冶金復合不銹鋼管(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
這是(shi)(shi)在熔(rong)(rong)融金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)與固體金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)相互作(zuo)用(yong)基礎上獲(huo)得結(jie)合(he)(he)(he)(he)(he)方法。特(te)點是(shi)(shi)結(jie)晶細密(mi),機(ji)(ji)械性能好,結(jie)合(he)(he)(he)(he)(he)面緊(jin)密(mi),但內(nei)(nei)表(biao)面質(zhi)量(liang)較差,且限制內(nei)(nei)襯金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔(rong)(rong)點必(bi)須低于基材熔(rong)(rong)點。國內(nei)(nei)代表(biao)廠家(jia)是(shi)(shi)新(xin)興鑄(zhu)(zhu)(zhu)管(guan)(guan)(guan)。采用(yong)該(gai)方法生(sheng)(sheng)產(chan)復合(he)(he)(he)(he)(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝流程為(wei):某層(ceng)(或(huo)各(ge)層(ceng))金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)化→空心(xin)復合(he)(he)(he)(he)(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)離心(xin)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)→管(guan)(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)機(ji)(ji)械加工(gong)(gong)→擠壓機(ji)(ji)、周期式軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)、連續(xu)式軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)半成品(pin)管(guan)(guan)(guan)或(huo)成品(pin)管(guan)(guan)(guan)→復合(he)(he)(he)(he)(he)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)熱(re)處理(li)→冷(leng)軋或(huo)冷(leng)拔(ba)(必(bi)要時)。離心(xin)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)是(shi)(shi)向(xiang)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)模中依次澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)各(ge)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),或(huo)者將熔(rong)(rong)化的(de)(de)(de)覆(fu)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)到(dao)(dao)經加工(gong)(gong)并預熱(re)到(dao)(dao)給定溫度的(de)(de)(de)基層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)上,見(jian)圖(tu)(tu)8-36。目前,利用(yong)離心(xin)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)復合(he)(he)(he)(he)(he)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan),其規格范圍(wei)在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如果(guo)與熱(re)冷(leng)變形相配合(he)(he)(he)(he)(he),可以(yi)生(sheng)(sheng)產(chan)外徑為(wei)φ6~550mm,壁(bi)厚1mm的(de)(de)(de)復合(he)(he)(he)(he)(he)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan),見(jian)圖(tu)(tu)8-37。


2. 擠壓/軋(ya)制熱加工法
這(zhe)種(zhong)方法(fa)是固(gu)態金屬(shu)通過(guo)熱塑(su)性變形而獲(huo)得結合(he)的方法(fa),采用(yong)熱塑(su)性變形法(fa)生產復(fu)合(he)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)的工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程為:在自動軋管(guan)(guan)機(ji)、周(zhou)期(qi)式軋管(guan)(guan)機(ji)或(huo)(huo)擠壓機(ji)/冷軋機(ji)上。工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程是:分(fen)別生產內層(ceng)(ceng)管(guan)(guan)和外層(ceng)(ceng)管(guan)(guan)(或(huo)(huo)離心(xin)澆鑄(zhu)的復(fu)合(he)管(guan)(guan)坯(pi)(pi))→用(yong)機(ji)械加工(gong)(gong)或(huo)(huo)化學法(fa)處理待復(fu)合(he)表(biao)面→配裝(zhuang)→兩端焊(han)接密封→雙層(ceng)(ceng)管(guan)(guan)坯(pi)(pi)加熱→軋機(ji)、擠壓機(ji)上進行熱塑(su)性變形→冷軋或(huo)(huo)冷拔(必要時)。
軋(ya)制(zhi)是(shi)一種傳統(tong)的(de)制(zhi)備(bei)復(fu)合(he)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)方法。熱軋(ya)復(fu)合(he)實質上屬(shu)(shu)(shu)于壓力焊,如果變形量足夠大(da),軋(ya)輥施加(jia)的(de)壓力就(jiu)會破壞金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)的(de)氧化膜,使(shi)表面(mian)達到原子接觸,從而使(shi)兩表面(mian)焊在(zai)一起。軋(ya)制(zhi)的(de)優點是(shi)生產(chan)率高、質量好、成(cheng)本低,并可大(da)量節省金(jin)屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料的(de)損耗(hao),因此(ci)是(shi)目前應用較為(wei)廣泛的(de)復(fu)合(he)材(cai)料生產(chan)技術。
用擠壓(ya)(ya)機生(sheng)產復合(he)管(guan)時(shi),當(dang)擠壓(ya)(ya)坯料截面(mian)縮減到10:1時(shi),高(gao)的(de)擠壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力和溫度會在界(jie)面(mian)處產生(sheng)“壓(ya)(ya)力鍛”的(de)焊接效應(ying),促進界(jie)面(mian)間的(de)快速擴散和廣(guang)泛結合(he),成品為冶金(jin)結合(he)的(de)復合(he)擠壓(ya)(ya)管(guan)。
3. 復合鋼板焊接法
這是目前制造直(zhi)徑大(da)于(yu)300mm以上石油天然(ran)氣(qi)輸(shu)送管道用復(fu)(fu)合鋼管的主(zhu)要方(fang)法。它先將兩種(zhong)(zhong)不同材質的板坯用超大(da)功率熱軋(ya)機進(jin)行(xing)(xing)熱復(fu)(fu)合,然(ran)后(hou)用UO工藝(yi)卷(juan)成管坯,再進(jin)行(xing)(xing)縱縫焊接。采用這種(zhong)(zhong)方(fang)法生產復(fu)(fu)合鋼管的工藝(yi)流程為:
熱軋板坯→用機械或化(hua)學法(fa)處理(li)二層板坯待復合表面→組(zu)成(cheng)雙層板進(jin)行(xing)熱軋復合→UO成(cheng)形(xing)管坯→縱縫(feng)焊接→擴管→熱處理(li)。
4.冷加工擴散退火法
這種方法與熱加工(gong)方法最大的(de)(de)不同是:首先(xian)將不同材質的(de)(de)管坯分別制成冷軋或冷拔無縫管,其(qi)次(ci)在內層管坯的(de)(de)外側纏繞(rao)一層特制的(de)(de)低熔點中間層薄帶(dai),經(jing)冷拔后,再進行(xing)高溫擴(kuo)散退火(huo),它(ta)的(de)(de)工(gong)藝(yi)流程如(ru)下:
冷(leng)(leng)軋(ya)與冷(leng)(leng)拔制成內層(ceng)管與外層(ceng)管→用機(ji)械(xie)或(huo)化(hua)學法處理(li)待(dai)復合管的接觸表面→在內層(ceng)管的外側螺旋式(shi)纏繞低(di)熔(rong)點金屬帶(dai)→配管→冷(leng)(leng)拔或(huo)冷(leng)(leng)軋(ya)→擴散退火→冷(leng)(leng)軋(ya)或(huo)冷(leng)(leng)拔(必要)。
5. 粉末法(fa)
粉末(mo)冶金法制(zhi)造復合鋼管(guan)的工藝,其工藝流程如下:真(zhen)空感應爐(lu)熔煉、氣體霧化制(zhi)粉→分級(ji)→粉末(mo)充(chong)填(tian)→冷(或熱)等靜壓→坯料加熱→熱擠壓。該工藝最早(zao)由日本山陽特殊鋼公司(si)和日本新日鐵公司(si)等開發。
6. 雙(shuang)金屬壓熔錨合(he)(he)冶金復合(he)(he)
浙(zhe)江至德鋼業有限公司開發的(de)雙金(jin)(jin)屬壓(ya)熔(rong)錨合(he)冶金(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)管(guan)(guan),是通(tong)過(guo)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)同時(shi)作用,基管(guan)(guan)、內(nei)管(guan)(guan)材料接觸界面(mian)的(de)金(jin)(jin)屬熔(rong)融液態化,之(zhi)后兩種(zhong)金(jin)(jin)屬材料液相(xiang)(xiang)經過(guo)混合(he)凝(ning)固產生金(jin)(jin)屬鍵結合(he)和新的(de)金(jin)(jin)屬相(xiang)(xiang)態組織,最終(zhong)實(shi)現高(gao)結合(he)力的(de)冶金(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)管(guan)(guan)。雙金(jin)(jin)屬壓(ya)熔(rong)錨合(he)冶金(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)的(de)基管(guan)(guan)和內(nei)管(guan)(guan)之(zhi)間結合(he)強(qiang)度可超過(guo)210MPa,是無縫(feng)隙(xi)、冶金(jin)(jin)級(ji)的(de)整體金(jin)(jin)屬復(fu)(fu)合(he)方(fang)法。

