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(xiu)鋼管(guan)在熱擠壓時采用了玻璃潤(run)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(bu)清(qing)除(chu)鋼(gang)管表面玻璃潤滑(hua)劑的(de)方法有機械法和(he)化學法兩種。


1. 機(ji)械法-噴丸處理(li)


  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(chu)理設(she)備的(de)(de)結構基本上有兩種形(xing)式:一種是用壓縮空氣使鐵(tie)丸(wan)(wan)流動(dong),并通過(guo)噴(pen)嘴將鐵(tie)丸(wan)(wan)噴(pen)向被加工不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)表(biao)面(mian),實現(xian)對鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)表(biao)面(mian)處(chu)理;另(ling)一種是噴(pen)丸(wan)(wan)設(she)備有一個離(li)心裝置,依靠離(li)心力(li)將鐵(tie)丸(wan)(wan)摔向鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)面(mian),實現(xian)對鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)表(biao)面(mian)處(chu)理。


  為了清理不銹鋼(gang)管(guan)(guan)內表面(mian)(mian)殘留的(de)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji),在鋼(gang)管(guan)(guan)內表面(mian)(mian)引入在壓(ya)力作用下供(gong)給鐵(tie)丸的(de)帶噴嘴的(de)軟管(guan)(guan)。通過一(yi)次噴吹即能將鋼(gang)管(guan)(guan)內表面(mian)(mian)殘留的(de)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)清除。此(ci)時,在鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)另一(yi)端設有強力抽(chou)丸裝置。日本神戶(Kobe)公司的(de)噴丸設備長約10m,設有單獨(du)傳動(dong)提(ti)供(gong)鐵(tie)丸的(de)8個噴嘴。鐵(tie)丸是反(fan)復(fu)循環(huan)使用的(de),直徑為1mm.噴丸過程借助于傾斜布置的(de)道(dao),鋼(gang)管(guan)(guan)一(yi)邊移動(dong),一(yi)邊旋轉。噴丸機的(de)工作空間(jian)是完全密封的(de),并且,為了排出玻璃塵埃,設有強力抽(chou)風(feng)裝置。


  美國(guo) Amerex 擠壓(ya)不銹鋼(gang)管廠的(de)噴丸機,噴丸處理鋼(gang)管的(de)最大直徑為(wei)28.6mm采用的(de)丸粒(li)(li)有(you)兩種,一種是(shi)帶尖棱(leng)(leng)角(jiao)的(de),另一種是(shi)圓(yuan)滑無棱(leng)(leng)的(de)。現場(chang)所(suo)見,丸粒(li)(li)袋裝外購。根(gen)據現場(chang)工程師(shi)介紹,丸粒(li)(li)也有(you)用細鋼(gang)絲切成(cheng)的(de)。


  當被擠壓制品表(biao)面(mian)上(shang)的玻璃(li)潤滑劑薄膜層的厚度(du)不超過(guo)0.05mm時,對于(yu)管(guan)和空心型材(cai)(cai)外表(biao)面(mian)的清理,采用在輥道架上(shang),將型材(cai)(cai)或不銹鋼管(guan)引(yin)至砂流或者(zhe)鐵丸流的下面(mian),使噴(pen)嘴(zui)可以(yi)從四面(mian)八方朝著(zhu)擠壓制品的外表(biao)面(mian)進行(xing)噴(pen)丸清理。


  對于擠壓制品表(biao)內(nei)表(biao)面進行清理(li)殘留玻(bo)璃潤(run)滑劑薄(bo)膜時(shi)(shi)發現,當用帶有砂子或(huo)鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)(de)(de)(de)空氣(qi)流從鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)表(biao)面噴(pen)吹時(shi)(shi),玻(bo)璃薄(bo)膜去(qu)除很慢,并(bing)且(qie)沿著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)和方向上玻(bo)璃膜去(qu)除很不均勻。引入加速度(du)噴(pen)吹帶有砂子或(huo)鐵(tie)丸(wan)氣(qi)流進行清理(li),可在鋼(gang)(gang)管(guan)長度(du)方面的(de)(de)(de)(de)(de)橫截面上,形成帶砂子或(huo)鐵(tie)丸(wan)的(de)(de)(de)(de)(de)高壓空氣(qi)流忽大忽小變化的(de)(de)(de)(de)(de)旋(xuan)風式(shi)噴(pen)吹,并(bing)且(qie)使噴(pen)吹過程沿著(zhu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)方向往復(fu)來回地(di)運動,可以獲(huo)得較好的(de)(de)(de)(de)(de)噴(pen)吹效果(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. 化學方法-堿酸(suan)洗(xi)處理(li)


 擠壓不銹鋼管內外表面殘留的玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑具有(you)很大的化學穩定性(xing),因此需采用堿溶液(ye)或包含有(you)氫氟(fu)酸(suan)的堿溶液(ye)來清(qing)除。堿與二氧(yang)化硅(gui)或其(qi)他不溶解(jie)(jie)的硅(gui)酸(suan)鹽玻(bo)璃(li)反應(ying)形成(cheng)可(ke)溶解(jie)(jie)的堿金屬硅(gui)酸(suan)鹽,其(qi)化學反應(ying)式如(ru)下:


   SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O


氫氟酸與二氧化(hua)硅(gui)的(de)化(hua)學反應式(shi)為:


   SiO2+4HF→SiF4+2H2O


 不銹鋼管的(de)堿(jian)酸(suan)(suan)(suan)(suan)洗(xi)制(zhi)度(du)如下(xia):首先,將鋼管放在(zai)(zai)熔融堿(jian)內處理(li),然后(hou)在(zai)(zai)酸(suan)(suan)(suan)(suan)洗(xi)溶液(ye)中(zhong)酸(suan)(suan)(suan)(suan)洗(xi)。鋼管在(zai)(zai)熔融堿(jian)中(zhong)處理(li)之前,要先在(zai)(zai)煤氣爐中(zhong)加熱(re)至150~200℃,以防止鋼管浸入時熔融堿(jian)被冷(leng)(leng)卻。鋼管在(zai)(zai)溫度(du)為480℃的(de)熔融堿(jian)槽(cao)內處理(li)20min,在(zai)(zai)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)槽(cao)內冷(leng)(leng)卻6min.在(zai)(zai)溫度(du)為60℃的(de)5%~8%硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶液(ye)內中(zhong)和10min,冷(leng)(leng)水(shui)(shui)洗(xi)滌(di)5min.在(zai)(zai)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(12%~16%)和氫氟酸(suan)(suan)(suan)(suan)(4%~8%)溶液(ye)中(zhong),溫度(du)為60℃時,酸(suan)(suan)(suan)(suan)洗(xi)30min.用(yong)壓力為0.5MPa的(de)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)沖洗(xi)1min.用(yong)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)充分(fen)洗(xi)滌(di)3次(ci)(ci),每次(ci)(ci)5min.在(zai)(zai)10%~15%硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶液(ye)中(zhong)(溫度(du)為50℃)鈍化15min.先用(yong)冷(leng)(leng)水(shui)(shui),后(hou)用(yong)熱(re)水(shui)(shui)(60℃)分(fen)別(bie)洗(xi)滌(di)2次(ci)(ci),每次(ci)(ci)5min。


 堿酸洗(xi)可(ke)清除擠壓制(zhi)品上(shang)的(de)(de)玻(bo)璃(li)膜,特別是在其厚度不一致時。存在于(yu)(yu)制(zhi)品上(shang)的(de)(de)玻(bo)璃(li)液和厚的(de)(de)玻(bo)璃(li)層,可(ke)以在幾次堿酸洗(xi)后被清除。由(you)于(yu)(yu)腐蝕物的(de)(de)存在而使化學(xue)反應速度減慢,因此可(ke)能會增(zeng)加個別工序(xu)的(de)(de)持續時間。


 擠壓制品的(de)堿(jian)酸洗會使(shi)鋼管表(biao)面的(de)粗糙度(du)有一些降(jiang)低,特別是碳素鋼和合金鋼制品。因此此法可應(ying)用在(zai)對表(biao)面光潔度(du)有較高要求的(de)產(chan)品的(de)生產(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:溫度(du)500℃, 時(shi)間10~12min,水中清洗5min; H2SO4酸(suan)洗(xi):20%硫酸(suan)溶液中酸(suan)洗(xi)5min,5%~20% HNO3+3% HF 酸洗(xi)(xi)5min,水中清洗(xi)(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(wen)度420~450℃,時間30~50min,冷水沖洗;酸(suan)洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量,溫度50~60℃,水(shui)(5~10大氣壓)沖洗,時(shi)間3~5min;酸洗:20% HF+8% HNO3+H2O余量,時間10min;壓水(shui)沖洗,熱水(shui)清(qing)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。