CN109532200A - 挤压制品表面包覆材料的分离方法 - Google Patents
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Abstract
一种挤压制品表面包覆材料的分离方法，包括如下步骤：采用高压液体对所述挤压制品表面的包覆材料进行切割及冲洗，以使所述包覆材料从所述挤压制品表面上分离脱落。
Description
技术领域
本发明涉及包覆材料分离领域，具体而言，涉及一种挤压制品表面包覆材料的分离方法。
背景技术
在工业生产领域，往往需要将两种不同的材料结合在一起，以达到预期的目的。大体可以分为两类：一类是在产品的加工过程中出于工艺需要，在被加工金属表面包覆另外一种金属才可以进行加工，这种情况属于工艺措施类；另外一类是产品本身功能和性能的需要，在一种材料的表面包覆另外一种材料，这种情况属于复合材料类。前述两类情况中，都存在包覆材料的去除需要。
1)在第一类，也就是工艺措施中，典型的工艺例子就是钛金属在热挤压之前需要对钛锭、钛合金锭进行铜金属包覆材料处理，以保证挤压工艺的正常进行，保证挤压制品的质量。一般地，对于一个中大型钛加工厂来说，每年的铜金属用量多达200余吨。但是，当挤压工艺完成之后，在进行后续加工之前，又需要将残留在挤压制品上的铜金属包覆材料残留层去除。传统去除方法均采用硫酸进行酸洗，将金属铜腐蚀变为硫酸铜废液，实现了从钛金属挤压制品表面去除铜包覆层的目的。但是，在此过程中，产生的近千吨的硫酸铜废液。不论是出于酸洗成本考虑，还是出于环保考虑，该方法都存在显而易见的缺点。
钛及其合金挤压工艺中包覆材料的产生、传统处理方法及弊端。
目前，挤压钛管材制品采用铜包覆材料的方法，坯锭内外一般采用0.8～1mm厚的纯铜板卷筒焊接而成，该铜包覆材料挤压后伸长变薄并包覆在管坯内外表面，每挤压1000t钛及其合金管制品约需70t包套用铜板。后续需使用硫酸溶解去除钛管制品表面的铜包覆材料，为后道轧制钛管工序提供毛坯料，附着的铜包覆材料溶解生成硫酸铜：化学反应式如下：
Cu+2H2SO4(浓)＝CuSO4+SO2↑+2H2O
传统的钛及其合金管制品表面铜包覆材料采用酸洗去除的方法存在以下的缺点：
1)需要投资建造酸洗设备，投资成本高；该设备中的酸洗池、中和池、清洗池占地面积大；
2)浓硫酸溶解铜包覆材料的过程中产生H2S、SO2等有害气体，污染生产环境，伤害人体健康，需加昂贵的生产药剂去除产生的有害气体；
3)将铜包覆材料变为硫酸铜，该生产工艺中铜的损失量大，每挤压1000t钛挤压制品约需70t包覆材料用铜板，铜板材料费约350～400万元，导致生产成本升高；
4)酸洗工艺中使用工业硫酸，用酸量巨大，造成生产成本上升。
5)通过酸洗，将工业硫酸和铜金属变为难以利用的硫酸铜废液，硫酸和大量的铜金属均很难回收和重新利用。
6)酸洗过程中产生的硫酸铜，目前尚没有妥当、经济的利用方案，硫酸铜的处理是一个棘手问题，面临环境保护难题；而且，废液处理成本高企，造成生产成本上升；
7)钛及其合金在酸洗时有大量吸氢特性而形成氢脆，给某些类型的半成品加工带来极大的困难；酸洗会增加钛及其合金含氢量，特别是两项钛合金的氢含量，氢含量超过规定的标准，使得结构件在使用中有缓慢断裂的危险，存在极大不安全隐患；
8)钛及其合金酸洗过程中导致水中含有超标含量的Cu2+、S2-离子，不能直接排出，必须对水进行处理，而且目前水中Cu2+超标没有可行的解决方案；
9)在酸洗、中和和清洗过程中，全部是人工吊装转运操作，周转环节多，存在人身安全隐患，生产环境差、生产方式落后，不符合现代化生产要求。
针对传统工艺的钛及其合金管铜包覆材料酸洗所带来的一系列问题，如何实现钛及其合金管与铜包覆材料的直接分离，减少或避免环境污染，降低产品生产费用，经济回收包覆材料用铜板材料、实现绿色环保、安全、自动化生产，是目前钛及其合金管生产中亟待解决的难题。
第二类，也就是复合材料类，典型的例子如钛—钢复合、碳钢—不锈钢复合、铜—铝复合等等。尽管出于其功能和性能需要达到了复合的目的，制造了所需的产品，但是，又产生了以下问题。首先是上述产品在生产的过程中产生的非合格品、工艺废料等，需要将复合的材料进行分离、分类；其次是上述产品完成其服役期之后报废处理的时候，两种材料也需要分离。在上述过程中，往往是复合容易分离难，现在成为复合材料领域的一大难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挤压制品表面包覆材料的分离方法，能够以清洁环保的方式分离并去除该挤压制品表面的包覆材料。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明实施例的一方面，提供一种包覆材料的分离方法，包括如下步骤：采用高压液体对所述挤压制品表面的包覆材料进行切割及冲洗，以使所述包覆材料从所述挤压制品表面上分离脱落。
可选地，所述挤压制品和所述包覆材料的结合面紧密结合。
可选地，所述挤压制品为钛管或其它金属的一种，所述包覆材料为铜、玻璃粉或者其它材料的一种。
可选地，所述液体为纯水、乳化液或水混合物中的一种。
可选地，所述挤压制品表面包括钛管的外表面和钛管的内表面。
可选地，所述高压液体通过高压喷嘴喷向所述钛管的外表面或所述钛管的内表面。
可选地，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的外表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做旋转运动或平移运动。
可选地，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的内表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做旋转运动或平移运动。
可选地，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的外表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做螺旋运动。
可选地，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的内表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做螺旋运动。
本实施例所提供的采用高压水对钛管表面的铜皮层进行切割及冲洗以使铜皮层从钛管上分离脱落的方式相比于现有技术中采用酸洗方式清理去除钛管表面的铜皮层的方式而言，更加清洁环保，而且采用上述方式剥离下来的铜皮为纯铜，可以直接回收利用，不会生成硫酸铜等污染物，因此，本实施例的挤压制品表面包覆材料的分离方法的环保效果较佳且经济价值较高。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本实施例提供一种挤压制品表面包覆材料的分离方法。该挤压制品表面包覆材料的分离方法可用于分离并去除该挤压制品表面的包覆材料，例如可分离并去除钛管表面的铜皮层，取代现有技术中采用酸洗方式清理去除钛管表面的铜皮层的方式，以下以清理去除钛管表面的铜皮层为例进行说明。
本实施例提供的挤压制品表面包覆材料的分离方法具体包括如下步骤：
采用高压水对钛管表面所包覆的铜皮层进行切割及冲洗，以使该铜皮层从钛管表面上分离脱落。当然，在其它实施例中，也可以采用乳化液或水混合物来冲洗钛管表面所包覆的铜皮层。
其中，具体可采用一高压水清洗设备来执行上述清洗操作，该高压水清洗设备的出水压力可调，以适应不同厚度的铜皮层。
钛管可制成圆管或方管等，以常见的圆管形的钛管为例，该钛管包括有钛管的外表面和钛管的内表面，该钛管的外表面为一圆柱形，该钛管的内表面也为一圆柱形，该钛管的内表面和外表面均包覆有铜质，以在该钛管的内表面和外表面形成铜皮层，钛管表面与铜皮层表面紧密结合，采用高压水清洗设备对钛管表面铜皮层进行切割及冲洗时，可以采用多种清洗模式。例如，采用手持的高压水清洗喷头直接对着钛管的外表面上的铜皮层进行喷射，通过高压水的冲击可直接将铜皮层从钛管的外表面上剥离下来，高压水的喷射压力可根据铜皮层的厚度来定，该高压水的喷射压力在喷射过程中随着喷射时间对应改变。
当然，也可以采用一具有极高压力的高压水喷头先对钛管表面铜皮层进行切割，以将铜皮层切割出一些细纹之后(类似于在一光滑表面上拉花刀的操作)，再采用另一压力适中的高压水喷头喷洗上述表面具有细纹的铜皮层，从而将该表面具有细纹的铜皮层从钛管的外表面上剥离下来，由于预先已将铜皮层切割出了一些细纹，因此铜皮层的结构连续性一定程度的受到了破坏，铜皮层的结构强度将被极大的被削弱，如此，再采用高压水来冲洗该表面具有细纹的铜皮层时，能更容易将铜皮层从钛管的外表面上冲洗剥离下来，冲洗剥离下来的铜皮为纯铜，故该铜皮可直接回收利用。
为了提高钛管表面上铜皮的剥离效率，当高压水通过高压喷嘴喷向钛管的外表面时，可以驱动钛管沿钛管的轴向做旋转运动。当钛管沿钛管的轴向做旋转运动时，高压喷嘴只需沿着钛管的轴向往复移动，即可一次性将钛管的外表面的铜皮层冲洗剥离下来。
作为一种可选的实施例，为了提高钛管表面上铜皮的剥离效率，当高压水通过高压喷嘴喷向钛管的外表面时，可以驱动钛管沿钛管的轴向做平移运动。当钛管沿钛管的轴向做平移运动时，高压喷嘴只需沿着钛管的轴向环绕转动即可，始终保持喷嘴正对钛管的外表面的铜皮层，如此，也可一次性将钛管的外表面的铜皮层冲洗剥离下来。
作为一种优选的实施例，为了提高钛管表面上铜皮的剥离效率，当高压水通过高压喷嘴喷向钛管的外表面时，可以驱动钛管沿所述钛管的轴向做螺旋运动，即钛管可以沿钛管的轴向做旋转运动的同时还沿钛管的轴向做平移运动，高压喷嘴只需对准钛管的初始进给端外表面，其位置不动，高压喷嘴所喷射的高压水即可一次性将钛管的外表面的铜皮层冲洗剥离下来。当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的内表面时，操作方式与外表面的清洗方式相同，在此不再赘述。
本实施例所提供的采用高压水对钛管表面的铜皮层进行切割及冲洗以使铜皮层从钛管上分离脱落的方式相比于现有技术中采用酸洗方式清理去除钛管表面的铜皮层的方式而言，更加清洁环保，而且采用上述方式剥离下来的铜皮为纯铜，可以直接回收利用，不会生成硫酸铜等污染物，因此，本实施例的挤压制品表面包覆材料的分离方法的环保效果较佳且经济价值较高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种挤压制品表面包覆材料的分离方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用高压液体对所述挤压制品表面的包覆材料进行切割及冲洗，以使所述包覆材料从所述挤压制品表面上分离脱落。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压制品和所述包覆材料的表面紧密结合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述挤压制品为钛管，所述包覆材料为铜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体为纯水、乳化液或水混合物中的一种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述挤压制品表面包括钛管的外表面和钛管的内表面。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高压液体通过高压喷嘴喷向所述钛管的外表面或所述钛管的内表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的外表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做旋转运动或平移运动。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的内表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做旋转运动或平移运动。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的外表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做螺旋运动。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述高压液体通过高压喷嘴喷向钛管的内表面时，所述钛管沿所述钛管的轴向做螺旋运动。
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