冶金復合不(bu)銹鋼管(guan)成型方法有離心鑄造法、軋制/擠壓、堆焊、爆炸焊等傳統成型方法,也有電磁成型、離心鋁熱劑法等新型成型方法。各成型方法均有其優缺點,技術成熟并用于實際生產的成型方法有。


1. 離心鑄造法(fa)


  這是(shi)(shi)(shi)在熔融金(jin)(jin)屬(shu)與固體金(jin)(jin)屬(shu)相(xiang)互作用基(ji)(ji)礎上獲(huo)得結(jie)(jie)合方法。特點(dian)(dian)是(shi)(shi)(shi)結(jie)(jie)晶細(xi)密,機(ji)械(xie)性能(neng)好(hao),結(jie)(jie)合面緊密,但內表面質量較差,且限制內襯金(jin)(jin)屬(shu)熔點(dian)(dian)必須低于基(ji)(ji)材熔點(dian)(dian)。國(guo)內代(dai)表廠(chang)家是(shi)(shi)(shi)新興鑄管(guan)(guan)(guan)(guan)。采用該方法生產復(fu)(fu)合不(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)的工藝流程為:某層(ceng)(或各(ge)層(ceng))金(jin)(jin)屬(shu)的熔化→空心(xin)(xin)復(fu)(fu)合不(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)坯的離心(xin)(xin)澆(jiao)鑄→管(guan)(guan)(guan)(guan)坯的機(ji)械(xie)加工→擠壓(ya)機(ji)、周期式(shi)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)、連續式(shi)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)生產半成品(pin)管(guan)(guan)(guan)(guan)或成品(pin)管(guan)(guan)(guan)(guan)→復(fu)(fu)合鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)的熱處理→冷(leng)軋(ya)(ya)或冷(leng)拔(ba)(必要時)。離心(xin)(xin)澆(jiao)鑄是(shi)(shi)(shi)向旋(xuan)轉(zhuan)的鑄模(mo)中依(yi)次澆(jiao)鑄各(ge)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu),或者將(jiang)熔化的覆層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)澆(jiao)鑄到(dao)經加工并預熱到(dao)給(gei)定溫(wen)度的基(ji)(ji)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)上,見(jian)圖8-36。目前,利用離心(xin)(xin)澆(jiao)鑄生產的復(fu)(fu)合鋼管(guan)(guan)(guan)(guan),其規格范圍在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如(ru)果與熱冷(leng)變(bian)形相(xiang)配合,可(ke)以生產外徑為φ6~550mm,壁厚1mm的復(fu)(fu)合鋼管(guan)(guan)(guan)(guan),見(jian)圖8-37。



2. 擠壓(ya)/軋(ya)制(zhi)熱(re)加工法(fa)


  這種(zhong)方法(fa)是(shi)固態金屬通過熱(re)塑性變(bian)形而獲得(de)結合(he)的方法(fa),采用熱(re)塑性變(bian)形法(fa)生(sheng)產復合(he)不(bu)銹鋼管(guan)的工藝(yi)流程為(wei):在自(zi)動軋管(guan)機、周期式軋管(guan)機或(huo)(huo)擠(ji)壓(ya)機/冷軋機上(shang)。工藝(yi)流程是(shi):分(fen)別生(sheng)產內(nei)層管(guan)和外層管(guan)(或(huo)(huo)離(li)心澆鑄的復合(he)管(guan)坯)→用機械加工或(huo)(huo)化學法(fa)處理(li)待復合(he)表面(mian)→配裝→兩端焊接(jie)密(mi)封→雙層管(guan)坯加熱(re)→軋機、擠(ji)壓(ya)機上(shang)進行熱(re)塑性變(bian)形→冷軋或(huo)(huo)冷拔(必要時)。


  軋(ya)制是一種傳統(tong)的(de)(de)(de)制備復(fu)合(he)(he)金(jin)屬的(de)(de)(de)方(fang)法。熱軋(ya)復(fu)合(he)(he)實質上(shang)屬于壓力焊(han),如(ru)果變(bian)形量足夠大,軋(ya)輥施加的(de)(de)(de)壓力就會破壞金(jin)屬表面的(de)(de)(de)氧化(hua)膜,使表面達到原子接觸,從(cong)而使兩表面焊(han)在一起。軋(ya)制的(de)(de)(de)優點(dian)是生產率高、質量好、成本低(di),并可大量節省金(jin)屬材料的(de)(de)(de)損耗(hao),因此是目前(qian)應用較為廣泛的(de)(de)(de)復(fu)合(he)(he)材料生產技(ji)術。


  用擠(ji)壓機(ji)生(sheng)產復合(he)(he)管時,當擠(ji)壓坯料截面(mian)縮減到10:1時,高的擠(ji)壓壓力(li)和(he)溫度會(hui)在界面(mian)處產生(sheng)“壓力(li)鍛”的焊(han)接效(xiao)應,促進(jin)界面(mian)間的快速擴散(san)和(he)廣泛結(jie)合(he)(he),成品(pin)為冶金結(jie)合(he)(he)的復合(he)(he)擠(ji)壓管。


3. 復合鋼板焊接法


  這是目前制造直徑大(da)于300mm以上(shang)石(shi)油天然氣輸送管(guan)道用(yong)(yong)復合鋼管(guan)的(de)主要方法。它(ta)先將(jiang)兩種(zhong)不同材質的(de)板坯用(yong)(yong)超大(da)功率熱(re)(re)軋機(ji)進行(xing)(xing)熱(re)(re)復合,然后(hou)用(yong)(yong)UO工藝卷(juan)成管(guan)坯,再進行(xing)(xing)縱縫焊接。采用(yong)(yong)這種(zhong)方法生產(chan)復合鋼管(guan)的(de)工藝流程為(wei):


  熱(re)軋板(ban)坯→用機械或化學法處理二層(ceng)板(ban)坯待復(fu)(fu)合表面→組成(cheng)雙(shuang)層(ceng)板(ban)進行熱(re)軋復(fu)(fu)合→UO成(cheng)形管坯→縱縫(feng)焊接→擴管→熱(re)處理。


4.冷加工擴散(san)退火法


  這種方法與熱加工(gong)(gong)方法最大的(de)不同(tong)是:首(shou)先將(jiang)不同(tong)材質的(de)管(guan)(guan)(guan)坯分別制成冷(leng)軋或冷(leng)拔無縫管(guan)(guan)(guan),其次在內層(ceng)管(guan)(guan)(guan)坯的(de)外側纏繞一層(ceng)特制的(de)低熔點中間層(ceng)薄帶,經冷(leng)拔后,再進行高溫(wen)擴(kuo)散退火,它的(de)工(gong)(gong)藝流程如下(xia):


   冷(leng)(leng)(leng)軋(ya)與(yu)冷(leng)(leng)(leng)拔制成內(nei)層(ceng)管(guan)(guan)與(yu)外層(ceng)管(guan)(guan)→用(yong)機(ji)械或(huo)化(hua)學法處理待復合管(guan)(guan)的接觸表面→在內(nei)層(ceng)管(guan)(guan)的外側螺(luo)旋(xuan)式纏繞(rao)低(di)熔點金屬帶→配管(guan)(guan)→冷(leng)(leng)(leng)拔或(huo)冷(leng)(leng)(leng)軋(ya)→擴散退火(huo)→冷(leng)(leng)(leng)軋(ya)或(huo)冷(leng)(leng)(leng)拔(必要(yao))。


5. 粉末法


  粉末(mo)冶金(jin)法制(zhi)造復合(he)鋼管(guan)的(de)工藝,其工藝流程如下:真空感(gan)應爐熔(rong)煉、氣體霧化制(zhi)粉→分級→粉末(mo)充填→冷(leng)(或熱)等靜壓→坯(pi)料加熱→熱擠壓。該工藝最早由日(ri)本山陽特殊鋼公(gong)司(si)和(he)日(ri)本新日(ri)鐵(tie)公(gong)司(si)等開發。


6. 雙金屬壓熔錨合(he)(he)冶金復合(he)(he)


  浙江至德(de)鋼(gang)業有限公(gong)司開發(fa)的(de)雙金(jin)屬壓(ya)熔(rong)錨(mao)合(he)冶金(jin)復(fu)合(he)管(guan)(guan)(guan),是通(tong)過(guo)高溫高壓(ya)同(tong)時(shi)作用,基管(guan)(guan)(guan)、內管(guan)(guan)(guan)材(cai)料接觸界面的(de)金(jin)屬熔(rong)融液態化,之后(hou)兩種金(jin)屬材(cai)料液相經過(guo)混(hun)合(he)凝(ning)固(gu)產(chan)生(sheng)金(jin)屬鍵結合(he)和新的(de)金(jin)屬相態組織,最終實現高結合(he)力的(de)冶金(jin)復(fu)合(he)管(guan)(guan)(guan)。雙金(jin)屬壓(ya)熔(rong)錨(mao)合(he)冶金(jin)復(fu)合(he)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)基管(guan)(guan)(guan)和內管(guan)(guan)(guan)之間結合(he)強度可超過(guo)210MPa,是無(wu)縫(feng)隙、冶金(jin)級(ji)的(de)整(zheng)體金(jin)屬復(fu)合(he)方(fang)法。


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