冶金復合不銹鋼(gang)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)在熔(rong)融金屬(shu)與固體金屬(shu)相互(hu)作用基(ji)礎上(shang)獲得結合(he)(he)方法(fa)。特點是(shi)結晶細密,機(ji)(ji)械(xie)性(xing)能好,結合(he)(he)面緊密,但內表面質(zhi)量較差,且限制內襯金屬(shu)熔(rong)點必須低(di)于基(ji)材熔(rong)點。國內代表廠(chang)家是(shi)新興鑄管(guan)。采(cai)用該方法(fa)生產(chan)(chan)復(fu)合(he)(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的工(gong)藝流程(cheng)為(wei):某層(ceng)(或各層(ceng))金屬(shu)的熔(rong)化→空心復(fu)合(he)(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)坯的離心澆鑄→管(guan)坯的機(ji)(ji)械(xie)加工(gong)→擠壓機(ji)(ji)、周(zhou)期式軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)、連續式軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)生產(chan)(chan)半成品管(guan)或成品管(guan)→復(fu)合(he)(he)鋼(gang)管(guan)的熱(re)處理→冷軋(ya)或冷拔(ba)(必要時(shi))。離心澆鑄是(shi)向(xiang)旋轉的鑄模中依次澆鑄各層(ceng)金屬(shu),或者(zhe)將(jiang)熔(rong)化的覆層(ceng)金屬(shu)澆鑄到經加工(gong)并預熱(re)到給定(ding)溫度的基(ji)層(ceng)金屬(shu)上(shang),見圖8-36。目(mu)前,利(li)用離心澆鑄生產(chan)(chan)的復(fu)合(he)(he)鋼(gang)管(guan),其規格范(fan)圍在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之(zhi)間。如果與熱(re)冷變形相配合(he)(he),可以生產(chan)(chan)外徑為(wei)φ6~550mm,壁厚1mm的復(fu)合(he)(he)鋼(gang)管(guan),見圖8-37。



2. 擠壓/軋制熱加工法


  這種方法是固態金(jin)屬通過熱(re)塑(su)性(xing)(xing)(xing)變(bian)形(xing)而(er)獲得結(jie)合(he)的方法,采用熱(re)塑(su)性(xing)(xing)(xing)變(bian)形(xing)法生產(chan)復合(he)不銹鋼管(guan)的工藝流程(cheng)為:在自動軋管(guan)機(ji)、周期式軋管(guan)機(ji)或擠(ji)壓機(ji)/冷軋機(ji)上。工藝流程(cheng)是:分(fen)別生產(chan)內層管(guan)和外層管(guan)(或離心澆鑄的復合(he)管(guan)坯)→用機(ji)械加(jia)工或化學法處理待(dai)復合(he)表面→配裝(zhuang)→兩端焊接密封→雙層管(guan)坯加(jia)熱(re)→軋機(ji)、擠(ji)壓機(ji)上進(jin)行熱(re)塑(su)性(xing)(xing)(xing)變(bian)形(xing)→冷軋或冷拔(ba)(必(bi)要(yao)時)。


  軋(ya)制是一種傳統的制備復(fu)合(he)金(jin)(jin)屬的方法。熱軋(ya)復(fu)合(he)實質上屬于(yu)壓力焊(han),如(ru)果(guo)變形量(liang)足夠(gou)大(da),軋(ya)輥施(shi)加的壓力就會破壞金(jin)(jin)屬表(biao)面的氧化膜(mo),使表(biao)面達到原(yuan)子(zi)接觸,從而(er)使兩表(biao)面焊(han)在一起。軋(ya)制的優點是生產率高(gao)、質量(liang)好、成本低,并可大(da)量(liang)節省金(jin)(jin)屬材料(liao)的損耗,因此是目前應用較為廣(guang)泛的復(fu)合(he)材料(liao)生產技(ji)術。


  用擠(ji)壓(ya)(ya)機生產復(fu)合(he)(he)管時,當擠(ji)壓(ya)(ya)坯料截面(mian)縮減到10:1時,高的擠(ji)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力和溫度(du)會(hui)在界面(mian)處產生“壓(ya)(ya)力鍛(duan)”的焊接效應(ying),促進界面(mian)間(jian)的快速擴(kuo)散和廣泛結合(he)(he),成品為冶金結合(he)(he)的復(fu)合(he)(he)擠(ji)壓(ya)(ya)管。


3. 復合鋼板(ban)焊(han)接法


  這(zhe)是(shi)目前制造直(zhi)徑大于300mm以上石油天然氣(qi)輸送管道用(yong)復(fu)合鋼管的(de)主要方法。它先將兩種(zhong)不(bu)同(tong)材(cai)質的(de)板坯(pi)用(yong)超(chao)大功率熱(re)軋(ya)機進(jin)行熱(re)復(fu)合,然后用(yong)UO工(gong)藝卷成管坯(pi),再進(jin)行縱縫焊(han)接。采用(yong)這(zhe)種(zhong)方法生產復(fu)合鋼管的(de)工(gong)藝流程為(wei):


  熱(re)軋板(ban)坯(pi)→用(yong)機(ji)械或(huo)化學法處理二層(ceng)板(ban)坯(pi)待復(fu)合表面→組(zu)成雙(shuang)層(ceng)板(ban)進行(xing)熱(re)軋復(fu)合→UO成形管(guan)坯(pi)→縱縫焊(han)接→擴管(guan)→熱(re)處理。


4.冷加工擴(kuo)散退火法(fa)


  這種方法(fa)(fa)與熱加工方法(fa)(fa)最大的不同是:首先將不同材(cai)質的管(guan)坯分別制成(cheng)冷軋或(huo)冷拔(ba)無縫管(guan),其次在內層管(guan)坯的外側纏繞一(yi)層特制的低(di)熔點中間層薄帶,經冷拔(ba)后,再進行高(gao)溫擴散(san)退火,它的工藝流程如下:


   冷(leng)軋(ya)與冷(leng)拔(ba)制(zhi)成內層(ceng)管(guan)(guan)與外層(ceng)管(guan)(guan)→用(yong)機械或(huo)化學(xue)法(fa)處(chu)理待(dai)復(fu)合管(guan)(guan)的接(jie)觸表面→在內層(ceng)管(guan)(guan)的外側螺旋式纏繞低(di)熔點金屬帶(dai)→配管(guan)(guan)→冷(leng)拔(ba)或(huo)冷(leng)軋(ya)→擴散退火→冷(leng)軋(ya)或(huo)冷(leng)拔(ba)(必要)。


5. 粉末(mo)法


  粉(fen)末冶金法制造復(fu)合(he)鋼管的工藝,其工藝流(liu)程如下:真空感應爐熔煉(lian)、氣體(ti)霧(wu)化制粉(fen)→分級→粉(fen)末充填→冷(或熱)等(deng)靜壓(ya)→坯料加熱→熱擠壓(ya)。該工藝最早由日(ri)(ri)本山陽特(te)殊鋼公(gong)司(si)和(he)日(ri)(ri)本新(xin)日(ri)(ri)鐵公(gong)司(si)等(deng)開發。


6. 雙(shuang)金屬壓熔錨合(he)冶金復(fu)合(he)


  浙江至德鋼(gang)業有限公司開發的(de)雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)壓(ya)熔(rong)錨(mao)合(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復合(he)管(guan),是通過高溫高壓(ya)同時作用,基管(guan)、內(nei)管(guan)材料接觸界面的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)融液(ye)態(tai)化,之后兩(liang)種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)材料液(ye)相經(jing)過混合(he)凝固產生(sheng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)鍵結(jie)(jie)(jie)合(he)和(he)(he)新的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)相態(tai)組織(zhi),最終實現高結(jie)(jie)(jie)合(he)力的(de)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復合(he)管(guan)。雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)壓(ya)熔(rong)錨(mao)合(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復合(he)不銹鋼(gang)管(guan)的(de)基管(guan)和(he)(he)內(nei)管(guan)之間(jian)結(jie)(jie)(jie)合(he)強度可超過210MPa,是無縫隙、冶(ye)金(jin)(jin)(jin)級的(de)整體(ti)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)復合(he)方(fang)法。


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