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(bu)銹(xiu)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(jin)一步清除鋼管表面(mian)玻璃(li)潤滑劑(ji)的方法有機械(xie)法和化學法兩種。


1. 機(ji)械法-噴丸處理(li)


  采用噴丸(wan)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)(chu)(chu)理(li)設備的(de)結構基本(ben)上有兩種形式:一(yi)種是用壓縮空氣(qi)使(shi)鐵(tie)(tie)丸流(liu)動,并通(tong)過(guo)噴(pen)嘴將鐵(tie)(tie)丸噴(pen)向(xiang)被加工不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)的(de)表(biao)(biao)面(mian),實(shi)現對鋼管(guan)的(de)表(biao)(biao)面(mian)處(chu)(chu)(chu)理(li);另一(yi)種是噴(pen)丸設備有一(yi)個(ge)離心裝置,依靠離心力將鐵(tie)(tie)丸摔向(xiang)鋼管(guan)表(biao)(biao)面(mian),實(shi)現對鋼管(guan)的(de)表(biao)(biao)面(mian)處(chu)(chu)(chu)理(li)。


  為(wei)了清理(li)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)內表(biao)(biao)(biao)面(mian)殘留的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑,在鋼(gang)管(guan)內表(biao)(biao)(biao)面(mian)引入在壓力作(zuo)用下供給鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)帶噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)的(de)(de)軟(ruan)管(guan)。通過一(yi)次(ci)噴(pen)(pen)(pen)吹即能將鋼(gang)管(guan)內表(biao)(biao)(biao)面(mian)殘留的(de)(de)玻璃(li)潤滑劑清除。此(ci)時,在鋼(gang)管(guan)的(de)(de)另一(yi)端(duan)設有強力抽丸(wan)裝置(zhi)。日本(ben)神戶(Kobe)公司的(de)(de)噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)設備長約10m,設有單獨傳動提(ti)供鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)8個噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)。鐵(tie)丸(wan)是反復循環使用的(de)(de),直(zhi)徑為(wei)1mm.噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)過程借助于傾斜(xie)布置(zhi)的(de)(de)道,鋼(gang)管(guan)一(yi)邊(bian)移(yi)動,一(yi)邊(bian)旋轉。噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)機(ji)的(de)(de)工作(zuo)空間是完(wan)全密(mi)封的(de)(de),并且,為(wei)了排出玻璃(li)塵(chen)埃,設有強力抽風(feng)裝置(zhi)。


  美國 Amerex 擠壓不銹鋼管廠的(de)噴丸(wan)機(ji),噴丸(wan)處理鋼管的(de)最大直徑為28.6mm采用(yong)的(de)丸(wan)粒(li)(li)有(you)兩種,一種是帶尖棱角的(de),另一種是圓滑無(wu)棱的(de)。現場(chang)所見,丸(wan)粒(li)(li)袋裝(zhuang)外購(gou)。根據現場(chang)工(gong)程師介紹(shao),丸(wan)粒(li)(li)也有(you)用(yong)細鋼絲(si)切成的(de)。


  當被(bei)擠壓(ya)制(zhi)品(pin)表面上的玻璃潤滑劑薄(bo)膜(mo)層的厚度(du)不超過0.05mm時,對(dui)于(yu)管(guan)和(he)空(kong)心型材外表面的清(qing)理(li),采用(yong)在輥(gun)道架上,將(jiang)型材或不銹鋼(gang)管(guan)引至砂(sha)流或者鐵丸(wan)流的下面,使噴嘴可以從四面八方朝著擠壓(ya)制(zhi)品(pin)的外表面進行噴丸(wan)清(qing)理(li)。


  對于擠壓制品表內(nei)表面進行(xing)清理殘留玻璃潤滑劑薄膜時發現,當用帶(dai)(dai)有砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸(wan)的空氣(qi)流從(cong)鋼(gang)管(guan)的內(nei)表面噴(pen)吹(chui)時,玻璃薄膜去除(chu)很(hen)(hen)慢,并且沿著的鋼(gang)管(guan)的長(chang)度和方(fang)向上玻璃膜去除(chu)很(hen)(hen)不均(jun)勻。引入加速度噴(pen)吹(chui)帶(dai)(dai)有砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸(wan)氣(qi)流進行(xing)清理,可在鋼(gang)管(guan)長(chang)度方(fang)面的橫截(jie)面上,形(xing)成帶(dai)(dai)砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸(wan)的高壓空氣(qi)流忽大(da)忽小變化(hua)的旋風式噴(pen)吹(chui),并且使(shi)噴(pen)吹(chui)過程沿著鋼(gang)管(guan)的長(chang)度方(fang)向往(wang)復來回地(di)運(yun)動,可以獲(huo)得(de)較好的噴(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(xue)方法-堿酸洗處理


 擠壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)管內外表(biao)面殘留的(de)玻璃(li)潤滑(hua)劑具有(you)很(hen)大的(de)化(hua)學(xue)穩定性,因此(ci)需采(cai)用堿(jian)(jian)溶(rong)(rong)液或(huo)包含(han)有(you)氫氟酸的(de)堿(jian)(jian)溶(rong)(rong)液來清除(chu)。堿(jian)(jian)與二(er)氧化(hua)硅(gui)或(huo)其他不(bu)溶(rong)(rong)解(jie)的(de)硅(gui)酸鹽(yan)玻璃(li)反應(ying)形成可溶(rong)(rong)解(jie)的(de)堿(jian)(jian)金屬硅(gui)酸鹽(yan),其化(hua)學(xue)反應(ying)式如下:


   SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O


氫(qing)氟酸(suan)與二氧化硅的化學反應式(shi)為:


   SiO2+4HF→SiF4+2H2O


 不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)堿酸(suan)洗制度(du)如下:首先,將(jiang)鋼(gang)(gang)管放在(zai)(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿內(nei)處(chu)(chu)理,然(ran)后在(zai)(zai)(zai)(zai)酸(suan)洗溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)酸(suan)洗。鋼(gang)(gang)管在(zai)(zai)(zai)(zai)熔融(rong)堿中(zhong)(zhong)(zhong)處(chu)(chu)理之前,要先在(zai)(zai)(zai)(zai)煤氣爐中(zhong)(zhong)(zhong)加熱(re)至150~200℃,以防(fang)止鋼(gang)(gang)管浸(jin)入時熔融(rong)堿被冷(leng)卻。鋼(gang)(gang)管在(zai)(zai)(zai)(zai)溫(wen)度(du)為480℃的(de)熔融(rong)堿槽(cao)內(nei)處(chu)(chu)理20min,在(zai)(zai)(zai)(zai)冷(leng)水(shui)槽(cao)內(nei)冷(leng)卻6min.在(zai)(zai)(zai)(zai)溫(wen)度(du)為60℃的(de)5%~8%硫酸(suan)溶液(ye)內(nei)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)10min,冷(leng)水(shui)洗滌(di)5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)硝酸(suan)(12%~16%)和(he)氫氟酸(suan)(4%~8%)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),溫(wen)度(du)為60℃時,酸(suan)洗30min.用壓力為0.5MPa的(de)冷(leng)水(shui)沖洗1min.用冷(leng)水(shui)充分(fen)洗滌(di)3次(ci)(ci),每次(ci)(ci)5min.在(zai)(zai)(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(溫(wen)度(du)為50℃)鈍(dun)化15min.先用冷(leng)水(shui),后用熱(re)水(shui)(60℃)分(fen)別洗滌(di)2次(ci)(ci),每次(ci)(ci)5min。


 堿(jian)(jian)酸(suan)洗(xi)可(ke)清除(chu)擠壓(ya)制品(pin)上的玻(bo)璃(li)膜,特(te)別是在(zai)(zai)其厚(hou)度不(bu)一致時。存(cun)在(zai)(zai)于制品(pin)上的玻(bo)璃(li)液和厚(hou)的玻(bo)璃(li)層,可(ke)以在(zai)(zai)幾次堿(jian)(jian)酸(suan)洗(xi)后被清除(chu)。由于腐蝕物的存(cun)在(zai)(zai)而使化學反(fan)應速度減慢(man),因此可(ke)能會增加個別工序的持(chi)續時間。


 擠壓制品的堿(jian)酸(suan)洗會使鋼管表面(mian)的粗糙度有一些(xie)降低,特別是碳(tan)素鋼和合金鋼制品。因此此法可應用在對表面(mian)光潔度有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10~12min,水中(zhong)清洗5min; H2SO4酸洗(xi):20%硫酸溶液(ye)中酸洗(xi)5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗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(du)50~60℃,水(5~10大氣(qi)壓)沖(chong)洗(xi)(xi),時間3~5min;酸(suan)洗(xi)(xi):20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓水沖洗,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。