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(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(jin)一步清(qing)除鋼管表面(mian)玻(bo)璃(li)潤滑(hua)劑的方法(fa)有(you)機械法(fa)和(he)化(hua)學法(fa)兩種(zhong)。


1. 機械法-噴丸處理


  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)丸處(chu)理(li)設備(bei)的(de)結構基本上有(you)兩種形式(shi):一(yi)種是用壓縮空(kong)氣使鐵(tie)丸流動,并通過噴(pen)嘴將(jiang)鐵(tie)丸噴(pen)向被加工(gong)不銹鋼(gang)管(guan)的(de)表面(mian),實(shi)現(xian)對(dui)鋼(gang)管(guan)的(de)表面(mian)處(chu)理(li);另(ling)一(yi)種是噴(pen)丸設備(bei)有(you)一(yi)個離心裝置,依靠離心力將(jiang)鐵(tie)丸摔(shuai)向鋼(gang)管(guan)表面(mian),實(shi)現(xian)對(dui)鋼(gang)管(guan)的(de)表面(mian)處(chu)理(li)。


  為(wei)了(le)清(qing)理不(bu)銹鋼管內(nei)表面(mian)殘(can)留(liu)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑(ji),在(zai)鋼管內(nei)表面(mian)引入(ru)在(zai)壓力作(zuo)用下供給鐵丸的(de)(de)帶噴(pen)嘴的(de)(de)軟管。通過(guo)(guo)一(yi)(yi)次噴(pen)吹即能將鋼管內(nei)表面(mian)殘(can)留(liu)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑(ji)清(qing)除。此(ci)時,在(zai)鋼管的(de)(de)另一(yi)(yi)端設(she)有強(qiang)力抽丸裝置。日(ri)本神(shen)戶(Kobe)公司的(de)(de)噴(pen)丸設(she)備長約10m,設(she)有單獨傳動提供鐵丸的(de)(de)8個噴(pen)嘴。鐵丸是反(fan)復循環使用的(de)(de),直徑為(wei)1mm.噴(pen)丸過(guo)(guo)程借助(zhu)于傾斜(xie)布置的(de)(de)道,鋼管一(yi)(yi)邊移動,一(yi)(yi)邊旋轉。噴(pen)丸機(ji)的(de)(de)工作(zuo)空間是完全密封(feng)的(de)(de),并且,為(wei)了(le)排(pai)出玻(bo)(bo)璃(li)塵埃,設(she)有強(qiang)力抽風裝置。


  美國 Amerex 擠壓不銹鋼管(guan)廠的(de)噴丸(wan)機(ji),噴丸(wan)處理鋼管(guan)的(de)最大直徑為28.6mm采用的(de)丸(wan)粒(li)有兩種,一種是帶尖棱(leng)角的(de),另一種是圓滑(hua)無(wu)棱(leng)的(de)。現(xian)場(chang)所見,丸(wan)粒(li)袋裝外購。根據(ju)現(xian)場(chang)工程師介紹,丸(wan)粒(li)也有用細鋼絲切(qie)成的(de)。


  當被擠壓制品表面上的玻璃潤(run)滑劑(ji)薄膜層的厚度不超過0.05mm時(shi),對于管(guan)和(he)空心型(xing)材外表面的清理,采用(yong)在輥道(dao)架(jia)上,將型(xing)材或不銹(xiu)鋼管(guan)引至砂流或者(zhe)鐵(tie)丸流的下面,使噴嘴可以(yi)從(cong)四面八方(fang)朝著擠壓制品的外表面進行噴丸清理。


  對于擠壓制品表(biao)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)進行清(qing)理(li)殘留(liu)玻璃潤滑劑(ji)薄膜時發(fa)現,當(dang)用帶有(you)砂子(zi)(zi)或(huo)鐵(tie)(tie)丸的(de)空(kong)氣(qi)流(liu)(liu)從(cong)鋼(gang)管(guan)的(de)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)噴(pen)吹(chui)時,玻璃薄膜去(qu)除很慢,并且沿著的(de)鋼(gang)管(guan)的(de)長(chang)度和(he)方向上玻璃膜去(qu)除很不均勻。引(yin)入加速度噴(pen)吹(chui)帶有(you)砂子(zi)(zi)或(huo)鐵(tie)(tie)丸氣(qi)流(liu)(liu)進行清(qing)理(li),可在鋼(gang)管(guan)長(chang)度方面(mian)的(de)橫(heng)截(jie)面(mian)上,形成帶砂子(zi)(zi)或(huo)鐵(tie)(tie)丸的(de)高壓空(kong)氣(qi)流(liu)(liu)忽(hu)大(da)忽(hu)小變(bian)化的(de)旋風式噴(pen)吹(chui),并且使(shi)噴(pen)吹(chui)過程沿著鋼(gang)管(guan)的(de)長(chang)度方向往復來回地運動(dong),可以獲得較(jiao)好的(de)噴(pen)吹(chui)效(xiao)果(圖(tu)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(xue)方法-堿酸(suan)洗處(chu)理


 擠(ji)壓(ya)不銹鋼管(guan)內外表面(mian)殘留的(de)玻(bo)璃(li)潤滑劑具有(you)很大的(de)化學(xue)穩定性,因(yin)此需采用堿溶液(ye)或包(bao)含有(you)氫(qing)氟酸(suan)的(de)堿溶液(ye)來清除。堿與二氧(yang)化硅或其(qi)他不溶解的(de)硅酸(suan)鹽(yan)玻(bo)璃(li)反(fan)應形成可溶解的(de)堿金屬硅酸(suan)鹽(yan),其(qi)化學(xue)反(fan)應式如下:


   SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O


氫氟酸與二氧化硅的化學(xue)反應(ying)式為:


   SiO2+4HF→SiF4+2H2O


 不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)堿酸(suan)洗(xi)制(zhi)度(du)(du)如下:首先(xian)(xian),將鋼(gang)管(guan)(guan)放(fang)在(zai)(zai)熔(rong)融(rong)堿內(nei)處(chu)(chu)理,然后(hou)在(zai)(zai)酸(suan)洗(xi)溶(rong)液(ye)中(zhong)酸(suan)洗(xi)。鋼(gang)管(guan)(guan)在(zai)(zai)熔(rong)融(rong)堿中(zhong)處(chu)(chu)理之前,要先(xian)(xian)在(zai)(zai)煤氣爐中(zhong)加熱(re)(re)至(zhi)150~200℃,以防(fang)止鋼(gang)管(guan)(guan)浸(jin)入時熔(rong)融(rong)堿被冷(leng)卻。鋼(gang)管(guan)(guan)在(zai)(zai)溫度(du)(du)為(wei)480℃的(de)熔(rong)融(rong)堿槽內(nei)處(chu)(chu)理20min,在(zai)(zai)冷(leng)水(shui)(shui)槽內(nei)冷(leng)卻6min.在(zai)(zai)溫度(du)(du)為(wei)60℃的(de)5%~8%硫酸(suan)溶(rong)液(ye)內(nei)中(zhong)和10min,冷(leng)水(shui)(shui)洗(xi)滌(di)5min.在(zai)(zai)硝酸(suan)(12%~16%)和氫(qing)氟酸(suan)(4%~8%)溶(rong)液(ye)中(zhong),溫度(du)(du)為(wei)60℃時,酸(suan)洗(xi)30min.用壓力(li)為(wei)0.5MPa的(de)冷(leng)水(shui)(shui)沖洗(xi)1min.用冷(leng)水(shui)(shui)充分洗(xi)滌(di)3次(ci),每(mei)次(ci)5min.在(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)溶(rong)液(ye)中(zhong)(溫度(du)(du)為(wei)50℃)鈍(dun)化15min.先(xian)(xian)用冷(leng)水(shui)(shui),后(hou)用熱(re)(re)水(shui)(shui)(60℃)分別洗(xi)滌(di)2次(ci),每(mei)次(ci)5min。


 堿(jian)酸洗可清除擠壓制品(pin)上的(de)玻(bo)璃膜,特別是在(zai)其厚度不一(yi)致時(shi)。存在(zai)于制品(pin)上的(de)玻(bo)璃液和厚的(de)玻(bo)璃層,可以(yi)在(zai)幾次堿(jian)酸洗后被清除。由(you)于腐蝕物的(de)存在(zai)而使化學反應速度減慢,因此可能會增加個別工序的(de)持續時(shi)間。


 擠壓(ya)制(zhi)品的堿酸(suan)洗會(hui)使(shi)鋼管表面的粗(cu)糙度(du)有一些降低,特別是碳素鋼和合金(jin)鋼制(zhi)品。因(yin)此(ci)此(ci)法可應用在對表面光潔度(du)有較高要求的產品的生產中(zhong)。


  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(shui)中清(qing)洗(xi)5min; H2SO4酸(suan)(suan)洗(xi):20%硫酸(suan)(suan)溶(rong)液中酸(suan)(suan)洗(xi)5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗(xi)5min,水中(zhong)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(shi)間(jian)30~50min,冷水沖洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫(wen)度50~60℃,水(5~10大(da)氣壓)沖洗(xi),時間3~5min;酸洗(xi):20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓(ya)水(shui)沖洗(xi),熱水(shui)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。