專利名稱：冷拔鋼管皮膜的上膜方法
技術領域：
本發明涉及一種冷拔鋼管皮膜的上膜方法，屬于金屬表面處理技術。
背景技術：
本發明所述冷拔鋼管皮膜的上膜方法，是指通過物理化學法，在冷拔鋼管坯料的內外表面，生成一層磷化膜，由其通過吸收皂化液減小冷拔成型時的摩擦力，為后道鋼管的冷拔成型提供工藝支持。所述的這種上膜方法，業內也稱之為鋼管表面的磷化處理。已有技術與本發明有些相關的鋼管磷化處理，僅有中國專利公開號CN1696343A 所公開的“高精度液壓鋼管黑色磷化加工工藝”，由于其所采用的磷化液和加速劑等公開不充分，而無法具體實施。尤其是它所采用已有的普通的磷化液和惰性金屬陽離子及聚磷酸鹽配置的磷化液，不但其組分復雜，工藝性能不穩定，工藝成本高，而且對工藝現場和環境保護等都將產生不利影響。再者這個已有技術的加工工藝過程并不合理，由于其缺乏對工藝處理液的在線檢測和實時調整，因而也就很難保證鋼管磷化上膜的質量。
發明內容
本發明旨在提供一種工藝穩定，工藝成本較低，對現場環保影響較小，上膜質量較好的冷拔鋼管皮膜的上膜方法，以克服已有技術的不足。本發明實現其目的的技術方案是一種冷拔鋼管皮膜的上膜方法，以冷拔鋼管坯管為被上膜對象，采取上膜槽浸浴上膜方式，該方法包括上膜工藝處理液配置，工件浸浴上膜，其創新點在于，該方法包括以下步驟(1)在上膜槽內加入建浴劑和水；(2)在所述建浴劑和水的溫度65 80°C的條件下，加入促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽，構成上膜工藝處理液；(3)在線檢測所述上膜工藝處理液的酸度值，添加水使其達到工藝酸度值；(4)在所述上膜工藝處理液溫度75 85°C條件下，將被上膜對象鋼管坯料置入上膜槽內，并控制上膜過程的時間；(5)在上膜過程中定時在線檢測上膜工藝處理液的酸度和酸比以及促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽在上膜工藝處理液中的濃度；(6)根據步驟5檢測結果，按上膜工藝處理液的工藝要求，給上膜槽添加補給劑以及促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽，同時在線檢測添加補給劑和促進劑后的上膜工藝處理液的工藝酸度和所述促進劑的濃度，通過添加水使之達到工藝酸度和促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽的工藝濃度。在上述技術方案中，所述建浴劑、補給劑和促進劑，均采用由上海青彤金屬處理材料有限公司生產的產品。而所述建浴劑的主要組分和各組分重量百分含量是硝酸20 %，磷酸30 %，氧化鋅20%，余量為水和添加劑。而所述補給劑的組分和各組分的重量百分含量是，硝酸15%，磷酸40%，氧化鋅 18%，余量為水和添加劑。而所述促進劑的組分和各組分的重量百分含量是，亞硝酸鈉30%，余量為水和添加劑。所述亞硝酸鈉可以由亞硝酸鉀替代。出于對亞硝酸鉀物化特性的考慮，本發明建議慎重采用。鑒于所述建浴劑、補給劑和促進劑，是上海青彤金屬處理材料有限公司生產的成熟產品，且對其組分和各組分的重量百分含量作了具體說明，因而，本發明在其上述技術方案中，不再作具體限定，而在具體實施中，只要上市場采購回來就可使用了。上述技術方案得以實施后，本發明由于其建浴劑、補給劑和促進劑，都是采用成熟產品，因而其上膜工藝處理液配置工作簡易，該方法的工藝穩定，而且工藝成本相對較低； 由于對工藝處理液和亞硝酸金屬鹽采取定時在線檢測和調整，因而在根本上確保了上膜質量。從而實現了本發明的目的。本發明在反復實踐中認識到，所述上膜工藝處理液的酸度是總酸度為27 33 點，游離酸為4. 6 6點，酸比為5 7，其促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽在上膜工藝處理液中的濃度為2. 5 3. 5點，均是最佳范圍值，也是本發明所積極主張的。通過多次反復試驗，本發明優選的所述上膜過程的時間是，普通鋼管控制在5 8min范圍內，合金鋼管控制在10 15min范圍內，高合金鋼管控制在15 25min范圍內。 在所述上膜時間范圍內，本發明在鋼管表面的膜層可達到> 15g/M2，高于行業標準的2倍。考慮到鋼管坯料內孔表面的上膜質量和所應達到的膜層厚度，本發明還主張，在所述冷拔鋼管皮膜的上膜過程中，至少實施一次所述鋼管坯料從上膜槽內吊起，在倒凈管內上膜工藝處理液后，再置入上模槽內浸泡的翻槽過程。所述“翻槽”的次數，可視鋼管坯料內孔表面上膜質量和厚度而定。一般而言，有一次“翻槽”也就可以了。在線及時除雜凈化上膜工敢處理液，對于進一步提高皮膜的質量和膜層的均勻性有著密切的關系。為此，本發明還主張，還包括上膜工藝處理液的在線除雜凈化處理。所述在線除雜凈化處理，是由包括泵、濾網和壓濾機在內的凈化除雜裝置，實施上膜槽外的循環處理。這一技術方案，由于采用二級過濾的方式，而可以有效去除上膜工藝處理液中所存在的非溶性雜質。且采取上膜槽外的循環處理，可以有效確保上膜工藝處理液所含殘渣自始至終都(體積比)。上述技術方案得以實施后，本發明所具有的上膜工藝處理液配制簡易，上膜工藝穩定，工藝成本較低，對現場環境影響較小，可操作性強，上膜質量好等特點，是顯而易見的。
具體實施例方式以下通過對本發明具體實施方式
的描述，對本發明作進一步說明。
具體實施方式
，一種冷拔鋼管皮膜的上膜方法，以冷拔鋼管坯管為被上膜對象，采取上膜槽浸浴上膜方式，該方法包括上膜工藝處理液配置，工件浸浴上膜，該方法包括以下步驟(1)在上膜槽內加入建浴劑和水；
(2)在所述建浴劑和水的溫度65 80°C的條件下，加入促進劑亞硝酸鈉，構成上膜工藝處理液；(3)在線檢測所述上膜工藝處理液的酸度值，通過添加水使其達到工藝酸度值；(4)在所述上膜工藝處理液溫度75 85°C條件下，將被上膜對象鋼管坯料置入上膜槽內，并控制上膜過程的時間；(5)在上膜過程中定時在線檢測上膜工藝處理液的酸度和酸比以及促進劑可溶性亞硝酸鈉在上膜工藝處理液中的濃度；(6)根據步驟5檢測結果，按上膜工藝處理液的工藝要求，給上膜槽添加補給劑以及促進劑可溶性亞硝酸鈉，同時在線檢測添加補給劑和促進劑后的上膜工藝處理液的工藝酸度和所述促進劑的濃度，通過添加水使之達到工藝酸度和促進劑可溶性亞硝酸鈉的工藝濃度。所述上膜工藝處理液的酸度是總酸度為27 33點，游離酸為4. 6 6點，酸比為5 7 ；其促進劑可溶性亞硝酸鈉在上膜工藝處理液中的濃度為2. 5 3. 5點。所述上膜過程的時間是，普通鋼管控制在5 8min范圍內，合金鋼管控制在10 15min范圍內，高合金鋼管控制在15 25min范圍內。在所述冷拔鋼管皮膜的上膜過程中，至少實施一次所述鋼管坯料從上膜槽內吊起，在倒凈管內上膜工藝處理液后，再置入上模槽內浸泡的翻槽過程。還包括上膜工藝處理液的在線除雜凈化處理；所述在線除雜凈化處理，是由包括泵、 濾網和壓濾機在內的凈化除雜裝置，實施上膜槽外的循環處理。在以上所述具體實施方式
中，上膜工藝處理液的在線檢測方法的簡要描述是總酸度(TA)酸點的檢測方法用吸量管取所述處理液IOml置于250ml燒杯中、加指標劑PP (酚酞)3 5滴；以滴定液0. IN NaOH滴定之，滴定至所述處理液呈粉紅色，所消耗滴定液0. IN NaOH的ml數， 即為總酸度TA。每消耗滴定液0. IN NaOH Iml為1點(Pt)，即為總酸度點。游離酸(FA)酸點的檢測方法用吸量管取所述處理液IOml置于250ml燒杯中，加指標劑B、P、B3 5滴，以滴定液0. IN NaOH滴定之，滴至所述工藝處理液由淡黃色變成淡藍色，所消耗的滴定液0. IN NaOH的ml數，即為游離酸度(FA)。消耗滴定液0. INNaOH每Iml為1點(Pt)，即為游離酸度點。而酸比(AR)，即酸比(AR)=總酸度(TA)游離酸度(TA)。促進劑濃度(AC)的檢測用發酵管注入上膜工藝處理液至發酵管九成滿，加入試劑磺酸銨粉末1 2g，迅速傾斜倒入后，放正靜置約anin，此時由所產生的浮于管內上端刻度范圍內的物質所占刻度的數值，即為促進劑濃度。1個刻度即表示促進劑濃度(AC)為1點(Pt)。為了確保上膜工藝處理液各項參數的穩定，符合工藝要求，本發明還采用由上海青彤金屬處理材料有限公司生產的補給劑定時定量補給裝置，在線實施補給劑的定時定量補給，以確保上膜工藝處理液各項參數的平穩。本發明中試結果顯示的優點有以下5個方面1、效率高。皮膜上膜時間合金鋼管坯料為10 15min，普通鋼管為5 8min，高合金鋼管為15 25min。均比已有技術上膜時間縮短1/2時間。
2、T22、T23、T91和Τ92等高合金鋼管，經本發明上膜處理后，可由冷軋改為冷拔。3、皮膜質量好，比已有磷化處理的皮膜更為細膩，膜厚由3 5g/m2提高到15g/m2， 有利于鋼管的冷拔加工。4、采用在線定時定量補給裝置，確保各項工藝參數的穩定。解決了由于上膜工藝處理液組分含量的波動，而造成皮膜質量不穩定的問題。5、采用上膜工藝處理液在線除雜裝置，確保上膜工藝處理液殘渣含量< 5% (體積比)，保證了皮膜的質量，同時徹底解決了已有磷化工藝環境污染大和浪費嚴重的弊端。中試結果顯示，本發明取得了非常明顯的技術經濟和社會效益。
權利要求
1.一種冷拔鋼管皮膜的上膜方法，以冷拔鋼管坯管為被上膜對象，采取上膜槽浸浴上膜方式，該方法包括上膜工藝處理液配置，工件浸浴上膜，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)在上膜槽內加入建浴劑和水；(2)在所述建浴劑和水的溫度65 80°C的條件下，加入促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽， 構成上膜工藝處理液；(3)在線檢測所述上膜工藝處理液的酸度值，通過添加水使其達到工藝酸度值；(4)在所述上膜工藝處理液溫度75 85°C條件下，將被上膜對象鋼管坯料置入上膜槽內，并控制上膜過程的時間；(5)在上膜過程中定時在線檢測上膜工藝處理液的酸度和酸比以及促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽在上膜工藝處理液中的濃度；(6)根據步驟5檢測結果，按上膜工藝處理液的工藝要求，給上膜槽添加補給劑以及促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽，同時在線檢測添加補給劑和促進劑后的上膜工藝處理液的酸度和所述促進劑的濃度，通過添加水使之達到工藝酸度和促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽的工藝濃度。
2.根據權利要求1所述的冷拔鋼管皮膜的上膜方法，其特征在于，所述上膜工藝處理液的酸度是總酸度為27 33點，游離酸為4. 6 6點，酸比為5 7 ；其促進劑可溶性亞硝酸金屬鹽在上膜工藝處理液中的濃度為2. 5 3. 5點。
3.根據權利要求1所述的冷拔鋼管皮膜的上膜方法，其特征在于，所述上膜過程的時間是，普通鋼管控制在5 8min范圍內，合金鋼管控制在10 15min范圍內，高合金鋼管控制在15 25min范圍內。
4.根據權利要求1所述的冷拔鋼管皮膜的上膜方法，其特征在于，在所述冷拔鋼管皮膜的上膜過程中，至少實施一次所述鋼管坯料從上膜槽內吊起，在倒凈管內上膜工藝處理液后，再置入上模槽內浸泡的翻槽過程。
5.根據權利要求1所述的冷拔鋼管皮膜的上膜方法，其特征在于，還包括上膜工藝處理液的在線除雜凈化處理；所述在線除雜凈化處理，是由泵、濾網和壓濾機在內的凈化除雜裝置，實施上膜槽內外的循環處理。
全文摘要
本發明所公開的是一種冷拔鋼管皮膜的上膜方法，以其包括在上膜槽內添加建浴劑和水；在65～80℃溫度條件下加入促進劑，構成上膜工藝處理液；在線檢所述處理液酸度點并調節；在75～85℃溫度條件下加入被上膜鋼管坯料；定時在線檢測所述處理液的酸度點、酸比和促進劑濃度，實時添加補給劑和促進劑，使所述處理液各項參數達到工藝值為主要特征。具有工藝穩定，工藝成本低，上膜質量好，對環境影響小等特點。
文檔編號C23C22/13GK102181852SQ20111007900
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者嚴亮雄, 劉兵, 姚榮根, 戴建東, 王怡, 譚慶, 鄭臻 申請人:常州常寶精特鋼管有限公司