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潤滑劑(ji),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。
進一步清除鋼管表(biao)面玻璃潤滑劑的方法有機械法和化學法兩(liang)種。
1. 機械法-噴丸處理(li)
采用噴丸處(chu)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。
噴丸處(chu)(chu)理(li)設備的結(jie)構(gou)基本上(shang)有兩種(zhong)形式(shi):一(yi)種(zhong)是用(yong)壓縮空氣使(shi)鐵丸流動,并通過噴嘴(zui)將鐵丸噴向被(bei)加工不銹鋼(gang)(gang)管的表面(mian),實現(xian)對鋼(gang)(gang)管的表面(mian)處(chu)(chu)理(li);另一(yi)種(zhong)是噴丸設備有一(yi)個(ge)離心(xin)裝置(zhi),依靠離心(xin)力將鐵丸摔(shuai)向鋼(gang)(gang)管表面(mian),實現(xian)對鋼(gang)(gang)管的表面(mian)處(chu)(chu)理(li)。
為(wei)了清(qing)理不(bu)銹鋼管(guan)內(nei)表(biao)面殘留的(de)(de)玻(bo)璃潤滑劑(ji)(ji),在鋼管(guan)內(nei)表(biao)面引入在壓力作用下供(gong)給鐵(tie)丸(wan)(wan)的(de)(de)帶噴(pen)(pen)(pen)嘴的(de)(de)軟(ruan)管(guan)。通過一(yi)次(ci)噴(pen)(pen)(pen)吹(chui)即(ji)能將鋼管(guan)內(nei)表(biao)面殘留的(de)(de)玻(bo)璃潤滑劑(ji)(ji)清(qing)除(chu)。此(ci)時,在鋼管(guan)的(de)(de)另一(yi)端(duan)設(she)(she)有強力抽丸(wan)(wan)裝置。日本神戶(hu)(Kobe)公司的(de)(de)噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)(wan)設(she)(she)備長約10m,設(she)(she)有單獨傳動提供(gong)鐵(tie)丸(wan)(wan)的(de)(de)8個噴(pen)(pen)(pen)嘴。鐵(tie)丸(wan)(wan)是反復循環使用的(de)(de),直(zhi)徑為(wei)1mm.噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)(wan)過程(cheng)借助于傾斜布置的(de)(de)道,鋼管(guan)一(yi)邊(bian)移動,一(yi)邊(bian)旋轉。噴(pen)(pen)(pen)丸(wan)(wan)機的(de)(de)工(gong)作空間是完全密封的(de)(de),并且(qie),為(wei)了排出玻(bo)璃塵(chen)埃(ai),設(she)(she)有強力抽風裝置。
美國(guo) Amerex 擠壓不銹(xiu)鋼管(guan)廠的(de)噴(pen)丸機(ji),噴(pen)丸處理鋼管(guan)的(de)最(zui)大直徑(jing)為28.6mm采用的(de)丸粒有兩種,一(yi)種是帶尖(jian)棱角(jiao)的(de),另一(yi)種是圓滑(hua)無(wu)棱的(de)。現場(chang)所見(jian),丸粒袋裝外購。根(gen)據現場(chang)工程師介(jie)紹,丸粒也有用細(xi)鋼絲切成的(de)。
當被擠(ji)壓(ya)(ya)制品表(biao)面上的(de)玻璃潤滑劑薄膜層的(de)厚度不超過0.05mm時(shi),對(dui)于管和(he)空心型(xing)材外表(biao)面的(de)清理(li),采用在輥道架(jia)上,將型(xing)材或不銹鋼管引至砂(sha)流或者鐵(tie)丸流的(de)下面,使(shi)噴嘴可以從四面八方朝著(zhu)擠(ji)壓(ya)(ya)制品的(de)外表(biao)面進行噴丸清理(li)。
對于擠壓制品表內表面進行(xing)清(qing)(qing)理殘留玻(bo)璃潤滑(hua)劑薄膜時發現(xian),當用帶(dai)(dai)有砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)(de)空氣(qi)流從鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)內表面噴吹(chui)時,玻(bo)璃薄膜去(qu)除很慢,并且(qie)沿(yan)著的(de)(de)(de)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)長(chang)(chang)度(du)和方(fang)向(xiang)上玻(bo)璃膜去(qu)除很不均勻。引入加速度(du)噴吹(chui)帶(dai)(dai)有砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸(wan)氣(qi)流進行(xing)清(qing)(qing)理,可(ke)在鋼管(guan)(guan)長(chang)(chang)度(du)方(fang)面的(de)(de)(de)橫(heng)截面上,形成帶(dai)(dai)砂子(zi)或(huo)鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)(de)高壓空氣(qi)流忽大忽小變化的(de)(de)(de)旋風式噴吹(chui),并且(qie)使噴吹(chui)過程沿(yan)著鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)長(chang)(chang)度(du)方(fang)向(xiang)往復來回地運(yun)動,可(ke)以獲得較好的(de)(de)(de)噴吹(chui)效果(圖2-45)。

2. 化學方法(fa)-堿酸(suan)洗處理
擠壓不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)內外表面殘留的(de)玻(bo)璃潤滑劑具有很大的(de)化學(xue)穩定性(xing),因此需采用堿溶液或(huo)包含有氫氟酸的(de)堿溶液來清除。堿與二(er)氧化硅(gui)或(huo)其他不(bu)溶解的(de)硅(gui)酸鹽(yan)玻(bo)璃反應形(xing)成(cheng)可溶解的(de)堿金(jin)屬(shu)硅(gui)酸鹽(yan),其化學(xue)反應式如下:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
氫氟(fu)酸與二(er)氧(yang)化硅的(de)化學反應式為:
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)堿(jian)(jian)酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)制度如下:首先,將鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)放在(zai)(zai)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)堿(jian)(jian)內處(chu)理(li),然后(hou)在(zai)(zai)酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)(zai)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)堿(jian)(jian)中(zhong)(zhong)處(chu)理(li)之前(qian),要先在(zai)(zai)煤(mei)氣爐中(zhong)(zhong)加熱(re)至150~200℃,以防止鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)浸入時熔(rong)(rong)融(rong)(rong)堿(jian)(jian)被冷(leng)卻。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)(zai)溫度為(wei)(wei)480℃的(de)熔(rong)(rong)融(rong)(rong)堿(jian)(jian)槽內處(chu)理(li)20min,在(zai)(zai)冷(leng)水(shui)槽內冷(leng)卻6min.在(zai)(zai)溫度為(wei)(wei)60℃的(de)5%~8%硫(liu)酸(suan)溶(rong)液(ye)(ye)內中(zhong)(zhong)和10min,冷(leng)水(shui)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)5min.在(zai)(zai)硝酸(suan)(12%~16%)和氫氟酸(suan)(4%~8%)溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong),溫度為(wei)(wei)60℃時,酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)30min.用(yong)壓力為(wei)(wei)0.5MPa的(de)冷(leng)水(shui)沖(chong)洗(xi)(xi)(xi)1min.用(yong)冷(leng)水(shui)充分(fen)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)3次(ci),每次(ci)5min.在(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(溫度為(wei)(wei)50℃)鈍化15min.先用(yong)冷(leng)水(shui),后(hou)用(yong)熱(re)水(shui)(60℃)分(fen)別(bie)洗(xi)(xi)(xi)滌(di)2次(ci),每次(ci)5min。
堿(jian)酸洗可清除擠壓(ya)制(zhi)品上的(de)(de)玻璃膜(mo),特別是在其厚度不(bu)一致時。存(cun)在于(yu)制(zhi)品上的(de)(de)玻璃液和厚的(de)(de)玻璃層,可以在幾(ji)次堿(jian)酸洗后被清除。由(you)于(yu)腐(fu)蝕物的(de)(de)存(cun)在而使化(hua)學反應速(su)度減(jian)慢,因此(ci)可能會(hui)增加個別工序的(de)(de)持續時間。
擠壓制(zhi)品的(de)堿酸洗會使鋼(gang)管表面的(de)粗糙度有一些降低(di),特別是碳(tan)素鋼(gang)和合金(jin)鋼(gang)制(zhi)品。因此此法可應用在對表面光(guang)潔(jie)度有較高要(yao)求的(de)產(chan)(chan)品的(de)生產(chan)(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(wen)度500℃, 時(shi)間10~12min,水中清洗5min; H2SO4酸洗:20%硫(liu)酸溶液中(zhong)酸洗5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗5min,水中清洗。
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420~450℃,時間30~50min,冷水沖洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余(yu)量,溫度50~60℃,水(shui)(5~10大氣壓)沖洗,時(shi)間(jian)3~5min;酸(suan)洗: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。

