CN105465491A - 一种高精度防腐耐磨油管及其制作方法 - Google Patents

一种高精度防腐耐磨油管及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高精度防腐耐磨油管及其制作方法,钢管包括管体(1),管体的内、外壁上分别设有内镀层(2)和外镀层(3),内镀层为热镀锌或化学镀镍磷合金,外镀层为电镀铬、镍铬复合镀层或化学镀镍磷合金。本发明采用的表面处理方式形成钢管内壁和外壁的防腐层,可有效提高钢管耐蚀性,满足沿海地区的使用要求,且易于控制精度。同时,油管经冷塑性加工、局部镦粗、外表面形成镀层的方法加工而成,制作过程简单,制得的钢管具有高的耐磨性和防腐性,精度得到了保证,可应用于内外表面耐蚀性要求高、外圆与密封配合形成摩擦副的液压油管。

Description

一种高精度防腐耐磨油管及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种高精度防腐耐磨油管及其制作方法,属于钢管技术领域。
背景技术
行业内的液压油管,普遍采用冷轧或冷拔管,辅以外壁磷化起到防锈作用。随着液压油缸的结构设计优化,对油管的功能需求也发生了变化,在特殊情况下,要求油管能承担部分活塞杆的性能,即油管外表面过密封、内孔通大气,并具有一定行程,转化的性能为:外表面防腐、耐磨;内表面耐蚀;外圆尺寸精度高;端部可焊性好、焊缝强度高。常规的磷化处理,在潮湿的海洋气候腐蚀下,由于耐蚀周期短、附着力不高,引起的磷化膜脱落及钢管锈蚀会污染工作油液,从而影响整个液压系统使用的稳定性。而且,钢管的精度及表面硬度差,会在摩擦密封的过程中磨损、变形,造成运动卡滞,影响液压系统工作的稳定性,严重的甚至会造成过载断裂。
目前,已有这方面的相关专利,如:于2011年9月21日公开的专利名称为“一种小口径防腐钢管及管道”的实用新型专利,包括防腐钢管主体,在防腐钢管主体的内壁及外壁分别制有防腐外涂层,在防腐钢管主体的两端焊接有不锈钢管口,其结构简单,设计合理,易于生产制造,施工方便,生产及施工成本低,不需内补口,防腐效果好,外形美观,连接流畅等优点,可有效防止连接部位的积污生锈,提高了产品使用寿命和安全性能。但是,在实际使用过程中存在如下问题:
1、所涉及的防腐措施为防腐涂层,无法对钢管尺寸精度进行控制,不能用于油管;
2、其采用的防腐涂层不具有耐磨的特性,耐磨性低;
3、防腐钢管主体两端焊接不锈钢管口,焊缝位置的防腐性能虽未述及,但一般而言,焊缝位置的耐蚀性低于两侧母材,故整体的防锈性能会因为存在焊接而有所降低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种高精度防腐耐磨油管,其具有防腐性,同时可提高钢管的精度和耐磨性,可应用于内孔通大气、外圆与密封配合形成摩擦副的液压油管。本发明提供一种高精度防腐耐磨油管的制作方法,操作简单,制得的油管具有高的耐磨性和防腐性,可满足沿海地区的使用要求,且易于控制精度。
为了实现上述目的,本发明采用的一种高精度防腐耐磨油管,包括管体,所述管体的内壁上设有内镀层,管体的外壁上设有外镀层,所述内镀层为热镀锌或化学镀镍磷合金,所述外镀层为电镀铬、镍铬复合镀层或化学镀镍磷合金。
一种高精度防腐耐磨油管的制作方法,其制作方法的具体步骤是:
步骤a、下料:选择成型材料,根据产品需求长度、端面镦粗压缩量、去堵损耗量,定尺锯切;其中,成型材料包括各类结构钢钢管;
步骤b、表面处理:将下料后的钢管采用酸洗、磷化、皂化的方法,去除表面氧化皮并进行润滑;
步骤c、成型:采用冷拔、冷轧或切削加工的方式对管体主要尺寸加工成型;
步骤d、热处理:对成型的钢管进行无氧退火的热处理,退火温度350-600℃,使应力合理分布;
步骤e、校直:采用点校的方式,控制直线度≤0.02mm/m;
步骤f、局部加热及镦粗:对钢管端部进行加热,加热温度≥750℃,镦粗的壁厚控制在钢管两倍壁厚范围内;
步骤g、端面打磨:去除端部镦粗在内孔和外圆形成的氧化皮,并打磨至光滑;
步骤h、内孔热镀锌或化学镀:热镀锌的方法为将钢管内孔在热镀锌生产线进行酸洗、水洗、溶剂处理、烘干、热镀锌、内外吹、钝化处理、压缩冷气吹干,控制镀锌层厚度为40-150μm;化学镀镍磷的方法为将钢管在卧式化学镀生产线进行,镀液循环通过钢管内孔在其表面形成镍磷合金,控制磷含量7.5-10.5%,然后烘干;
步骤i、焊堵:将钢管的两端焊堵,封闭钢管内孔;
步骤j、外圆机加工:采用磨削加抛光的方式对钢管外圆进行精加工;
步骤k、外圆电镀或化学镀:对钢管外圆电镀铬或镍铬复合镀,或者采用化学镀镍磷合金镀层使表面硬度达到或超过HV750;
步骤l、外圆精加工:根据镀层厚度,采用磨削加抛光或者直接抛光的方式对外圆进行精加工
步骤m、去堵:将钢管两端的封堵去掉。
优选地,在对钢管进行钝化后,焊堵之前,采用点校的方式对钢管进行校直,点校控制直线度≤0.02mm/m。
优选地,在对钢管进行外圆电镀或化学镀时,若采用化学镀镍磷合金,则镍磷合金镀层中磷含量为7.5-10.5%,镀后进行300-650℃中低温退火热处理。
优选地,在内孔热镀锌或化学镀后,焊堵之前,采用流动的磷酸盐溶液对内孔镀锌层进行钝化处理,然后经压缩冷气吹干。
与现有技术相比,本发明采用外圆电镀或化学镀、内孔热镀锌或化学镀的方式形成钢管内外表面耐蚀和外表面耐磨层,可有效提高钢管耐蚀性和耐磨性,满足沿海地区的使用要求,且易于控制精度,可应用于内孔通大气、外圆与密封配合形成摩擦副的液压油管。同时,采用钢管经冷塑性加工、局部镦粗、内外表面镀覆的方法加工而成,整个制作过程简单,制得的油管具有高的耐磨性、高防腐性能、高精度以及可靠的焊接工艺性,使其成为可应用于内孔通大气、外圆与密封配合形成摩擦副的液压油管,可满足沿海地区的使用要求,且易于控制精度。其中,在进行化学镀镍磷合金镀后可将其进行300-650℃中低温退火热处理,使其可达到超过HV750的硬度,用于满足内孔对防腐性、硬度、耐磨性有要求的使用条件,保证它的防腐性和耐磨性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的制作方法流程图。
图中:1、管体,2、内镀层,3、外镀层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种高精度防腐耐磨油管,包括管体1,所述管体1的内壁上设有内镀层2,管体1的外壁上设有外镀层3,所述内镀层2为热镀锌或化学镀镍磷合金,所述外镀层3为电镀铬、镍铬复合镀层或化学镀镍磷合金。其中,所述管体1一端端部的壁厚比另一端的壁厚厚,即管体1具有端部加厚的形状特点。当然,管体1端部也可以不加厚,具体可根据需求进行制作。
使用时,因采用外圆电镀或化学镀、内孔热镀锌、或内孔化学镀的方式形成钢管内外表面耐蚀和外表面耐磨层,可有效提高钢管耐蚀性和耐磨性,满足沿海地区的使用要求,且易于控制精度,可应用于内孔通大气、外圆与密封配合形成摩擦副的液压油管。
如图2所示,一种高精度防腐耐磨油管的制作方法,其制作方法的具体步骤是:
步骤a、下料:选择成型材料,根据产品需求长度、端面镦粗压缩量、去堵损耗量,定尺锯切;其中,成型材料包括各类结构钢钢管;
步骤b、表面处理:将下料后的钢管采用酸洗、磷化、皂化的方法,去除表面氧化皮并进行润滑;
步骤c、成型:采用冷拔、冷轧或切削加工的方式对管体主要尺寸加工成型;
步骤d、热处理:对成型的钢管进行无氧退火的热处理,退火温度350-600℃,使应力合理分布;
步骤e、校直:采用点校的方式,控制直线度≤0.02mm/m;
步骤f、局部加热及镦粗:对钢管端部进行加热,加热温度≥750℃,镦粗的壁厚控制在钢管两倍壁厚范围内;
步骤g、端面打磨:去除端部镦粗在内孔和外圆形成的氧化皮,并打磨至光滑;
步骤h、内孔热镀锌或化学镀:热镀锌的方法为将钢管在热镀锌生产线进行酸洗、水洗、溶剂处理、烘干、热镀锌、内外吹、钝化处理、压缩冷气吹干,控制镀锌层厚度为40-150μm;化学镀的方法为将钢管在卧式化学镀生产线进行,镀液循环通过钢管内孔在其表面形成镍磷合金,控制磷含量7.5-10.5%,然后烘干;
步骤i、钝化:采用流动的磷酸盐溶液对内孔镀锌层进行钝化处理,然后经压缩冷气吹干
步骤j、焊堵:将钢管的两端焊堵,封闭钢管内孔;
步骤k、外圆机加工:采用磨削加抛光的方式对钢管外圆进行精加工;
步骤l、外圆电镀或化学镀:对钢管外圆电镀铬或镍铬复合镀,或者采用化学镀镍磷合金镀层使表面硬度达到或超过HV750;
步骤m、外圆精加工:根据镀层厚度,采用磨削加抛光或者直接抛光的方式对外圆进行精加工
步骤n、去堵:将钢管两端的封堵去掉。
其采用表面淬火的方式提高了钢管表面的耐磨性。
优选地,在对钢管进行钝化后,焊堵之前,采用点校的方式对钢管进行校直,点校控制直线度≤0.02mm/m。
优选地,在对钢管进行外圆电镀或化学镀时,若采用化学镀镍磷合金,则镍磷合金镀层中磷含量为7.5-10.5%,镀后进行300-650℃中低温退火热处理。
由上述制作方法可见,本发明采用钢管经冷塑性加工、局部镦粗、内外表面镀覆的方法加工而成,加工步骤如下:下料→表面处理→冷拔或冷轧→热处理→校直→局部加热及镦粗→端面打磨→热镀锌或化学镀→钝化→校直→焊堵→外圆机加工→外圆电镀或化学镀→外圆精加工→去堵,整个制作过程简单,制得的油管具有高的耐磨性、高防腐性能、高精度以及可靠的焊接工艺性,使其成为可应用于内孔通大气、外圆与密封配合形成摩擦副的液压油管,可满足沿海地区的使用要求,且易于控制精度。其中,在进行化学镀镍磷合金镀后可将其进行300-650℃中低温退火热处理,使其可达到超过HV750的硬度,用于满足内孔对防腐性、硬度、耐磨性有要求的使用条件,保证它的防腐性和耐磨性。
经实验发现,该油管可以在海洋气候中耐蚀五年以上,可防止油管锈蚀引起的油液污染及液压系统的稳定性变差。油管的高精度与耐磨表面,可防止运动摩擦过程中的磨损、变形,防止运动卡滞,避免过载断裂。加厚的油管端部,可提高油管与管座焊接性能,优化焊接应力分布,防止油管早期断裂失效。

Claims (5)

1.一种高精度防腐耐磨油管,包括管体(1),其特征在于,所述管体(1)的内壁上设有内镀层(2),管体(1)的外壁上设有外镀层(3),所述内镀层(2)为热镀锌或化学镀镍磷合金,所述外镀层(3)为电镀铬、镍铬复合镀层或化学镀镍磷合金。
2.一种高精度防腐耐磨油管的制作方法,其特征在于,细长钢管为权利要求1所述的钢管,细长钢管制作方法的具体步骤是:
步骤a、下料:选择成型材料,根据产品需求长度、端面镦粗压缩量、去堵损耗量,定尺锯切;其中,成型材料包括各类结构钢钢管;
步骤b、表面处理:将下料后的钢管采用酸洗、磷化、皂化的方法,去除表面氧化皮并进行润滑;
步骤c、成型:采用冷拔、冷轧或切削加工的方式对管体主要尺寸加工成型;
步骤d、热处理:对成型的钢管进行无氧退火的热处理,退火温度350-600℃,使应力合理分布;
步骤e、校直:采用点校的方式,控制直线度≤0.02mm/m;
步骤f、局部加热及镦粗:对钢管端部进行加热,加热温度≥750℃,镦粗的壁厚控制在钢管两倍壁厚范围内;
步骤g、端面打磨:去除端部镦粗在内孔和外圆形成的氧化皮,并打磨至光滑;
步骤h、内孔热镀锌或化学镀:热镀锌的方法为将钢管在热镀锌生产线进行酸洗、水洗、溶剂处理、烘干、热镀锌、内外吹、钝化处理、压缩冷气吹干,控制镀锌层厚度为40-150μm;化学镀镍磷的方法为将钢管在卧式化学镀生产线进行,镀液循环通过钢管内孔在其表面形成镍磷合金,控制磷含量7.5-10.5%,然后烘干;
步骤i、焊堵:将钢管的两端焊堵,封闭钢管内孔;
步骤j、外圆机加工:采用磨削加抛光的方式对钢管外圆进行精加工;
步骤k、外圆电镀或化学镀:对钢管外圆电镀铬或镍铬复合镀,或者采用化学镀镍磷合金镀层使表面硬度达到或超过HV750;
步骤l、外圆精加工:根据镀层厚度,采用磨削加抛光或者直接抛光的方式对外圆进行精加工
步骤m、去堵:将钢管两端的封堵去掉。
3.根据权利要求2所述的一种高精度防腐耐磨油管的制作方法,其特征在于,在焊堵之前,采用点校的方式对钢管进行校直,点校控制直线度≤0.02mm/m。
4.根据权利要求2所述的一种高精度防腐耐磨油管的制作方法,其特征在于,在对钢管进行外圆电镀或化学镀时,若采用化学镀镍磷合金,则镍磷合金镀层中磷含量为7.5-10.5%,镀后进行300-650℃中低温退火热处理。
5.根据权利要求2所述的一种高精度防腐耐磨油管的制作方法,其特征在于,在内孔热镀锌或化学镀后,焊堵之前,采用流动的磷酸盐溶液对内孔镀锌层进行钝化处理,然后经压缩冷气吹干。
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