冶金復合不銹(xiu)鋼(gang)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(zhu)造法


  這是(shi)在(zai)熔(rong)(rong)融金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)與固體金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)相(xiang)互作(zuo)用基(ji)(ji)礎(chu)上(shang)獲得結(jie)合方(fang)法。特(te)點是(shi)結(jie)晶細(xi)密(mi),機械(xie)(xie)性能好,結(jie)合面緊密(mi),但內(nei)(nei)表面質量較差,且限制內(nei)(nei)襯(chen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔(rong)(rong)點必(bi)(bi)須(xu)低(di)于基(ji)(ji)材熔(rong)(rong)點。國內(nei)(nei)代表廠家是(shi)新興(xing)鑄管。采用該方(fang)法生產復(fu)合不銹鋼(gang)管的(de)(de)工(gong)藝流程為:某(mou)層(ceng)(或各層(ceng))金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)熔(rong)(rong)化(hua)→空心復(fu)合不銹鋼(gang)管坯(pi)的(de)(de)離心澆(jiao)鑄→管坯(pi)的(de)(de)機械(xie)(xie)加工(gong)→擠壓機、周期式軋管機、連續(xu)式軋管機生產半成品管或成品管→復(fu)合鋼(gang)管的(de)(de)熱處理(li)→冷軋或冷拔(必(bi)(bi)要時)。離心澆(jiao)鑄是(shi)向旋(xuan)轉的(de)(de)鑄模中依(yi)次(ci)澆(jiao)鑄各層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),或者(zhe)將熔(rong)(rong)化(hua)的(de)(de)覆層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)澆(jiao)鑄到(dao)經(jing)加工(gong)并(bing)預(yu)熱到(dao)給定(ding)溫(wen)度的(de)(de)基(ji)(ji)層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)上(shang),見圖(tu)8-36。目前(qian),利用離心澆(jiao)鑄生產的(de)(de)復(fu)合鋼(gang)管,其規格(ge)范圍在(zai)Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如果(guo)與熱冷變(bian)形相(xiang)配合,可以(yi)生產外(wai)徑為φ6~550mm,壁厚1mm的(de)(de)復(fu)合鋼(gang)管,見圖(tu)8-37。



2. 擠(ji)壓/軋制熱加工法


  這(zhe)種方(fang)法(fa)是固態金屬通(tong)過(guo)熱(re)(re)塑性變(bian)(bian)形而獲(huo)得結合(he)的方(fang)法(fa),采(cai)用(yong)熱(re)(re)塑性變(bian)(bian)形法(fa)生產復(fu)合(he)不銹鋼(gang)管的工(gong)藝流(liu)程(cheng)為:在自動軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)(ji)、周(zhou)期(qi)式軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)(ji)或擠(ji)壓機(ji)(ji)(ji)/冷軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)上(shang)(shang)。工(gong)藝流(liu)程(cheng)是:分別生產內層管和(he)外(wai)層管(或離心澆鑄的復(fu)合(he)管坯(pi))→用(yong)機(ji)(ji)(ji)械(xie)加(jia)(jia)工(gong)或化學(xue)法(fa)處(chu)理(li)待復(fu)合(he)表面→配裝→兩端焊(han)接密封(feng)→雙(shuang)層管坯(pi)加(jia)(jia)熱(re)(re)→軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)、擠(ji)壓機(ji)(ji)(ji)上(shang)(shang)進行熱(re)(re)塑性變(bian)(bian)形→冷軋(ya)(ya)(ya)或冷拔(必(bi)要(yao)時)。


  軋(ya)(ya)制是一種傳統(tong)的(de)制備復合(he)金(jin)屬(shu)的(de)方法。熱軋(ya)(ya)復合(he)實質上屬(shu)于(yu)壓力焊(han),如果變形(xing)量(liang)足(zu)夠大(da),軋(ya)(ya)輥施(shi)加的(de)壓力就會破(po)壞金(jin)屬(shu)表面的(de)氧化(hua)膜,使表面達到(dao)原子接觸,從而使兩表面焊(han)在(zai)一起。軋(ya)(ya)制的(de)優點(dian)是生產率高(gao)、質量(liang)好、成本低,并可(ke)大(da)量(liang)節省金(jin)屬(shu)材(cai)料的(de)損耗(hao),因此是目(mu)前應(ying)用較為廣泛的(de)復合(he)材(cai)料生產技術。


  用擠壓(ya)機(ji)生產(chan)復合(he)管時,當擠壓(ya)坯料截面(mian)縮減到10:1時,高(gao)的(de)擠壓(ya)壓(ya)力和溫(wen)度會(hui)在界面(mian)處產(chan)生“壓(ya)力鍛”的(de)焊接(jie)效(xiao)應(ying),促進界面(mian)間的(de)快速擴散和廣泛結合(he),成品(pin)為冶金結合(he)的(de)復合(he)擠壓(ya)管。


3. 復合(he)鋼板(ban)焊接法


  這是目前制造直徑(jing)大(da)于300mm以上石油天然氣輸送管道用(yong)(yong)復合鋼(gang)管的主要方法。它先將兩(liang)種不同(tong)材(cai)質的板坯(pi)用(yong)(yong)超大(da)功率(lv)熱(re)軋機進行熱(re)復合,然后(hou)用(yong)(yong)UO工藝卷成管坯(pi),再進行縱縫焊接。采用(yong)(yong)這種方法生產復合鋼(gang)管的工藝流(liu)程(cheng)為:


  熱(re)軋(ya)板坯→用機械或化(hua)學法處理二層(ceng)板坯待復合表面→組成(cheng)雙層(ceng)板進行熱(re)軋(ya)復合→UO成(cheng)形管(guan)坯→縱(zong)縫焊接→擴(kuo)管(guan)→熱(re)處理。


4.冷加(jia)工擴散退火法


  這種方法(fa)與熱加工方法(fa)最大的(de)不同(tong)是(shi):首先將不同(tong)材質的(de)管(guan)坯分別制成冷軋(ya)或冷拔無縫管(guan),其次在內層(ceng)管(guan)坯的(de)外側纏(chan)繞一層(ceng)特制的(de)低熔點中(zhong)間層(ceng)薄(bo)帶(dai),經冷拔后,再進行高溫擴(kuo)散退火(huo),它的(de)工藝流程(cheng)如下:


   冷軋(ya)與冷拔(ba)制成內層(ceng)管與外層(ceng)管→用機械或化學法(fa)處理待復合管的接觸表面→在內層(ceng)管的外側螺旋式(shi)纏繞低熔點金屬帶→配管→冷拔(ba)或冷軋(ya)→擴散退火→冷軋(ya)或冷拔(ba)(必(bi)要)。


5. 粉末法


  粉末(mo)冶金法制造復合鋼(gang)管的工藝(yi),其工藝(yi)流程如下(xia):真空感應爐熔煉(lian)、氣體(ti)霧化(hua)制粉→分級→粉末(mo)充填→冷(或熱(re))等靜(jing)壓→坯(pi)料加熱(re)→熱(re)擠壓。該工藝(yi)最早由(you)日(ri)本(ben)山陽特(te)殊(shu)鋼(gang)公(gong)司(si)和日(ri)本(ben)新日(ri)鐵公(gong)司(si)等開發。


6. 雙金(jin)屬壓(ya)熔錨合冶(ye)金(jin)復合


  浙江至德鋼業有限公司開(kai)發的(de)雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)壓熔(rong)(rong)錨合(he)(he)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)復合(he)(he)管(guan)(guan),是(shi)通(tong)過高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓同時(shi)作用,基(ji)管(guan)(guan)、內管(guan)(guan)材料接觸(chu)界面的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔(rong)(rong)融液(ye)態(tai)化,之(zhi)后兩種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料液(ye)相經過混合(he)(he)凝(ning)固產(chan)生金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鍵結合(he)(he)和(he)新的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)相態(tai)組織,最終實現高(gao)(gao)結合(he)(he)力的(de)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)復合(he)(he)管(guan)(guan)。雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)壓熔(rong)(rong)錨合(he)(he)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)復合(he)(he)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)基(ji)管(guan)(guan)和(he)內管(guan)(guan)之(zhi)間結合(he)(he)強度可超過210MPa,是(shi)無(wu)縫隙、冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)級的(de)整(zheng)體金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)復合(he)(he)方法。


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