CN114032535A - 一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，对退火后的钢管，进行盐酸酸洗，洗掉钢管的氧化皮；再对酸洗后的钢管进行磷化处理，在钢管表面形成磷化膜；并在在酸洗过程中添加酸洗添加剂，用于提升钢管的表面质量和加快酸洗速度，并新增磷化处理工艺，在钢管表面形成磷化膜，并调整到合适的厚度，将原来的边界润滑转换成流体动压润滑，使拉拔的摩擦力显著降低，本发明不仅节约能源、原材料的使用，还保证钢管在拉拔后表面质量显著提升，节约了大量人力、物力，减少了污染，提高了生产效率和良品率。
Description
技术领域
本发明涉及钢管加工的技术领域，具体涉及一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺。
背景技术
焊管制造企业在钢管焊接后为了去除加工应力，在焊接后会有一道退火工序，在退火过程中会产生一层氧化皮；为了保证后面的工序顺利进行，必须要想办法将氧化皮除掉；除掉氧化皮的方法分为化学除锈和物理除锈。
焊管制造企业为了满足生产节拍和不受钢管几何尺寸的限制，选择除锈方式时一般选择化学酸洗除锈；其加工工艺为：……→退火→硫酸酸洗(60℃)→拉拔→……；其处理工艺主要是依靠硫酸腐蚀基材后表面形成的一层碳粉和将产品表面腐蚀粗糙度增大后黏附更多的皂粉和拉拔油起到的润滑作用，该工艺会消耗大量的蒸汽，腐蚀掉更多的钢铁基材，造成酸洗后的半成品粗糙度Ra在0.9～1.4μm之间，拉拔后的成品粗糙度在0.4～0.8μm之间。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前处理工艺会消耗大量的蒸汽，腐蚀掉更多的钢铁基材，造成酸洗后的半成品粗糙度Ra在0.9～1.4μm之间，拉拔后的成品粗糙度在0.4～0.8μm之间，粗糙度较大和材料损耗明显的问题，提供了一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，通过选择特殊的盐酸酸洗添加剂，使钢管在常温下酸洗和新增磷化膜，并调整到合适的厚度，将原来的边界润滑转换成流体动压润滑，使拉拔的摩擦力显著降低，解决了现有工艺加工后粗糙度大和材料损耗明显的问题。
本发明的技术方案如下：
一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，具体工艺内容如下：
首先在常温状态下，对退火后的钢管，进行盐酸酸洗，洗掉钢管的氧化皮，优选地，所述盐酸的浓度为15-20％；然后在常温状态下，对酸洗后的钢管进行磷化处理，在钢管表面形成磷化膜；增加磷化工序后，主要靠磷化膜实现润滑，酸洗产品不再需要返洗，拉拔过程实现安宁化生产。
进一步地，在酸洗过程中添加酸洗添加剂，用于提升钢管的表面质量和加快酸洗速度；酸洗添加剂的成分包括：乌诺托品、非离子表面活性剂、柠檬酸和水；所述乌诺托品作为酸洗缓蚀剂，所述非离子表面活性剂作为酸雾抑制剂；选用乌诺托品作为酸洗缓蚀剂，以0.3％～0.5％的比例添加；能够显著提升焊管表面质量，并且减少酸洗铁损；根据数据记载，在生产线上在添加乌诺托品之前，有10％的产品由于腐蚀不均匀造成的过酸洗麻坑导致报废；乌诺托品的添加极大程度上降低了报废率。
进一步地，非离子表面活性剂可采用OP-10；OP-10作为盐酸酸洗时的酸雾抑制剂，以1％～1.5％的比例添加，不仅能够显著的改善车间操作环境，还能加快酸洗速度，提高酸洗速率。
进一步地，酸洗添加剂中各成分所占的比列为：乌诺托品450～500g/L、OP-10 300～350g/L、柠檬酸50～100g/L、水50～200g/L；将配成酸洗添加剂，在酸洗的时候按照1％～2％的比例添加；经过大量实验数据证明当采用如上比例时，其酸洗效果最佳。
进一步地，磷化处理是将酸洗后的钢管放入到配置好的磷化液内；所述磷化液的成分包括：磷酸、氧化锌、硝酸锌、柠檬酸、硝酸镍、硝酸钙、氟化钠；所述磷化液中各成分所占的比列为：磷酸225g/L、氧化锌55g/L、硝酸锌180g/L、柠檬酸6g/L、硝酸镍4g/L、硝酸钙6g/L、氟化钠3g/L；经过大量实验数据证明当采用如上比例时，其酸洗效果最佳。
进一步地，磷化处理的时间控制在10～15min；在钢管表面形成的磷化膜的厚度在2～5μm。
进一步地，盐酸酸洗处理的同时加入酸洗添加剂后，焊管酸洗表面质量合格率达到100％，无需再设置挑选打磨工序；根据实验测试，添加酸洗抑雾剂后能够将酸洗速度提高20％；显著提升了酸洗工作效率。经过生产线在线酸洗统计，酸洗500T钢管在添加缓蚀剂后，环保处理站减少10吨含水率为80％的Fe(OH)2淤泥，相当于减少1.2吨铁损，节约1.5吨盐酸，污水处理时少用2吨烧碱；取得明显的经济效益和环保效益。
进一步地，增加磷化工序后，主要靠磷化膜实现润滑，酸洗产品不再需要返洗，拉拔过程实现安宁化生产。
与现有的技术相比本发明的有益效果是：
1、一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，在酸洗过程中添加酸洗添加剂，用于提升钢管的表面质量和加快酸洗速度；并新增磷化处理工艺，在钢管表面形成磷化膜，并调整到合适的厚度，将原来的边界润滑转换成流体动压润滑，使拉拔的摩擦力显著降低，本发明不仅节约能源、原材料的使用，还保证钢管在拉拔后表面质量显著提升，节约了大量人力、物力，减少了污染，提高了生产效率和良品率。
附图说明
图1为一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
焊管制造企业为了满足生产节拍和不受钢管几何尺寸的限制，选择除锈方式时一般选择化学酸洗除锈；其加工工艺为：……→退火→硫酸酸洗(60℃)→拉拔→……；其处理工艺主要是依靠硫酸腐蚀基材后表面形成的一层碳粉和将产品表面腐蚀粗糙度增大后黏附更多的皂粉和拉拔油起到的润滑作用，该工艺会消耗大量的蒸汽，腐蚀掉更多的钢铁基材，造成酸洗后的半成品粗糙度Ra在0.9～1.4μm之间，拉拔后的成品粗糙度在0.4～0.8μm之间。
为解决上述问题本实施例提供了一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，通过选择特殊的盐酸酸洗添加剂，使钢管在常温下酸洗和新增磷化膜，并调整到合适的厚度，将原来的边界润滑转换成流体动压润滑，使拉拔的摩擦力显著降低，解决了现有工艺加工后粗糙度大和材料损耗明显的问题；具体工艺内容如下：
首先在常温状态下，对退火后的钢管，进行盐酸酸洗，洗掉钢管的氧化皮，优选地，所述盐酸的浓度为15-20％；然后在常温状态下，对酸洗后的钢管进行磷化处理，在钢管表面形成磷化膜；增加磷化工序后，主要靠磷化膜实现润滑，酸洗产品不再需要返洗，拉拔过程实现安宁化生产。
在酸洗过程中添加酸洗添加剂，用于提升钢管的表面质量和加快酸洗速度；酸洗添加剂的成分包括：乌诺托品、非离子表面活性剂、柠檬酸和水；所述乌诺托品作为酸洗缓蚀剂，所述非离子表面活性剂作为酸雾抑制剂；选用乌诺托品作为酸洗缓蚀剂，以0.3％～0.5％的比例添加；能够显著提升焊管表面质量，并且减少酸洗铁损；根据数据记载，在生产线上在添加乌诺托品之前，有10％的产品由于腐蚀不均匀造成的过酸洗麻坑导致报废；乌诺托品的添加极大程度上降低了报废率。
非离子表面活性剂可采用OP-10；OP-10作为盐酸酸洗时的酸雾抑制剂，以1％～1.5％的比例添加，不仅能够显著的改善车间操作环境，还能加快酸洗速度，提高酸洗速率。
酸洗添加剂中各成分所占的比列为：乌诺托品450～500g/L、OP-10300～350g/L、柠檬酸50～100g/L、水50～200g/L；将配成酸洗添加剂，在酸洗的时候按照1％～2％的比例添加；经过大量实验数据证明当采用如上比例时，其酸洗效果最佳。
磷化处理是将酸洗后的钢管放入到配置好的磷化液内；所述磷化液的成分包括：磷酸、氧化锌、硝酸锌、柠檬酸、硝酸镍、硝酸钙、氟化钠；所述磷化液中各成分所占的比列为：磷酸225g/L、氧化锌55g/L、硝酸锌180g/L、柠檬酸6g/L、硝酸镍4g/L、硝酸钙6g/L、氟化钠3g/L；经过大量实验数据证明当采用如上比例时，其酸洗效果最佳。
磷化处理的时间控制在10～15min；在钢管表面形成的磷化膜的厚度在2～5μm。
盐酸酸洗处理的同时加入酸洗添加剂后，焊管酸洗表面质量合格率达到100％，无需再设置挑选打磨工序；根据实验测试，添加酸洗抑雾剂后能够将酸洗速度提高20％；显著提升了酸洗工作效率。经过生产线在线酸洗统计，酸洗500T钢管在添加缓蚀剂后，环保处理站减少10吨含水率为80％的Fe(OH)2淤泥，相当于减少1.2吨铁损，节约1.5吨盐酸，污水处理时少用2吨烧碱；取得明显的经济效益和环保效益。
增加磷化工序后，主要靠磷化膜实现润滑，酸洗产品不再需要返洗，拉拔过程实现安宁化生产。
实施例二
实施例二是实施例一在某公司的使用情况说明，某公司采取实施例一所公开的钢管表面处理后半成品的粗糙度Ra在0.5～0.9μm之间，拉拔后的成品的粗糙度Ra在0.2～0.4μm之间，粗糙度较原有工艺有明显改善，详情见表1。材料损耗明显减少，详情见表2。
表1：某公司采取不同表面处理工艺，拉拔后的成品的粗糙度
表2：某公司在采取不同表面处理工艺下的不同材料损耗程度
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，包括：
在常温状态下，对退火后的钢管，进行盐酸酸洗，洗掉钢管的氧化皮；
在常温状态下，对酸洗后的钢管进行磷化处理，在钢管表面形成磷化膜。
2.根据权利要求1所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，在酸洗过程中添加酸洗添加剂，用于提升钢管的表面质量和加快酸洗速度。
3.根据权利要求2所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，所述酸洗添加剂的成分包括：乌诺托品、非离子表面活性剂、柠檬酸和水；所述乌诺托品作为酸洗缓蚀剂，所述非离子表面活性剂作为酸雾抑制剂。
4.根据权利要求3所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，所述非离子表面活性剂可采用OP-10。
5.根据权利要求4所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，所述酸洗添加剂中各成分所占的比列为：乌诺托品450～500g/L、OP-10300～350g/L、柠檬酸50～100g/L、水50～200g/L。
6.根据权利要求1所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，所述磷化处理是将酸洗后的钢管放入到配置好的磷化液内；所述磷化液的成分包括：磷酸、氧化锌、硝酸锌、柠檬酸、硝酸镍、硝酸钙、氟化钠。
7.根据权利要求6所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，所述磷化液中各成分所占的比列为：磷酸225g/L、氧化锌55g/L、硝酸锌180g/L、柠檬酸6g/L、硝酸镍4g/L、硝酸钙6g/L、氟化钠3g/L。
8.根据权利要求1所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，磷化处理的时间控制在10～15min；在钢管表面形成的磷化膜的厚度在2～5μm。
9.根据权利要求1所述的一种提高钢管拉拔质量的表面处理工艺，其特征在于，所述盐酸的浓度为15-20％。
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