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(ya)不銹鋼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(yi)步清除鋼管表面玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑的方法有機械(xie)法和化學法兩種。


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(wan)處理設備的(de)(de)結構基本上有兩種(zhong)形(xing)式:一(yi)(yi)種(zhong)是用壓縮空氣使鐵丸(wan)流動,并(bing)通過噴(pen)嘴將鐵丸(wan)噴(pen)向被加(jia)工不銹(xiu)鋼(gang)管的(de)(de)表(biao)(biao)面,實現對鋼(gang)管的(de)(de)表(biao)(biao)面處理;另一(yi)(yi)種(zhong)是噴(pen)丸(wan)設備有一(yi)(yi)個離心(xin)裝(zhuang)置,依靠離心(xin)力將鐵丸(wan)摔向鋼(gang)管表(biao)(biao)面,實現對鋼(gang)管的(de)(de)表(biao)(biao)面處理。


  為了清理不銹鋼管(guan)內表(biao)面(mian)殘留(liu)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)潤滑劑(ji),在(zai)鋼管(guan)內表(biao)面(mian)引(yin)入(ru)在(zai)壓力(li)(li)(li)作用(yong)下供給鐵(tie)丸(wan)(wan)(wan)的(de)(de)(de)(de)帶噴(pen)嘴的(de)(de)(de)(de)軟(ruan)管(guan)。通過一(yi)次噴(pen)吹即能(neng)將鋼管(guan)內表(biao)面(mian)殘留(liu)的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)潤滑劑(ji)清除(chu)。此(ci)時,在(zai)鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)另一(yi)端設(she)有(you)強(qiang)力(li)(li)(li)抽丸(wan)(wan)(wan)裝置。日(ri)本(ben)神戶(Kobe)公司的(de)(de)(de)(de)噴(pen)丸(wan)(wan)(wan)設(she)備長約10m,設(she)有(you)單獨(du)傳動提供鐵(tie)丸(wan)(wan)(wan)的(de)(de)(de)(de)8個噴(pen)嘴。鐵(tie)丸(wan)(wan)(wan)是(shi)反(fan)復循環使用(yong)的(de)(de)(de)(de),直徑為1mm.噴(pen)丸(wan)(wan)(wan)過程借助于傾斜布置的(de)(de)(de)(de)道,鋼管(guan)一(yi)邊(bian)移動,一(yi)邊(bian)旋轉。噴(pen)丸(wan)(wan)(wan)機的(de)(de)(de)(de)工(gong)作空(kong)間是(shi)完全密(mi)封的(de)(de)(de)(de),并且,為了排出玻璃(li)塵埃(ai),設(she)有(you)強(qiang)力(li)(li)(li)抽風裝置。


  美國 Amerex 擠壓不銹鋼(gang)管廠的噴(pen)丸(wan)機,噴(pen)丸(wan)處理鋼(gang)管的最大(da)直徑為28.6mm采用的丸(wan)粒(li)有兩種(zhong),一(yi)種(zhong)是(shi)帶尖棱角(jiao)的,另一(yi)種(zhong)是(shi)圓滑(hua)無棱的。現場所見,丸(wan)粒(li)袋裝(zhuang)外購。根據現場工(gong)程師(shi)介紹,丸(wan)粒(li)也有用細鋼(gang)絲切成的。


  當被擠(ji)壓制品(pin)表面(mian)上(shang)的玻璃潤滑劑薄膜(mo)層的厚度不(bu)超過0.05mm時,對于管和(he)空心型材外表面(mian)的清(qing)理,采用在輥(gun)道架上(shang),將型材或不(bu)銹鋼管引(yin)至砂流或者(zhe)鐵(tie)丸流的下面(mian),使噴(pen)嘴(zui)可以從(cong)四面(mian)八方朝著(zhu)擠(ji)壓制品(pin)的外表面(mian)進行噴(pen)丸清(qing)理。


  對于擠壓制品(pin)表內表面進行清理殘留玻璃(li)潤滑劑薄膜時(shi)發現,當用帶(dai)有(you)砂子或鐵丸(wan)的(de)(de)空氣(qi)(qi)流(liu)從(cong)鋼管的(de)(de)內表面噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)時(shi),玻璃(li)薄膜去(qu)除(chu)很慢,并且(qie)沿著(zhu)的(de)(de)鋼管的(de)(de)長度(du)和方(fang)向(xiang)上玻璃(li)膜去(qu)除(chu)很不(bu)均(jun)勻。引入加速度(du)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)帶(dai)有(you)砂子或鐵丸(wan)氣(qi)(qi)流(liu)進行清理,可(ke)在鋼管長度(du)方(fang)面的(de)(de)橫截面上,形成帶(dai)砂子或鐵丸(wan)的(de)(de)高壓空氣(qi)(qi)流(liu)忽(hu)大忽(hu)小變化的(de)(de)旋風式噴(pen)(pen)吹(chui)(chui),并且(qie)使噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)過程沿著(zhu)鋼管的(de)(de)長度(du)方(fang)向(xiang)往復來(lai)回地運動,可(ke)以獲得較(jiao)好的(de)(de)噴(pen)(pen)吹(chui)(chui)效(xiao)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(hua)學方(fang)法-堿酸洗處理(li)


 擠壓不銹鋼管內外表(biao)面殘(can)留(liu)的(de)玻(bo)(bo)璃潤滑劑具(ju)有很大(da)的(de)化學穩定性,因(yin)此需采用(yong)堿溶液或(huo)包含有氫(qing)氟酸的(de)堿溶液來清除。堿與二氧化硅(gui)(gui)或(huo)其(qi)他(ta)不溶解(jie)的(de)硅(gui)(gui)酸鹽玻(bo)(bo)璃反應(ying)形成可溶解(jie)的(de)堿金屬(shu)硅(gui)(gui)酸鹽,其(qi)化學反應(ying)式如(ru)下(xia):


   SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O


氫氟(fu)酸與二氧化(hua)硅的化(hua)學反應式為:


   SiO2+4HF→SiF4+2H2O


 不銹(xiu)鋼管(guan)的(de)堿(jian)(jian)酸(suan)(suan)洗(xi)制(zhi)度(du)(du)(du)如下:首先(xian),將鋼管(guan)放在(zai)(zai)熔融堿(jian)(jian)內(nei)處(chu)理,然(ran)后在(zai)(zai)酸(suan)(suan)洗(xi)溶(rong)液(ye)中(zhong)酸(suan)(suan)洗(xi)。鋼管(guan)在(zai)(zai)熔融堿(jian)(jian)中(zhong)處(chu)理之前,要(yao)先(xian)在(zai)(zai)煤氣爐(lu)中(zhong)加(jia)熱(re)(re)至150~200℃,以防(fang)止鋼管(guan)浸入時熔融堿(jian)(jian)被冷(leng)卻(que)(que)。鋼管(guan)在(zai)(zai)溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)480℃的(de)熔融堿(jian)(jian)槽(cao)內(nei)處(chu)理20min,在(zai)(zai)冷(leng)水(shui)槽(cao)內(nei)冷(leng)卻(que)(que)6min.在(zai)(zai)溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)60℃的(de)5%~8%硫(liu)酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)內(nei)中(zhong)和10min,冷(leng)水(shui)洗(xi)滌5min.在(zai)(zai)硝酸(suan)(suan)(12%~16%)和氫氟酸(suan)(suan)(4%~8%)溶(rong)液(ye)中(zhong),溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)60℃時,酸(suan)(suan)洗(xi)30min.用(yong)(yong)壓(ya)力為(wei)(wei)0.5MPa的(de)冷(leng)水(shui)沖洗(xi)1min.用(yong)(yong)冷(leng)水(shui)充分洗(xi)滌3次,每(mei)次5min.在(zai)(zai)10%~15%硝酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中(zhong)(溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)50℃)鈍化15min.先(xian)用(yong)(yong)冷(leng)水(shui),后用(yong)(yong)熱(re)(re)水(shui)(60℃)分別洗(xi)滌2次,每(mei)次5min。


 堿酸(suan)洗(xi)可(ke)(ke)清(qing)除擠壓制品(pin)上的(de)玻(bo)璃膜,特別(bie)是(shi)在其厚度不一致時。存(cun)在于(yu)制品(pin)上的(de)玻(bo)璃液(ye)和厚的(de)玻(bo)璃層(ceng),可(ke)(ke)以在幾次堿酸(suan)洗(xi)后被清(qing)除。由于(yu)腐蝕(shi)物(wu)的(de)存(cun)在而使化(hua)學反應(ying)速(su)度減慢(man),因此可(ke)(ke)能會增(zeng)加(jia)個(ge)別(bie)工序(xu)的(de)持(chi)續時間。


 擠(ji)壓制(zhi)品的堿酸洗會使鋼管表面的粗(cu)糙度有(you)(you)一些降(jiang)低,特別(bie)是(shi)碳素鋼和合金鋼制(zhi)品。因此此法可應(ying)用在(zai)對表面光(guang)潔度有(you)(you)較高要(yao)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(wen)度500℃, 時(shi)間10~12min,水中清洗5min; H2SO4酸洗:20%硫酸溶液中(zhong)酸洗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(jian)30~50min,冷水(shui)沖(chong)洗;酸洗:1.68%H2SO4+2%~3% NaCl+H2O余量(liang),溫度(du)50~60℃,水(5~10大氣壓)沖洗,時間3~5min;酸洗:20% HF+8% HNO3+H2O余量,時(shi)間10min;壓水(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。