专利名称：冷拔钢管皮膜的上膜方法
技术领域：
本发明涉及一种冷拔钢管皮膜的上膜方法，属于金属表面处理技术。
背景技术：
本发明所述冷拔钢管皮膜的上膜方法，是指通过物理化学法，在冷拔钢管坯料的内外表面，生成一层磷化膜，由其通过吸收皂化液减小冷拔成型时的摩擦力，为后道钢管的冷拔成型提供工艺支持。所述的这种上膜方法，业内也称之为钢管表面的磷化处理。已有技术与本发明有些相关的钢管磷化处理，仅有中国专利公开号CN1696343A 所公开的“高精度液压钢管黑色磷化加工工艺”，由于其所采用的磷化液和加速剂等公开不充分，而无法具体实施。尤其是它所采用已有的普通的磷化液和惰性金属阳离子及聚磷酸盐配置的磷化液，不但其组分复杂，工艺性能不稳定，工艺成本高，而且对工艺现场和环境保护等都将产生不利影响。再者这个已有技术的加工工艺过程并不合理，由于其缺乏对工艺处理液的在线检测和实时调整，因而也就很难保证钢管磷化上膜的质量。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺稳定，工艺成本较低，对现场环保影响较小，上膜质量较好的冷拔钢管皮膜的上膜方法，以克服已有技术的不足。本发明实现其目的的技术方案是一种冷拔钢管皮膜的上膜方法，以冷拔钢管坯管为被上膜对象，采取上膜槽浸浴上膜方式，该方法包括上膜工艺处理液配置，工件浸浴上膜，其创新点在于，该方法包括以下步骤(1)在上膜槽内加入建浴剂和水；(2)在所述建浴剂和水的温度65 80°C的条件下，加入促进剂可溶性亚硝酸金属盐，构成上膜工艺处理液；(3)在线检测所述上膜工艺处理液的酸度值，添加水使其达到工艺酸度值；(4)在所述上膜工艺处理液温度75 85°C条件下，将被上膜对象钢管坯料置入上膜槽内，并控制上膜过程的时间；(5)在上膜过程中定时在线检测上膜工艺处理液的酸度和酸比以及促进剂可溶性亚硝酸金属盐在上膜工艺处理液中的浓度；(6)根据步骤5检测结果，按上膜工艺处理液的工艺要求，给上膜槽添加补给剂以及促进剂可溶性亚硝酸金属盐，同时在线检测添加补给剂和促进剂后的上膜工艺处理液的工艺酸度和所述促进剂的浓度，通过添加水使之达到工艺酸度和促进剂可溶性亚硝酸金属盐的工艺浓度。在上述技术方案中，所述建浴剂、补给剂和促进剂，均采用由上海青彤金属处理材料有限公司生产的产品。而所述建浴剂的主要组分和各组分重量百分含量是硝酸20 %，磷酸30 %，氧化锌20%，余量为水和添加剂。而所述补给剂的组分和各组分的重量百分含量是，硝酸15%，磷酸40%，氧化锌 18%，余量为水和添加剂。而所述促进剂的组分和各组分的重量百分含量是，亚硝酸钠30%，余量为水和添加剂。所述亚硝酸钠可以由亚硝酸钾替代。出于对亚硝酸钾物化特性的考虑，本发明建议慎重采用。鉴于所述建浴剂、补给剂和促进剂，是上海青彤金属处理材料有限公司生产的成熟产品，且对其组分和各组分的重量百分含量作了具体说明，因而，本发明在其上述技术方案中，不再作具体限定，而在具体实施中，只要上市场采购回来就可使用了。上述技术方案得以实施后，本发明由于其建浴剂、补给剂和促进剂，都是采用成熟产品，因而其上膜工艺处理液配置工作简易，该方法的工艺稳定，而且工艺成本相对较低； 由于对工艺处理液和亚硝酸金属盐采取定时在线检测和调整，因而在根本上确保了上膜质量。从而实现了本发明的目的。本发明在反复实践中认识到，所述上膜工艺处理液的酸度是总酸度为27 33 点，游离酸为4. 6 6点，酸比为5 7，其促进剂可溶性亚硝酸金属盐在上膜工艺处理液中的浓度为2. 5 3. 5点，均是最佳范围值，也是本发明所积极主张的。通过多次反复试验，本发明优选的所述上膜过程的时间是，普通钢管控制在5 8min范围内，合金钢管控制在10 15min范围内，高合金钢管控制在15 25min范围内。 在所述上膜时间范围内，本发明在钢管表面的膜层可达到> 15g/M2，高于行业标准的2倍。考虑到钢管坯料内孔表面的上膜质量和所应达到的膜层厚度，本发明还主张，在所述冷拔钢管皮膜的上膜过程中，至少实施一次所述钢管坯料从上膜槽内吊起，在倒净管内上膜工艺处理液后，再置入上模槽内浸泡的翻槽过程。所述“翻槽”的次数，可视钢管坯料内孔表面上膜质量和厚度而定。一般而言，有一次“翻槽”也就可以了。在线及时除杂净化上膜工敢处理液，对于进一步提高皮膜的质量和膜层的均勻性有着密切的关系。为此，本发明还主张，还包括上膜工艺处理液的在线除杂净化处理。所述在线除杂净化处理，是由包括泵、滤网和压滤机在内的净化除杂装置，实施上膜槽外的循环处理。这一技术方案，由于采用二级过滤的方式，而可以有效去除上膜工艺处理液中所存在的非溶性杂质。且采取上膜槽外的循环处理，可以有效确保上膜工艺处理液所含残渣自始至终都(体积比)。上述技术方案得以实施后，本发明所具有的上膜工艺处理液配制简易，上膜工艺稳定，工艺成本较低，对现场环境影响较小，可操作性强，上膜质量好等特点，是显而易见的。
具体实施例方式以下通过对本发明具体实施方式
的描述，对本发明作进一步说明。
具体实施方式
，一种冷拔钢管皮膜的上膜方法，以冷拔钢管坯管为被上膜对象，采取上膜槽浸浴上膜方式，该方法包括上膜工艺处理液配置，工件浸浴上膜，该方法包括以下步骤(1)在上膜槽内加入建浴剂和水；
(2)在所述建浴剂和水的温度65 80°C的条件下，加入促进剂亚硝酸钠，构成上膜工艺处理液；(3)在线检测所述上膜工艺处理液的酸度值，通过添加水使其达到工艺酸度值；(4)在所述上膜工艺处理液温度75 85°C条件下，将被上膜对象钢管坯料置入上膜槽内，并控制上膜过程的时间；(5)在上膜过程中定时在线检测上膜工艺处理液的酸度和酸比以及促进剂可溶性亚硝酸钠在上膜工艺处理液中的浓度；(6)根据步骤5检测结果，按上膜工艺处理液的工艺要求，给上膜槽添加补给剂以及促进剂可溶性亚硝酸钠，同时在线检测添加补给剂和促进剂后的上膜工艺处理液的工艺酸度和所述促进剂的浓度，通过添加水使之达到工艺酸度和促进剂可溶性亚硝酸钠的工艺浓度。所述上膜工艺处理液的酸度是总酸度为27 33点，游离酸为4. 6 6点，酸比为5 7 ；其促进剂可溶性亚硝酸钠在上膜工艺处理液中的浓度为2. 5 3. 5点。所述上膜过程的时间是，普通钢管控制在5 8min范围内，合金钢管控制在10 15min范围内，高合金钢管控制在15 25min范围内。在所述冷拔钢管皮膜的上膜过程中，至少实施一次所述钢管坯料从上膜槽内吊起，在倒净管内上膜工艺处理液后，再置入上模槽内浸泡的翻槽过程。还包括上膜工艺处理液的在线除杂净化处理；所述在线除杂净化处理，是由包括泵、 滤网和压滤机在内的净化除杂装置，实施上膜槽外的循环处理。在以上所述具体实施方式
中，上膜工艺处理液的在线检测方法的简要描述是总酸度(TA)酸点的检测方法用吸量管取所述处理液IOml置于250ml烧杯中、加指标剂PP (酚酞)3 5滴；以滴定液0. IN NaOH滴定之，滴定至所述处理液呈粉红色，所消耗滴定液0. IN NaOH的ml数， 即为总酸度TA。每消耗滴定液0. IN NaOH Iml为1点(Pt)，即为总酸度点。游离酸(FA)酸点的检测方法用吸量管取所述处理液IOml置于250ml烧杯中，加指标剂B、P、B3 5滴，以滴定液0. IN NaOH滴定之，滴至所述工艺处理液由淡黄色变成淡蓝色，所消耗的滴定液0. IN NaOH的ml数，即为游离酸度(FA)。消耗滴定液0. INNaOH每Iml为1点(Pt)，即为游离酸度点。而酸比(AR)，即酸比(AR)=总酸度(TA)游离酸度(TA)。促进剂浓度(AC)的检测用发酵管注入上膜工艺处理液至发酵管九成满，加入试剂磺酸铵粉末1 2g，迅速倾斜倒入后，放正静置约anin，此时由所产生的浮于管内上端刻度范围内的物质所占刻度的数值，即为促进剂浓度。1个刻度即表示促进剂浓度(AC)为1点(Pt)。为了确保上膜工艺处理液各项参数的稳定，符合工艺要求，本发明还采用由上海青彤金属处理材料有限公司生产的补给剂定时定量补给装置，在线实施补给剂的定时定量补给，以确保上膜工艺处理液各项参数的平稳。本发明中试结果显示的优点有以下5个方面1、效率高。皮膜上膜时间合金钢管坯料为10 15min，普通钢管为5 8min，高合金钢管为15 25min。均比已有技术上膜时间缩短1/2时间。
2、T22、T23、T91和Τ92等高合金钢管，经本发明上膜处理后，可由冷轧改为冷拔。3、皮膜质量好，比已有磷化处理的皮膜更为细腻，膜厚由3 5g/m2提高到15g/m2， 有利于钢管的冷拔加工。4、采用在线定时定量补给装置，确保各项工艺参数的稳定。解决了由于上膜工艺处理液组分含量的波动，而造成皮膜质量不稳定的问题。5、采用上膜工艺处理液在线除杂装置，确保上膜工艺处理液残渣含量< 5% (体积比)，保证了皮膜的质量，同时彻底解决了已有磷化工艺环境污染大和浪费严重的弊端。中试结果显示，本发明取得了非常明显的技术经济和社会效益。
权利要求
1.一种冷拔钢管皮膜的上膜方法，以冷拔钢管坯管为被上膜对象，采取上膜槽浸浴上膜方式，该方法包括上膜工艺处理液配置，工件浸浴上膜，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)在上膜槽内加入建浴剂和水；(2)在所述建浴剂和水的温度65 80°C的条件下，加入促进剂可溶性亚硝酸金属盐， 构成上膜工艺处理液；(3)在线检测所述上膜工艺处理液的酸度值，通过添加水使其达到工艺酸度值；(4)在所述上膜工艺处理液温度75 85°C条件下，将被上膜对象钢管坯料置入上膜槽内，并控制上膜过程的时间；(5)在上膜过程中定时在线检测上膜工艺处理液的酸度和酸比以及促进剂可溶性亚硝酸金属盐在上膜工艺处理液中的浓度；(6)根据步骤5检测结果，按上膜工艺处理液的工艺要求，给上膜槽添加补给剂以及促进剂可溶性亚硝酸金属盐，同时在线检测添加补给剂和促进剂后的上膜工艺处理液的酸度和所述促进剂的浓度，通过添加水使之达到工艺酸度和促进剂可溶性亚硝酸金属盐的工艺浓度。
2.根据权利要求1所述的冷拔钢管皮膜的上膜方法，其特征在于，所述上膜工艺处理液的酸度是总酸度为27 33点，游离酸为4. 6 6点，酸比为5 7 ；其促进剂可溶性亚硝酸金属盐在上膜工艺处理液中的浓度为2. 5 3. 5点。
3.根据权利要求1所述的冷拔钢管皮膜的上膜方法，其特征在于，所述上膜过程的时间是，普通钢管控制在5 8min范围内，合金钢管控制在10 15min范围内，高合金钢管控制在15 25min范围内。
4.根据权利要求1所述的冷拔钢管皮膜的上膜方法，其特征在于，在所述冷拔钢管皮膜的上膜过程中，至少实施一次所述钢管坯料从上膜槽内吊起，在倒净管内上膜工艺处理液后，再置入上模槽内浸泡的翻槽过程。
5.根据权利要求1所述的冷拔钢管皮膜的上膜方法，其特征在于，还包括上膜工艺处理液的在线除杂净化处理；所述在线除杂净化处理，是由泵、滤网和压滤机在内的净化除杂装置，实施上膜槽内外的循环处理。
全文摘要
本发明所公开的是一种冷拔钢管皮膜的上膜方法，以其包括在上膜槽内添加建浴剂和水；在65～80℃温度条件下加入促进剂，构成上膜工艺处理液；在线检所述处理液酸度点并调节；在75～85℃温度条件下加入被上膜钢管坯料；定时在线检测所述处理液的酸度点、酸比和促进剂浓度，实时添加补给剂和促进剂，使所述处理液各项参数达到工艺值为主要特征。具有工艺稳定，工艺成本低，上膜质量好，对环境影响小等特点。
文档编号C23C22/13GK102181852SQ20111007900
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者严亮雄, 刘兵, 姚荣根, 戴建东, 王怡, 谭庆, 郑臻 申请人:常州常宝精特钢管有限公司