑(jing)為(wei)(wei)1mm.噴丸(wan)(wan)(wan)(wan)過(guo)程借助于(yu)傾斜布置(zhi)的(de)(de)(de)(de)道,鋼(gang)管一邊(bian)(bian)移動(dong),一邊(bian)(bian)旋轉。噴丸(wan)(wan)(wan)(wan)機的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)空間(jian)是(shi)(shi)完(wan)全密(mi)封的(de)(de)(de)(de),并(bing)且(qie),為(wei)(wei)了排出玻(bo)璃(li)塵埃,設(she)有強力抽(chou)風裝置(zhi)。
美國 Amerex 擠壓(ya)不銹鋼管廠的(de)噴丸機,噴丸處理鋼管的(de)最大直徑為28.6mm采(cai)用(yong)的(de)丸粒有兩種(zhong),一種(zhong)是帶(dai)尖(jian)棱角的(de),另一種(zhong)是圓滑無棱的(de)。現場所見,丸粒袋(dai)裝外購(gou)。根據(ju)現場工程(cheng)師介紹,丸粒也有用(yong)細(xi)鋼絲切成的(de)。
當被擠壓制品表(biao)(biao)面(mian)上的(de)玻璃潤(run)滑劑薄膜層(ceng)的(de)厚度(du)不超過(guo)0.05mm時(shi),對于管和空心型材外表(biao)(biao)面(mian)的(de)清理,采用(yong)在(zai)輥道架上,將型材或(huo)不銹鋼管引至砂流或(huo)者鐵丸(wan)流的(de)下面(mian),使(shi)噴嘴可(ke)以從四面(mian)八方(fang)朝著擠壓制品的(de)外表(biao)(biao)面(mian)進(jin)行噴丸(wan)清理。
對于擠壓制(zhi)品(pin)表內表面進行(xing)清理殘留(liu)玻(bo)(bo)璃潤滑(hua)劑薄膜時(shi)發現,當用帶(dai)有(you)砂(sha)子或鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)(de)空氣流從(cong)鋼(gang)管的(de)(de)(de)內表面噴吹(chui)(chui)時(shi),玻(bo)(bo)璃薄膜去除很慢,并且沿著的(de)(de)(de)鋼(gang)管的(de)(de)(de)長(chang)(chang)度和方(fang)向(xiang)上玻(bo)(bo)璃膜去除很不(bu)均勻。引入(ru)加速度噴吹(chui)(chui)帶(dai)有(you)砂(sha)子或鐵(tie)丸(wan)氣流進行(xing)清理,可在鋼(gang)管長(chang)(chang)度方(fang)面的(de)(de)(de)橫(heng)截面上,形(xing)成(cheng)帶(dai)砂(sha)子或鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)(de)高壓空氣流忽大忽小變化(hua)的(de)(de)(de)旋(xuan)風(feng)式噴吹(chui)(chui),并且使噴吹(chui)(chui)過程(cheng)沿著鋼(gang)管的(de)(de)(de)長(chang)(chang)度方(fang)向(xiang)往復來回地運(yun)動(dong),可以(yi)獲得較好的(de)(de)(de)噴吹(chui)(chui)效果(guo)(圖2-45)。
2. 化學方法-堿酸洗處理
擠壓不(bu)銹鋼管(guan)內外表面殘留的(de)(de)玻(bo)璃潤滑劑具有(you)(you)很大(da)的(de)(de)化(hua)學穩(wen)定性,因此(ci)需(xu)采用堿溶(rong)(rong)液(ye)或包含有(you)(you)氫氟酸的(de)(de)堿溶(rong)(rong)液(ye)來清(qing)除(chu)。堿與(yu)二氧化(hua)硅或其(qi)他不(bu)溶(rong)(rong)解的(de)(de)硅酸鹽玻(bo)璃反應(ying)形成(cheng)可(ke)溶(rong)(rong)解的(de)(de)堿金屬硅酸鹽,其(qi)化(hua)學反應(ying)式如(ru)下:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
氫(qing)氟酸與二氧化硅(gui)的化學(xue)反應式(shi)為:
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
不銹(xiu)鋼管(guan)的堿酸(suan)洗(xi)制(zhi)度(du)如下:首先,將鋼管(guan)放在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿內處(chu)(chu)理,然(ran)后在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)酸(suan)洗(xi)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)酸(suan)洗(xi)。鋼管(guan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿中(zhong)(zhong)處(chu)(chu)理之(zhi)前(qian),要先在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)煤氣爐中(zhong)(zhong)加(jia)熱(re)至(zhi)150~200℃,以防止鋼管(guan)浸入時熔融(rong)堿被冷(leng)(leng)卻。鋼管(guan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)為(wei)480℃的熔融(rong)堿槽內處(chu)(chu)理20min,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)冷(leng)(leng)水槽內冷(leng)(leng)卻6min.在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)為(wei)60℃的5%~8%硫酸(suan)溶(rong)(rong)液內中(zhong)(zhong)和10min,冷(leng)(leng)水洗(xi)滌(di)5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)硝酸(suan)(12%~16%)和氫氟酸(suan)(4%~8%)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong),溫(wen)(wen)度(du)為(wei)60℃時,酸(suan)洗(xi)30min.用壓力為(wei)0.5MPa的冷(leng)(leng)水沖洗(xi)1min.用冷(leng)(leng)水充分洗(xi)滌(di)3次(ci)(ci),每次(ci)(ci)5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(溫(wen)(wen)度(du)為(wei)50℃)鈍化15min.先用冷(leng)(leng)水,后用熱(re)水(60℃)分別(bie)洗(xi)滌(di)2次(ci)(ci),每次(ci)(ci)5min。
堿酸洗可(ke)(ke)清(qing)除擠壓制(zhi)品上的(de)玻(bo)璃(li)膜,特別是在其厚度(du)不(bu)一致時。存在于(yu)制(zhi)品上的(de)玻(bo)璃(li)液和厚的(de)玻(bo)璃(li)層,可(ke)(ke)以在幾(ji)次堿酸洗后被清(qing)除。由(you)于(yu)腐蝕物的(de)存在而(er)使化學反應速(su)度(du)減慢(man),因此(ci)可(ke)(ke)能會增加(jia)個別工序的(de)持續(xu)時間。
擠壓制品的堿酸(suan)洗會使鋼管表面的粗糙度有(you)一些降低,特別是碳素鋼和合金鋼制品。因此此法可(ke)應(ying)用在對表面光(guang)潔度有(you)較高要求的產品的生產中。
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(jian)10~12min,水中清洗5min; H2SO4酸(suan)(suan)洗(xi):20%硫酸(suan)(suan)溶(rong)液中(zhong)酸(suan)(suan)洗(xi)5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗(xi)5min,水中清(qing)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(leng)水(shui)沖洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫度50~60℃,水(shui)(5~10大氣壓)沖(chong)洗,時間3~5min;酸洗:20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓(ya)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。