专利名称：一种金属毛细管材的内表面酸洗方法
技术领域：
本发明涉及一种金属管材的表面处理方法，尤其是涉及一种金属毛细管材的内表 面酸洗方法。
背景技术：
金属管材在生产加工过程中或成品出厂前，一般均需要经过表面酸洗，管材加工 过程中的酸洗工序通常安排在中间热处理(或称退火)前后。其中，热处理前酸洗的主要 目的是去除加工过程中产生的氧化层，同时起到除油的作用；热处理后酸洗，主要用以去除 热处理阶段生成的氧化层，避免氧化夹杂存在于后续加工当中影响管材性能。而成品酸洗 一般为光亮酸洗，目的在于提高管材的表面质量。对于内径在2mm以上的管材，表面张力作用影响微小，酸液可以顺利在管材内流 动，实现酸洗过程；但当管材内径小于2mm时，液体表面张力作用明显增强，酸液很难在管 内流动，或无法流入管材内部，原因在于当酸液与管材内部气体相接触时，会形成一个表面 层，处于液体表面层中的分子比液体内部稀疏，所以它们受到指向液体内部的力的作用，使 得液体表面具有收缩趋势；同时，受到液体分子间内聚力的影响，使得液面自动收缩，从而 使酸液尽可能地缩小它的表面面积，不流入毛细管材内部，从而使得酸洗无法实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种金属毛细 管材的内表面酸洗方法，其设计新颖合理、投入成本低、酸洗步骤简单且实现方便、酸洗效 果好、能简便实现内径小于或等于2mm的金属毛细管材的酸洗过程，同时能实现一次同时 对多支金属毛细管材的内表面进行酸洗的酸洗过程。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种金属毛细管材的内表面酸 洗方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、待酸洗管材整理及固定将多根直立的待酸洗金属毛细管材底端对齐且 下部通过密封垫圈一进行紧箍固定后，形成一个直立的金属毛细管束；多根待酸洗金属毛 细管材的材质、结构和尺寸均相同；步骤二、插管，其插管过程如下201、插管将步骤一中所述金属毛细管束由上至下直插入内部装有酸洗液且呈水 平放置的立式酸洗筒内，直至所述金属毛细管束底端与立式酸洗筒内所装酸洗液相接触； 所述立式酸洗筒为上部开口的圆柱筒且其内腔高度不低于待酸洗金属毛细管材的高度，所 述密封垫圈一的外径与立式酸洗筒的内径相同；所述酸洗液为对待酸洗金属毛细管材所用 材质进行酸洗的通用酸洗液；202、短时间停留当所述金属毛细管束底端与立式酸洗筒内所装酸洗液相接触 时，停止插管且停留t秒后再继续进行插管，所停留的时间t秒为根据毛细现象所述酸洗液 进入待酸洗金属毛细管材内部所需要的时间；
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203、压管待停留t秒后，再采用压板由上至下将所述金属毛细管束垂直压入立 式酸洗筒内，直至多根所述待酸洗金属毛细管材均完全浸入立式酸洗筒内所装的酸洗液 中；且压管过程中，应确保密封垫圈一始终固定在所述金属毛细管束下部且其四周外壁始 终与立式酸洗筒的内壁紧密接触；步骤三、酸洗待步骤203中所述的多根待酸洗金属毛细管材均完全浸入酸洗液 中后，按照常规对待酸洗金属毛细管材所用材质进行酸洗的方法，完成待酸洗金属毛细管 材内表面的酸洗过程。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤一中所述待酸洗金属 毛细管材为内径< 2mm的金属毛细管材。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤一中所述的密封垫圈 一由泡沫橡胶制成。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤一中所述的密封垫圈 一为由硅胶制成的硅胶密封垫。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤一中所述的通过密封 垫圈一对多根待酸洗金属毛细管材的下部进行紧箍固定后，还需采用密封垫圈二对多根待 酸洗金属毛细管材的上部进行紧箍固定；所述密封垫圈二的外径与立式酸洗筒的内径相 同。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤三中所述酸洗过程结 束后，将所述金属毛细管束自立式酸洗筒内拔出且将其倒置后，再按照步骤二至步骤三中 所述的插管和酸洗方法对所述金属毛细管束重复进行一次酸洗。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤201中所述立式酸洗 筒内所装酸洗液的体积Vtl > s · h-Vi，式中s为立式酸洗筒的内腔的横截面积，h为待酸洗 金属毛细管材的高度，V1为多根待酸洗金属毛细管材的总体积。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤203中所述的压板为 上部设置有推把的下压挡板，所述下压挡板为圆形板且其直径不小于立式酸洗筒的内径， 步骤201中所述的立式酸洗筒水平放置在酸液回收盘上。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤201中所述的立式酸 洗筒为PVC塑料筒。上述一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征是步骤一中所述的待酸洗金 属毛细管材为纯钛管材、钛合金管材或镁合金管材，步骤202中短时间停留时，所停留的时 间t = 2 3秒。本发明与现有技术相比具有以下优点1、所用酸洗装置结构简单、加工制作简便且投入成本低，使用操作简便。2、酸洗方法简单且操作方便，只需将待酸洗金属毛细管束下部用密封垫圈进行固 定后插入立式酸洗筒内部进行酸洗即可，所用的酸洗液和酸洗方法及酸洗时间均与常规酸 洗过程相同。3、设计合理，将传统卧式酸洗槽改为立式酸洗筒，配合硅胶密封垫，通过液体压力 和毛细现象的共同作用，迫使酸液进入金属毛细管材内部，完成酸洗过程，酸洗过程中，固 定在待酸洗管材头部(即上部)的硅胶密封垫起固定作用，固定在待酸洗管材尾部(即下部)的硅胶密封垫起密封和固定作用(其首先随待酸洗管材侵入酸液)。具体而言本发明 利用固定在待酸洗管材尾部的硅胶密封垫固定待酸洗管材且结合毛细现象，在外力作用下 (具体是在下压挡板的压力作用下)，将酸洗筒中的酸洗液压入待酸洗金属毛细管材内部， 完成酸洗过程。与传统酸洗方式相比，本发明将卧式酸洗槽改为立式酸洗筒，通过套在待酸 洗管材端部与酸洗筒等内径的硅胶密封垫限制酸液流动方向，将一束多支待酸洗的金属毛 细管束推入酸筒当中，结合毛细现象，使酸液进入毛细管内，实现内表面酸洗。其原理在于 套在待洗管材下部且与立式酸洗筒等内径的硅胶密封垫限制了酸洗液的流动方向，在管材 上部施加一推力，迫使酸液流入待酸洗管材内部；另外，由于毛细现象的存在，管内表层酸 液会对下层酸液施以一个拉力，使酸液沿着毛细管壁上升，当待酸洗管材持续受到外力的 推动作用浸入，使管内酸液持续上升，清洗管材内壁。因此，在这两种条件的共同作用下，使 得酸液进入金属毛细管材内部，完成酸洗过程。4、酸洗效果好，能简单、方便实现内径小于或等于2mm的金属毛细管材的酸洗过程。5、由于将待酸洗金属毛细管材通过硅胶密封垫固定为一个金属管束，因而能实现 一次同时对多支金属毛细管材的内表面进行酸洗的酸洗过程。综上所述，本发明设计新颖合理、投入成本低、酸洗步骤简单且实现方便、酸洗效 果好、能简便实现内径小于或等于2mm的金属毛细管材的酸洗过程，同时能实现一次同时 对多支金属毛细管材的内表面进行酸洗的酸洗过程。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的使用状态参考图。图2为本发明所用下压挡板的结构示意图。图3为本发明的酸洗方法流程图。附图标记说明1-待酸洗金属毛细管材； 2-密封垫圈一 ； 3-立式酸洗筒；4-密封垫圈二；5-推把；6-酸液回收盘；7-下压挡板。
具体实施例方式如图1、图2及图3所示，本发明所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，包括 以下步骤步骤一、待酸洗管材整理及固定将多根直立的待酸洗金属毛细管材1底端对齐 且下部通过密封垫圈一 2进行紧箍固定后，形成一个直立的金属毛细管束；多根待酸洗金 属毛细管材1的材质、结构和尺寸均相同。实际进行酸洗时，所述待酸洗金属毛细管材1为内径< 2mm的金属毛细管材。所 用的密封垫圈一 2由泡沫橡胶制成。步骤二、插管，其插管过程如下201、插管将步骤一中所述金属毛细管束由上至下直插入内部装有酸洗液且呈水
6平放置的立式酸洗筒3内，直至所述金属毛细管束底端与立式酸洗筒3内所装酸洗液相接 触；所述立式酸洗筒3为上部开口的圆柱筒且其内腔高度不低于待酸洗金属毛细管材1的 高度，所述密封垫圈一 2的外径与立式酸洗筒3的内径相同；所述酸洗液为对待酸洗金属毛 细管材1所用材质进行酸洗的通用酸洗液；202、短时间停留当所述金属毛细管束底端与立式酸洗筒3内所装酸洗液相接触 时，停止插管且停留t秒后再继续进行插管，所停留的时间t秒为根据毛细现象所述酸洗液 进入待酸洗金属毛细管材1内部所需要的时间；203、压管待停留t秒后，再采用压板由上至下将所述金属毛细管束垂直压入立 式酸洗筒3内，直至多根所述待酸洗金属毛细管材1均完全浸入立式酸洗筒3内所装的酸 洗液中；且压管过程中，应确保密封垫圈一 2始终固定在所述金属毛细管束下部且其四周 外壁始终与立式酸洗筒3的内壁紧密接触。步骤三、酸洗待步骤203中所述的多根待酸洗金属毛细管材1均完全浸入酸洗液 中后，按照常规对待酸洗金属毛细管材1所用材质进行酸洗的方法，完成待酸洗金属毛细 管材1内表面的酸洗过程。实施例1本实施例中，待酸洗金属毛细管材1为纯钛(TA2)且尺寸为Φ 1.8 X 0.2 X 200mm 的管材，且对该管材进行酸洗时，首先按常规对纯钛(TA2)材质进行酸洗时的配比调配酸 洗液，此处选择体积比为3 1 6的硝酸、氢氟酸和水均勻混合配制而成的酸洗液；之后， 将一束由60支TA2管材组成的金属毛细管束下端用密封垫圈一 2进行固定后，垂直于酸洗 液的液面向下插入立式酸洗筒3内直TA2管材的底端部与立式酸洗筒3内所装酸洗液相接 触，保持2-3秒，即待所用酸洗液进入TA2管材内部后，再采用压板由上至下继续进行压管； 压管过程中，应确保密封垫圈一2始终固定在所述金属毛细管束下部且其四周外壁始终与 立式酸洗筒3的内壁紧密接触，这样通过密封垫圈一 2密封固定作用使得立式酸洗筒3内 的酸洗液只能沿着TA2管材逐渐向上移动，使得酸洗液浸入待酸洗的TA2管材内部以完成 对待酸洗的TA2管材的整体酸洗过程，且进行酸洗时，按照常规对TA2管材进行酸洗的酸洗 时间对待酸洗的TA2管材进行酸洗，直到TA2管材的表面光洁度满足要求后，完成酸洗过 程。本实施例中，所述密封垫圈一 2为由硅胶制成的硅胶密封垫，实际进行酸洗时，也 可以采用其它泡沫橡胶材质的密封垫对金属毛细管束进行密封固定。所述密封垫圈一 2与 待酸洗金属毛细管材1底端之间的垂直距离为Icm士0. 2cm，实际进行酸洗时，也可以根据 实际具体需要，将密封垫圈一 2与待酸洗金属毛细管材1底端之间的垂直距离进行相应调 整，只要确保密封垫圈一 2对金属毛细管束进行紧箍固定即可。所述立式酸洗筒3为PVC塑 料筒，实际操作过程中，也可以选用其它材质且酸洗液不对其造成腐蚀的酸洗筒作为立式 酸洗筒3，并且应确保密封垫圈一 2的外径与立式酸洗筒3的内径相同。同时，实际进行酸 洗时，还可以选用对待酸洗金属毛细管材1进行酸洗的其它类型的常规酸洗液进行酸洗。实施例2本实施例中，待酸洗金属毛细管材1为镁合金(AZ31)且其尺寸为 Φ2. 0X0. 3X IOOmm的管材，首先按常规对镁合金(AZ31)材质进行酸洗时的配比调配酸洗 液，此处选择重量比为15 1000的草酸和水均勻混合配制而成的酸洗液；之后，将一束由40支AZ31管材组成的金属毛细管束下端用密封垫圈一 2进行固定后，垂直于酸洗液的液 面向下插入立式酸洗筒3内直AZ31管材的底端部与立式酸洗筒3内所装酸洗液相接触，保 持2-3秒，即待所用酸洗液进入AZ31管材内部后，再采用压板由上至下继续进行压管；压管 过程中，应确保密封垫圈一2始终固定在所述金属毛细管束下部且其四周外壁始终与立式 酸洗筒3的内壁紧密接触，这样通过密封垫圈一 2密封固定作用使得立式酸洗筒3内的酸 洗液只能沿着AZ31管材逐渐向上移动，使得酸洗液浸入待酸洗的AZ31管材内部以完成对 待酸洗的AZ31管材的整体酸洗过程，且进行酸洗时，按照常规对AZ31管材进行酸洗的酸洗 时间对待酸洗的AZ31管材进行酸洗，直到AZ31管材的表面光洁度满足要求后，完成酸洗过 程。本实施例中，插管之前，通过密封垫圈一 2对多根待酸洗金属毛细管材1的下部进 行紧箍固定后，还需采用密封垫圈二7对多根待酸洗金属毛细管材1的上部进行紧箍固定， 所述密封垫圈二 7的外径与立式酸洗筒3的内径相同。并且，酸洗过程结束后，将由40支 AZ31管材组成的金属毛细管束自立式酸洗筒3内拔出且将其倒置后，再按照步骤二至步骤 三中所述的插管和酸洗方法对所述金属毛细管束重复进行一次酸洗。另外，进行酸洗时，所 述立式酸洗筒3内所装酸洗液的体积Vtl > s · I1-V1，式中s为立式酸洗筒3的内腔的横截 面积，h为待酸洗金属毛细管材1的高度,V1为多根待酸洗金属毛细管材1的总体积。实际 进行酸洗时，可以对立式酸洗筒3内所装酸洗液的体积Vtl进行相应调整，但应确保酸洗时 能将所述金属毛细管束全部浸入立式酸洗筒3内所装酸洗液中。本实施例中，进行压管时，所采用的压板为上部设置有推把5的下压挡板7，所述 下压挡板7为圆形板且其直径不小于立式酸洗筒3的内径，所述立式酸洗筒3水平放置在 酸液回收盘6上。所述下压挡板7的正下方设置有一个竖向直内支撑杆且压管过程中，将 竖向直内支撑杆插入所述金属毛细管束内部，因而通过密封垫圈一 2和密封垫圈二 7对所 述金属毛细管束进行紧箍固定时，应适当留有所述竖向直内支撑杆的插入空间，同时所留 有的插入空间不应过大要确保对所述金属毛细管束进行紧箍。所述密封垫圈一2的厚度为 IOmm士2mm，且密封垫圈一 2的径宽为IOmm士2mm ；所述密封垫圈二 7与待酸洗金属毛细管 材1顶端之间的垂直距离为Icm士0. 2cm。实际操作时，还可以对密封垫圈一 2和密封垫圈 二 7的厚度和径宽进行相应调整。实施例3本实施例中，待酸洗金属毛细管材1为钛合金(TLM)且其尺寸为 Φ 1.5X0. 15X500mm的管材，首先按常规对钛合金(TLM)材质进行酸洗时的配比调配酸洗 液，此处选择体积比比为4 1 5的硝酸、氢氟酸和水均勻混合配制而成的酸洗液；之后， 将一束由100支TLM管材组成的金属毛细管束下端用密封垫圈一 2进行固定后，垂直于酸 洗液的液面向下插入立式酸洗筒3内直至TLM管材的底端部与立式酸洗筒3内所装酸洗液 相接触，保持2-3秒，即待所用酸洗液进入TLM管材内部后，再采用压板由上至下继续进行 压管；压管过程中，应确保密封垫圈一 2始终固定在所述金属毛细管束下部且其四周外壁 始终与立式酸洗筒3的内壁紧密接触，这样通过密封垫圈一 2密封固定作用使得立式酸洗 筒3内的酸洗液只能沿着TLM管材逐渐向上移动，使得酸洗液浸入待酸洗的TLM管材内部 以完成对待酸洗的AZ31管材的整体酸洗过程，且进行酸洗时，按照常规对TLM管材进行酸 洗的酸洗时间对待酸洗的TLM管材进行酸洗，直到TLM管材的表面光洁度满足要求后，完成
8酸洗过程。本实施例中，插管之前，通过密封垫圈一 2对多根待酸洗金属毛细管材1的下部进 行紧箍固定后，还需采用密封垫圈二7对多根待酸洗金属毛细管材1的上部进行紧箍固定， 所述密封垫圈二 7的外径与立式酸洗筒3的内径相同。并且，酸洗过程结束后，将由40支 AZ31管材组成的金属毛细管束自立式酸洗筒3内拔出且将其倒置后，再按照步骤二至步骤 三中所述的插管和酸洗方法对所述金属毛细管束重复进行一次酸洗。另外，进行酸洗时，所 述立式酸洗筒3内所装酸洗液的体积Vtl > s · I1-V1，式中s为立式酸洗筒3的内腔的横截 面积，h为待酸洗金属毛细管材1的高度,V1为多根待酸洗金属毛细管材1的总体积。实际 进行酸洗时，可以对立式酸洗筒3内所装酸洗液的体积Vtl进行相应调整，但应确保酸洗时 能将所述金属毛细管束全部浸入立式酸洗筒3内所装酸洗液中。实际使用过程中，可以采用本发明对其它材质的待酸洗金属毛细管材1进行酸 洗，酸洗时只需对所用酸洗液及酸洗时间进行调整即可。同时，插管过程中，当所述金属毛 细管束底端与立式酸洗筒3内所装酸洗液相接触时，停止插管且根据毛细现象所述酸洗液 进入待酸洗金属毛细管材1内部所需要的时间确定停留t秒，停留t秒后再继续进行插管。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
权利要求
一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、待酸洗管材整理及固定将多根直立的待酸洗金属毛细管材(1)底端对齐且下部通过密封垫圈一(2)进行紧箍固定后，形成一个直立的金属毛细管束；多根待酸洗金属毛细管材(1)的材质、结构和尺寸均相同；步骤二、插管，其插管过程如下201、插管将步骤一中所述金属毛细管束由上至下直插入内部装有酸洗液且呈水平放置的立式酸洗筒(3)内，直至所述金属毛细管束底端与立式酸洗筒(3)内所装酸洗液相接触；所述立式酸洗筒(3)为上部开口的圆柱筒且其内腔高度不低于待酸洗金属毛细管材(1)的高度，所述密封垫圈一(2)的外径与立式酸洗筒(3)的内径相同；所述酸洗液为对待酸洗金属毛细管材(1)所用材质进行酸洗的通用酸洗液；202、短时间停留当所述金属毛细管束底端与立式酸洗筒(3)内所装酸洗液相接触时，停止插管且停留t秒后再继续进行插管，所停留的时间t秒为根据毛细现象所述酸洗液进入待酸洗金属毛细管材(1)内部所需要的时间；203、压管待停留t秒后，再采用压板由上至下将所述金属毛细管束垂直压入立式酸洗筒(3)内，直至多根所述待酸洗金属毛细管材(1)均完全浸入立式酸洗筒(3)内所装的酸洗液中；且压管过程中，应确保密封垫圈一(2)始终固定在所述金属毛细管束下部且其四周外壁始终与立式酸洗筒(3)的内壁紧密接触；步骤三、酸洗待步骤203中所述的多根待酸洗金属毛细管材(1)均完全浸入酸洗液中后，按照常规对待酸洗金属毛细管材(1)所用材质进行酸洗的方法，完成待酸洗金属毛细管材(1)内表面的酸洗过程。
2.按照权利要求1所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步骤一 中所述待酸洗金属毛细管材(1)为内径< 2mm的金属毛细管材。
3.按照权利要求1或2所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步 骤一中所述的密封垫圈一(2)由泡沫橡胶制成。
4.按照权利要求3所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步骤一 中所述的密封垫圈一(2)为由硅胶制成的硅胶密封垫。
5.按照权利要求1或2所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步 骤一中所述的通过密封垫圈一(2)对多根待酸洗金属毛细管材(1)的下部进行紧箍固定 后，还需采用密封垫圈二(4)对多根待酸洗金属毛细管材(1)的上部进行紧箍固定；所述密 封垫圈二(4)的外径与立式酸洗筒(3)的内径相同。
6.按照权利要求5所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步骤三 中所述酸洗过程结束后，将所述金属毛细管束自立式酸洗筒(3)内拔出且将其倒置后，再 按照步骤二至步骤三中所述的插管和酸洗方法对所述金属毛细管束重复进行一次酸洗。
7.按照权利要求1或2所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步 骤201中所述立式酸洗筒(3)内所装酸洗液的体积Vtl彡s .h-Vi;式中s为立式酸洗筒(3) 的内腔的横截面积，h为待酸洗金属毛细管材(1)的高度，V1为多根待酸洗金属毛细管材 ⑴的总体积。
8.按照权利要求1或2所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步 骤203中所述的压板为上部设置有推把(5)的下压挡板(7)，所述下压挡板(7)为圆形板且其直径不小于立式酸洗筒(3)的内径，步骤201中所述的立式酸洗筒(3)水平放置在酸液 回收盘(6)上。
9.按照权利要求1或2所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步 骤201中所述的立式酸洗筒(3)为PVC塑料筒。
10.按照权利要求1或2所述的一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，其特征在于步 骤一中所述的待酸洗金属毛细管材(1)为纯钛管材、钛合金管材或镁合金管材，步骤202中 短时间停留时，所停留的时间t = 2 3秒。
全文摘要
本发明公开了一种金属毛细管材的内表面酸洗方法，包括步骤一、待酸洗管材整理及固定将多根直立的待酸洗金属毛细管材底端对齐且下部通过密封垫圈一进行紧箍固定后，形成一个直立的金属毛细管束；二、插管，插管过程中，确保密封垫圈一始终固定在所述金属毛细管束下部且其四周外壁始终与立式酸洗筒的内壁紧密接触；三、酸洗待多根待酸洗金属毛细管材均完全浸入酸洗液中后，按照常规酸洗方法，完成待酸洗金属毛细管材内表面的酸洗过程。本发明设计新颖合理、投入成本低、酸洗步骤简单且实现方便、酸洗效果好、能简便实现内径小于或等于2mm的金属毛细管材的酸洗过程，同时能实现一次同时对多支金属毛细管材的内表面进行酸洗的酸洗过程。
文档编号C23G3/04GK101899668SQ20101024344
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者于振涛, 刘少辉, 刘春潮, 尉北玲, 张亚峰, 皇甫强, 袁思波, 韩建业 申请人:西北有色金属研究院