一种金属管的加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种金属管的加工工艺，属于合金加工技术领域。解决了现有技术中金属管内壁无法电镀易产生锈蚀的问题。所述的加工工艺包括：将合金钢加工成型，得金属管坯件；将金属管坯件在20‑30℃的电镀液中处理50‑120min；将电镀后的金属管坯件依次进行出光处理、钝化处理、防锈处理，得金属管半成品；其中防锈处理的温度为35‑45℃、pH值为11‑11.8，时间为20‑120s；将金属管半成品经封闭处理得金属管成品。本发明专利技术大幅度提高金属管的耐腐蚀性和力学性能，还提高了管内的耐腐蚀性，并且不影响其他工艺，也不影响产品的其他性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属管的加工工艺，属于合金加工

技术介绍
钢铁应用于工业生产和生活中的各个方面，在人类的生活和工作中有着十分重要的作用，是科技发展的基础，但钢铁在大气中易锈蚀且锈蚀过程相当复杂，对工业生产及人们的生活产生不同程度的不利影响，带来不必要的经济损失。在我国，据中国工业和自然环境腐蚀调查项目组2008年调查结果显示，由腐蚀造成的直接经济损失达2300亿元，间接经济损失为5000～6000亿元，相当于当年我国国民生产总值的5％。因此，研究防止钢铁腐蚀的方法就变得很重要。尽管现有技术中经常通过电镀提高金属件的耐腐蚀性能，但是当电镀金属管时，管内壁因为无法电镀，极容易产生锈蚀，影响产品管内清洁度，而有些防锈剂又会影响加工中电镀的性能，并影响金属管后续加工。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方法简便的金属管的加工工艺，该加工工艺使金属管内外防锈效果都较好，同时金属管机械性能高。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种金属管的加工工艺，所述的加工工艺包括如下步骤：将合金钢加工成型，得金属管坯件；将金属管坯件在20-30℃的电镀液中处理50-120min；将电镀后的金属管坯件依次进行出光处理、钝化处理、防锈处理，得金属管半成品；其中防锈处理的温度为35-45℃、pH值为11-11.8，时间为20-120s；将金属管半成品经封闭处理得金属管成品。在上述金属管的加工工艺中，所述的合金钢的组成元素及其质量百分比为：C：0.12-0.18％、Cr：1.3-1.5％、Si：0.15-0.25％、Mn：0.8-1.15％、Al：0.03-0.05％、N：0.008-0.015％、Ti：0.12-0.22％、P≤0.015％、S≤0.018％，余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术金属管的合金钢中降低了碳含量，提高了铬含量，通过各元素之间产生的协同作用提高金属管的综合性能。在本专利技术金属管的合金钢中若碳含量过低，在加工中的热处理会严重影响强度和硬度，若碳含量过高又不适合后续的碱性条件下的电镀。在本专利技术合金钢中加入适量的Si可以提高合金的强度，若Si含量低于0.15％，会影响金属管的屈服强度。尽管Mn是固溶强化元素，但在本专利技术金属管合金钢中，若锰含量大于1.15％，则会大幅度降低金属管的塑性和韧性。铬元素与碳元素可产生协同作用，形成多种碳化物，随着铬元素含量的增加，碳化物的数量也在不断的增加。在金属管中加入高含量的铬元素，不仅能改变金属管中碳化物弥散分布形态，获得以Cr23C6和Cr7C3为主的碳化物，使其弥散分布于奥氏基体上，还能提高金属管的耐磨性、硬度、强度。而且铬元素的加入能提高钢材的淬透性以及钢材的抗氧化性能。本专利技术金属管合金钢中高含量的铬元素可使钢材具有良好的高温抗氧化和耐氧化性介质腐蚀的作用。这些都是一般低铬含量合金无法实现的。但当铬元素的含量超过1.5％时，会导致金属管的韧性和塑性降低。Ti在金属管的合金钢中可提高钢的强度与韧性，特别是可以与铝一起固氮，消除钢中多余的氮元素造成的危害。铝是最基本、最有效的细化晶粒元素，在钢中主要以AlN形式存在。AlN主要分布于晶界，起到钉扎晶界阻止晶粒长大的作用。当合金钢中铝含量较高，但氮含量较低时，则不能形成足够的AlN使其均匀的分布于奥氏体晶界。AlN数量较少必然导致其分布较多的位置钉扎晶界作用明显，较少的位置则不能钉扎晶界阻止奥氏体晶粒的长大，这也是产生混晶，即晶粒局部异常长大的主要原因。经不断试验发现，在本专利技术金属管合金钢中铝含量为0.03-0.05％时，控制Al/N≥3能够保证在产品常规的热处理时不发生混晶现象。在上述金属管的加工工艺中，电镀液的成分为：氧化锌5-7g/L，氢氧化钠：110-130g/L、硫酸镍：18-22g/L、添加剂：150-300ml。锌-镍合金镀层之所以有优良的耐蚀性是因为合金镀层的稳定电位介于锌和基体(钢铁)之间，较小的电位差导致镀层腐蚀较慢。锌-镍合金的腐蚀产物主要是ZnCl2·4Zn(oH)2。该腐蚀产物均匀、致密地覆盖在镀层表面，不易导电，有很好的保护作用；而锌镀层的腐蚀产物主要是ZnO，结构疏松，起不到保护作用。此外，本专利技术电镀锌-镍合金层中，锌-镍合金属于y相(金属间化合物)，具有最高的热力学稳定性，因而耐蚀性较好；而锌镀层是叩相结构(紧密六方晶系)，热力学稳定性较差。本专利技术在金属管坯件表面通过上述的电镀工艺电镀锌-镍合金层具有如下几个优点：1、镀层沉积速率快；2、镀液的均镀能力高；3、电流效率高；4、镀液电流密度范围宽，镍共析率稳定，分散能力及深镀能力优异，对设备腐蚀性小；5、锌-镍合金镀层中的锌、镍含量直接影响压金属管的耐腐蚀性能(劣化率)，而镀层中锌、镍的含量受镀液成分的影响，本专利技术镀层中镍的质量分数可严格控制，溶液中的成分便于稳定控制，钝化膜不易变色，且废水处理简单；6、本专利技术电镀液稳定，可保持长期使用，大大提高了电镀原材料的利用率。其中，电镀液中所述的添加剂为普通常见的添加剂，可以为稀土添加剂、聚烷基亚胺添加剂。在上述金属管的加工工艺中，钝化处理中钝化液的成分为：硝酸铈：1.5-2.5g/L，促进剂H2O2:5-8ml/L，H3BO3缓冲剂：0.5-3g/L，pH至为1.5-3.2。与电镀锌相似，为提高锌镍合金镀层的耐蚀性，增加其装饰性，改善镀层与基体金属间的结合力，电镀锌镍合金在电镀结束后同样需要进行钝化处理，使其表面生成一层稳定性高、组织致密的钝化膜。与一般的铬酸盐钝化不同，本专利技术以硝酸铈溶液为钝化液，辅以过氧化氢氧化剂，对金属管浸泡处理，以达到缓蚀的目的。在本专利技术钝化处理过程中，过低的铈盐浓度或过低的pH值都会导致金属管泛锈，以致会影响其成膜效果，降低转化膜的耐蚀性。钝化效果也并不是随着硝酸铈浓度的增大而一直增加，其原因在于硝酸铈的浓度越高，形成的膜层厚度越大，钝化膜的内应力也越大，内应力过大，会导致钝化膜开裂，从而降低钝化膜的耐腐蚀性能。当pH值过低时，阴极主要发生析氢反应，不利于铈的沉积，同时在钝化膜表面还会出现大量的气孔，从而导致钝化膜的耐腐蚀性能降低。若pH值过高，又不利于溶液中铈在基材表面的沉积。经试验发现，在pH1.5-3.2时，使用如上的钝化液对本专利技术金属管进行钝化处理，金属管具有较好的硫酸铜点滴性能、耐中性盐雾腐蚀性能，较大的交流阻抗值，钝化效果极好。在上述金属管的加工工艺中，在电镀后出光处理前，钝化处理后防锈处理前均包括水洗。在上述金属管的加工工艺中，所述防锈处理中防锈剂的成分为硅酸钠200-220g/L，三乙醇胺1.2-1.5g/L，硼酸1.5-1.8g/L，乙二胺四乙酸0.15-0.18g/L，柠檬酸钠0.5-0.6g/L，醋酸纤维素0.5-1.0g/L。目前对合金钢采用的防锈措施主要是水基型防锈剂，但水基型防锈剂中含有亚硝酸盐，传统的亚硝酸盐型防锈剂虽然防锈效果良好但是对环境及人体有毒。而本专利技术中的防锈剂为不含亚硝酸盐的水溶性防锈剂，通过合理配比防锈剂中的硅酸钠、三乙醇胺、硼酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸钠、醋酸纤维素，这些成分毒副作用极小，环保且防锈效果好，能在没有电镀的金属管内壁表面形成一层保护膜，延缓再次腐蚀的时间，进而提高提高金属管的使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属管的加工工艺，其特征在于，所述的加工工艺包括如下步骤：将合金钢加工成型，得金属管坯件；将金属管坯件在20‑30℃的电镀液中处理50‑120min；将电镀后的金属管坯件依次进行出光处理、钝化处理、防锈处理，得金属管半成品；其中防锈处理的温度为35‑45℃、pH值为11‑11.8，时间为20‑120s；将金属管半成品经封闭处理得金属管成品。

【技术特征摘要】
1.一种金属管的加工工艺，其特征在于，所述的加工工艺包括如下步骤：将合金钢加工成型，得金属管坯件；将金属管坯件在20-30℃的电镀液中处理50-120min；将电镀后的金属管坯件依次进行出光处理、钝化处理、防锈处理，得金属管半成品；其中防锈处理的温度为35-45℃、pH值为11-11.8，时间为20-120s；将金属管半成品经封闭处理得金属管成品。2.根据权利要求1所述的金属管的加工工艺，其特征在于，所述合金钢的组成元素及其质量百分比为：C：0.12-0.18％、Cr：1.3-1.5％、Si：0.15-0.25％、Mn：0.8-1.15％、Al：0.03-0.05％、N：0.008-0.015％、Ti：0.12-0.22％、P≤0.015％、S≤0.018％，余量为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的金属管的加工工艺，其特征在于，电镀液的成分为：氧化锌5-7g/L，氢氧化钠：110-130g/L、镍：0.6-1g/L、添加剂：150-300ml。4.根据权利要求1所述的金属管的加工工艺，其特征在于，钝化液的成分为：硝酸铈：1.5-2.5g/L，促进剂H2O2:5-8ml/L，H3BO3缓冲剂：0.5-3g/L，pH至...

【专利技术属性】
技术研发人员：董阿能，
申请(专利权)人：宁波亚大金属表面处理有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33