冶金復合不銹鋼管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
這(zhe)是(shi)在(zai)熔融金(jin)屬(shu)(shu)與固體金(jin)屬(shu)(shu)相互作(zuo)用基(ji)(ji)(ji)礎上(shang)獲(huo)得結(jie)合(he)方法。特(te)點是(shi)結(jie)晶細密(mi)(mi),機(ji)械性(xing)能好(hao),結(jie)合(he)面(mian)緊密(mi)(mi),但(dan)內表面(mian)質量較(jiao)差,且限(xian)制內襯金(jin)屬(shu)(shu)熔點必須低于(yu)基(ji)(ji)(ji)材熔點。國(guo)內代(dai)表廠家(jia)是(shi)新興鑄(zhu)(zhu)(zhu)管(guan)(guan)(guan)。采用該方法生(sheng)產(chan)(chan)復(fu)合(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)工(gong)藝流(liu)程(cheng)為:某層(或(huo)各(ge)(ge)層)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)熔化→空(kong)心復(fu)合(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)坯的(de)(de)離心澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)→管(guan)(guan)(guan)坯的(de)(de)機(ji)械加(jia)工(gong)→擠(ji)壓機(ji)、周(zhou)期(qi)式軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)、連(lian)續式軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)生(sheng)產(chan)(chan)半成品管(guan)(guan)(guan)或(huo)成品管(guan)(guan)(guan)→復(fu)合(he)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)熱處理→冷軋(ya)或(huo)冷拔(必要時(shi))。離心澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)是(shi)向旋轉的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)模中依(yi)次澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)各(ge)(ge)層金(jin)屬(shu)(shu),或(huo)者(zhe)將(jiang)熔化的(de)(de)覆層金(jin)屬(shu)(shu)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)到(dao)經加(jia)工(gong)并預熱到(dao)給定溫度的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)層金(jin)屬(shu)(shu)上(shang),見(jian)圖8-36。目前,利用離心澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)復(fu)合(he)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan),其規(gui)格范圍在(zai)Φ(80~900)mmx(10~250)mm之(zhi)間(jian)。如果與熱冷變形相配合(he),可以生(sheng)產(chan)(chan)外徑為φ6~550mm,壁厚1mm的(de)(de)復(fu)合(he)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan),見(jian)圖8-37。


2. 擠壓/軋(ya)制熱(re)加工法
這種方法(fa)(fa)是(shi)固(gu)態金(jin)屬通過(guo)熱(re)(re)塑(su)性變形(xing)而獲得結合(he)的(de)方法(fa)(fa),采用(yong)熱(re)(re)塑(su)性變形(xing)法(fa)(fa)生產復(fu)合(he)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)的(de)工藝流程為:在自(zi)動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)、周期式軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)或擠壓機(ji)(ji)/冷軋(ya)機(ji)(ji)上(shang)(shang)。工藝流程是(shi):分別生產內層(ceng)管(guan)(guan)和外層(ceng)管(guan)(guan)(或離心澆鑄的(de)復(fu)合(he)管(guan)(guan)坯(pi))→用(yong)機(ji)(ji)械加工或化學法(fa)(fa)處(chu)理待復(fu)合(he)表面→配裝→兩端焊接密封→雙層(ceng)管(guan)(guan)坯(pi)加熱(re)(re)→軋(ya)機(ji)(ji)、擠壓機(ji)(ji)上(shang)(shang)進(jin)行熱(re)(re)塑(su)性變形(xing)→冷軋(ya)或冷拔(ba)(必要時)。
軋制(zhi)是一種傳(chuan)統的(de)制(zhi)備復合(he)金(jin)屬(shu)的(de)方法。熱軋復合(he)實質上屬(shu)于壓力(li)焊,如果變(bian)形量(liang)足夠大(da),軋輥施(shi)加的(de)壓力(li)就會破壞(huai)金(jin)屬(shu)表面(mian)的(de)氧化膜,使(shi)表面(mian)達到原子接觸,從(cong)而使(shi)兩表面(mian)焊在一起。軋制(zhi)的(de)優(you)點(dian)是生產(chan)率高、質量(liang)好(hao)、成本低,并可大(da)量(liang)節(jie)省金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)損耗,因此是目前應用(yong)較(jiao)為廣(guang)泛的(de)復合(he)材(cai)料(liao)生產(chan)技術。
用擠壓(ya)(ya)機(ji)生產復合(he)管時(shi),當(dang)擠壓(ya)(ya)坯料截(jie)面縮(suo)減到10:1時(shi),高的擠壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力和(he)溫度會在界面處產生“壓(ya)(ya)力鍛”的焊接效應(ying),促(cu)進界面間的快速擴散和(he)廣泛結合(he),成(cheng)品為冶金結合(he)的復合(he)擠壓(ya)(ya)管。
3. 復合(he)鋼板焊接法
這(zhe)是目前制造直(zhi)徑大(da)于300mm以上(shang)石油天然氣輸送管道用(yong)復(fu)合(he)鋼管的(de)主要方法。它先將兩(liang)種不同材質的(de)板坯用(yong)超(chao)大(da)功(gong)率熱軋機進行熱復(fu)合(he),然后用(yong)UO工(gong)藝卷成管坯,再進行縱縫(feng)焊接(jie)。采用(yong)這(zhe)種方法生產復(fu)合(he)鋼管的(de)工(gong)藝流程為:
熱軋板(ban)(ban)坯→用機械或化學法處理(li)二層板(ban)(ban)坯待復(fu)合表面→組(zu)成(cheng)雙層板(ban)(ban)進行熱軋復(fu)合→UO成(cheng)形管坯→縱(zong)縫(feng)焊接→擴管→熱處理(li)。
4.冷加工擴(kuo)散退(tui)火法
這種方法與熱(re)加工方法最(zui)大(da)的(de)不同是:首先將不同材質(zhi)的(de)管(guan)坯(pi)分別(bie)制成冷軋或冷拔無(wu)縫(feng)管(guan),其次在(zai)內(nei)層管(guan)坯(pi)的(de)外(wai)側纏繞一層特制的(de)低(di)熔(rong)點中(zhong)間層薄帶,經冷拔后,再進行高溫擴散退(tui)火,它的(de)工藝流(liu)程如下(xia):
冷軋(ya)與(yu)冷拔(ba)制(zhi)成(cheng)內層管與(yu)外層管→用機械(xie)或化學(xue)法處理待復合管的(de)接觸表(biao)面(mian)→在內層管的(de)外側螺旋式纏(chan)繞(rao)低熔點(dian)金屬帶→配管→冷拔(ba)或冷軋(ya)→擴散退火→冷軋(ya)或冷拔(ba)(必要)。
5. 粉末法
粉(fen)末冶金法制造復合鋼管(guan)的工(gong)藝(yi)(yi),其工(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程如下:真空感應爐熔煉、氣體霧化制粉(fen)→分級→粉(fen)末充(chong)填→冷(leng)(或熱)等靜壓→坯料加熱→熱擠壓。該(gai)工(gong)藝(yi)(yi)最早由日(ri)本(ben)山陽特殊(shu)鋼公(gong)司和日(ri)本(ben)新(xin)日(ri)鐵公(gong)司等開發。
6. 雙金屬壓熔錨合冶金復合
浙江至德鋼(gang)(gang)業有限(xian)公司開發的(de)(de)雙金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)壓熔錨合(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)管(guan)(guan),是通過(guo)高溫高壓同(tong)時作用,基管(guan)(guan)、內(nei)管(guan)(guan)材(cai)料接觸界面的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔融液態化(hua),之后兩種金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料液相經過(guo)混合(he)凝固產生金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)鍵結(jie)合(he)和新的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)相態組織,最終實(shi)現(xian)高結(jie)合(he)力的(de)(de)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)管(guan)(guan)。雙金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)壓熔錨合(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)基管(guan)(guan)和內(nei)管(guan)(guan)之間結(jie)合(he)強度可超過(guo)210MPa,是無(wu)縫隙(xi)、冶(ye)金(jin)(jin)(jin)(jin)級的(de)(de)整體金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)復(fu)(fu)合(he)方法。

