Удаление окалины: эффективные методы для обработки стальных и чугунных поверхностей
Кислород и тепло приводят к образованию окалины
При нагреве стали или чугуна в результате контакта с кислородом образуется окалина, которую необходимо удалить для обеспечения эффективной дальнейшей обработки изделия.
Окалина в основном образуется при процессах формоизменения, таких как прокатка или ковка в доменной печи, а также при термической обработке и закалке, которые должны сделать поверхности металла / стали более прочными.
Чтобы избежать дефектов поверхности при дальнейшей обработке (лакокрасочные работы / механическая обработка), необходимо удалить всю окалину с материала. Для достижения этого состояния используются механические, химические и электрохимические методы (электрохимическое удаление окалины).
Особой формой является сварочная окалина, которая является побочным продуктом сварочного процесса. Ее также необходимо полностью удалить перед нанесением покрытий.
Методы удаления окалины: какие механические и химические методы существуют?
Удаление окалины с помощью дробеструйной обработки: особые требования к технологическому оборудованию
Особенно эффективно удаление окалины с помощью центробежного или турбинного дробеструйного оборудования. Поверхности окалины обычно имеют высокую твердость и требуют высокой проникающей способности отдельных частиц абразива. Это необходимо для достижения чистой стальной поверхности после обработки.
В крупных прокатных станах стальные листы, листы из нержавеющей стали или черные листы часто сразу после производства подвергаются дробеструйной обработке с помощью дробеметных установок и затем покрываются антикоррозионной защитой. Затем листы отправляются конечному потребителю. Помимо прокатных станов, к классическим пользователям в области удаления окалины относятся сталелитейная промышленность, кузнечные цеха или закалочные цеха.
В зависимости от классификации окалина прилипает к различным материалам с разной силой. Сравнительно легко удаляется сухая окалина, образующаяся на углеродистой стали. Однако для удаления, например, липкой окалины, которая образует тонкий, сплошной и очень плотно прилипающий слой, при обработке с помощью дробеметной установки необходимо длительное и интенсивное дробеструйное оборудование с очень высокой скоростью абразива. Этот остаток также предъявляет особые требования к технологическому оборудованию: если удаленная окалина попадает в цикл абразива, она действует как наждачная бумага. Это приводит к чрезвычайно быстрому износу лопастей турбины и в худшем случае к повреждению деталей. Поэтому дробеметные установки для удаления окалины должны иметь чрезвычайно надежную систему очистки абразива с эффективной воздушной сортировкой.
Особой формой удаления окалины является влажное дробеструйное удаление окалины нержавеющих компонентов, которое называется «Pure Finish». С помощью этого метода обрабатываются, в частности, поверхности для пищевой промышленности.
Удаление окалины с помощью виброабразивной обработки: наиболее эффективный способ обработки больших партий деталей среднего и малого размера
Помимо крупных прокатных станов и литейных цехов с их громоздкими деталями, виброабразивная обработка может быть первым выбором для удаления окалины с черной стали. Также особенно экономично можно удалить окалину или просто удалить оксидные пятна (оксиды) с деталей после термической обработки, особенно если речь идет о больших партиях. Эти технологические процессы особенно подходят, если загрязнения поверхности (оксиды, окалины, отложения) не слишком плотно прилипают к поверхностям деталей. Другим преимуществом, присущим виброабразивной обработке, является возможность автоматизированного программного управления несколькими этапами процесса.
Например, в специально модифицированных виброабразивных установках детали можно одновременно очищать, удалять окалину и полировать. Закругление, шлифование, выравнивание и полирование также можно комбинировать по мере необходимости. В различных применениях даже обработка «деталь к детали» — без шлифовальных / полировальных тел — может быть очень успешной. Даже в цилиндрических внутренних областях можно очищать и травить. Другим решающим критерием является желаемый результат обработки поверхности: при виброабразивной обработке можно достичь относительно гладких поверхностей, тогда как при удалении окалины с помощью дробеструйной обработки конечный результат представляет собой более грубую, очень однородную поверхность. Также важно, насколько хорошо установка может быть интегрирована в производственную линию и как будет обрабатываться деталь после удаления окалины.
Химическое и электрохимическое удаление окалины
Помимо механических методов удаления окалины, включая дробеструйную обработку и виброабразивную обработку, а также ручное удаление окалины (часто с использованием керамических шлифовальных лент) и обработку в установках для удаления окалины, доступны и химические методы. При химическом удалении окалины, обычно с помощью травления, деталь погружают в ванну, и слой окалины растворяется кислотами, такими как соляная или серная кислота. Кислота реагирует с оксидами железа и удаляет твердый, хрупкий слой с металлической поверхности. Этот эффект можно усилить, добавив электрический ток. Этот метод особенно эффективен для удаления окалины с сложных геометрий и труднодоступных мест. Недостатком является то, что остатки кислоты необходимо тщательно удалять, чтобы избежать коррозии. Кроме того, образуются вредные для здоровья пары и загрязняющие окружающую среду сточные воды. Кроме того, при неправильной обработке может быть повреждено основное вещество.
Что вам нужно знать об удалении окалины?
Часто задаваемые вопросы в обзоре.
Что такое окалина и как она образуется?
Химически окалина представляет собой оксид или смесь оксидов, которые образуются на поверхности железа или стали, когда металл при высоких температурах реагирует с кислородом. Она состоит в основном из смеси различных оксидов железа. Сюда входят вюстит (FeO), оксид железа (II), магнетит (Fe3O4), оксид железа (II, III), а также гематит (Fe2O3), оксид железа (III). Эти оксидные слои образуются при высоких температурах, плотно прилипают к металлической поверхности и образуют плотный, твердый слой, который трудно удалить механически.
В чем разница между окалиной и ржавчиной?
Окалина и ржавчина — оба являются продуктами окисления железа, но значительно отличаются по способу образования и свойствам. В то время как ржавчина образуется, например, при обычных температурах и в присутствии воды, окалина образуется в основном при высоких температурах, обычно без участия воды. Окалина плотно прилипает к металлической поверхности и образует плотный, твердый слой, в то время как ржавчина просто лежит на поверхности, делает материал пористым и постоянно продвигает коррозию.
В чем разница между окалиной и обезуглероживанием?
Окалина обозначает оксидный слой, который образуется на металлической поверхности при высоких температурах, в то время как термин обезуглероживание указывает на потерю массы, которая возникает при этом за счет окисления, сгорания или шлакообразования. При производстве стали такие потери могут составлять до 4 % от начальной массы. В зависимости от процесса образования окалину также называют молотковым ударом, нагаром, ковочным шлаком или прокатной коркой.
Используйте Поиск решения, чтобы найти подходящую систему для вашего метода обработки.