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(xin)鑄造法


  這是(shi)在熔融金(jin)(jin)屬與(yu)固體金(jin)(jin)屬相互作用(yong)(yong)基礎(chu)上(shang)獲得(de)結(jie)合(he)(he)方(fang)法。特點(dian)是(shi)結(jie)晶細密(mi),機(ji)(ji)械性能好(hao),結(jie)合(he)(he)面(mian)緊密(mi),但(dan)內(nei)表(biao)面(mian)質量較差(cha),且限制(zhi)內(nei)襯金(jin)(jin)屬熔點(dian)必須低于基材(cai)熔點(dian)。國(guo)內(nei)代表(biao)廠家是(shi)新興鑄(zhu)(zhu)管(guan)(guan)。采用(yong)(yong)該方(fang)法生(sheng)(sheng)產(chan)復(fu)合(he)(he)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)工藝流程為:某層(ceng)(或(huo)(huo)各層(ceng))金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)熔化→空心復(fu)合(he)(he)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)離(li)(li)心澆鑄(zhu)(zhu)→管(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)機(ji)(ji)械加工→擠壓機(ji)(ji)、周期式(shi)軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)、連續式(shi)軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)半成(cheng)品(pin)管(guan)(guan)或(huo)(huo)成(cheng)品(pin)管(guan)(guan)→復(fu)合(he)(he)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理→冷軋或(huo)(huo)冷拔(必要時(shi))。離(li)(li)心澆鑄(zhu)(zhu)是(shi)向(xiang)旋轉的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)模中依次澆鑄(zhu)(zhu)各層(ceng)金(jin)(jin)屬,或(huo)(huo)者將(jiang)熔化的(de)(de)(de)覆層(ceng)金(jin)(jin)屬澆鑄(zhu)(zhu)到經加工并預(yu)熱(re)到給(gei)定溫度的(de)(de)(de)基層(ceng)金(jin)(jin)屬上(shang),見(jian)圖8-36。目前,利用(yong)(yong)離(li)(li)心澆鑄(zhu)(zhu)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)復(fu)合(he)(he)鋼(gang)管(guan)(guan),其規格范圍在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如果與(yu)熱(re)冷變形相配合(he)(he),可以生(sheng)(sheng)產(chan)外徑為φ6~550mm,壁厚1mm的(de)(de)(de)復(fu)合(he)(he)鋼(gang)管(guan)(guan),見(jian)圖8-37。



2. 擠(ji)壓/軋制熱(re)加工法


  這種方法(fa)是固態金屬通過熱塑(su)性變(bian)(bian)形(xing)而(er)獲得結合(he)(he)的(de)方法(fa),采用熱塑(su)性變(bian)(bian)形(xing)法(fa)生(sheng)產(chan)復(fu)合(he)(he)不銹鋼管(guan)的(de)工藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)為:在自動軋管(guan)機、周期式軋管(guan)機或擠(ji)壓機/冷(leng)(leng)軋機上(shang)。工藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)是:分別生(sheng)產(chan)內層管(guan)和外層管(guan)(或離(li)心澆(jiao)鑄的(de)復(fu)合(he)(he)管(guan)坯)→用機械加(jia)工或化學法(fa)處理(li)待(dai)復(fu)合(he)(he)表面→配(pei)裝→兩(liang)端焊接密封→雙(shuang)層管(guan)坯加(jia)熱→軋機、擠(ji)壓機上(shang)進行熱塑(su)性變(bian)(bian)形(xing)→冷(leng)(leng)軋或冷(leng)(leng)拔(必要時)。


  軋(ya)制是一種傳統的制備復合金屬(shu)(shu)(shu)的方法。熱軋(ya)復合實質(zhi)上(shang)屬(shu)(shu)(shu)于壓(ya)力(li)焊(han),如果變(bian)形量足夠大,軋(ya)輥施加的壓(ya)力(li)就會破壞(huai)金屬(shu)(shu)(shu)表面的氧化膜(mo),使表面達到原(yuan)子接觸(chu),從而使兩表面焊(han)在(zai)一起。軋(ya)制的優點是生產率高、質(zhi)量好(hao)、成本低,并可大量節省金屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料(liao)的損耗,因此是目前應用較為(wei)廣(guang)泛的復合材(cai)料(liao)生產技術。


  用擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機生(sheng)(sheng)產復合(he)(he)管時,當擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)坯料截(jie)面(mian)縮(suo)減(jian)到10:1時,高的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)和溫度會在界面(mian)處(chu)產生(sheng)(sheng)“壓(ya)(ya)(ya)力(li)鍛”的(de)(de)焊接效應,促進界面(mian)間(jian)的(de)(de)快速擴散和廣泛結(jie)合(he)(he),成品為(wei)冶金結(jie)合(he)(he)的(de)(de)復合(he)(he)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)管。


3. 復合鋼板(ban)焊接(jie)法(fa)


  這是目前制造直徑大(da)于300mm以上石油(you)天(tian)然(ran)氣輸送(song)管(guan)(guan)道用(yong)(yong)復(fu)合鋼(gang)管(guan)(guan)的主(zhu)要方法。它先(xian)將兩種不同材質的板坯(pi)用(yong)(yong)超(chao)大(da)功率熱軋機進行熱復(fu)合,然(ran)后用(yong)(yong)UO工(gong)藝(yi)卷成管(guan)(guan)坯(pi),再進行縱(zong)縫焊(han)接(jie)。采用(yong)(yong)這種方法生產(chan)復(fu)合鋼(gang)管(guan)(guan)的工(gong)藝(yi)流程為(wei):


  熱軋板坯→用機械或化學法處理二層(ceng)板坯待(dai)復合(he)表(biao)面→組成(cheng)雙(shuang)層(ceng)板進行熱軋復合(he)→UO成(cheng)形管坯→縱縫焊接→擴(kuo)管→熱處理。


4.冷(leng)加工擴散退火法


  這(zhe)種方(fang)法與熱加工(gong)方(fang)法最大的不同是:首先將不同材質(zhi)的管(guan)(guan)坯分別(bie)制成冷軋或冷拔(ba)(ba)無縫(feng)管(guan)(guan),其(qi)次在內層(ceng)管(guan)(guan)坯的外側纏繞一層(ceng)特制的低(di)熔點(dian)中間層(ceng)薄(bo)帶,經(jing)冷拔(ba)(ba)后,再(zai)進行(xing)高溫擴散(san)退火,它的工(gong)藝(yi)流程(cheng)如下:


   冷(leng)軋(ya)與冷(leng)拔制成內(nei)(nei)層(ceng)管(guan)與外層(ceng)管(guan)→用(yong)機(ji)械或化學法處(chu)理待復合管(guan)的接觸表面(mian)→在內(nei)(nei)層(ceng)管(guan)的外側(ce)螺旋式纏繞低熔點金屬帶→配(pei)管(guan)→冷(leng)拔或冷(leng)軋(ya)→擴(kuo)散退火→冷(leng)軋(ya)或冷(leng)拔(必要)。


5. 粉末法


  粉(fen)(fen)末冶金法制(zhi)造(zao)復合鋼(gang)(gang)管的工(gong)藝(yi),其工(gong)藝(yi)流程如下:真(zhen)空感應爐(lu)熔煉、氣體霧化制(zhi)粉(fen)(fen)→分(fen)級→粉(fen)(fen)末充(chong)填(tian)→冷(或熱(re))等靜(jing)壓(ya)→坯(pi)料加熱(re)→熱(re)擠壓(ya)。該(gai)工(gong)藝(yi)最早(zao)由日本(ben)(ben)山陽(yang)特殊鋼(gang)(gang)公司和日本(ben)(ben)新(xin)日鐵(tie)公司等開發。


6. 雙金(jin)屬壓熔錨(mao)合冶金(jin)復合


  浙江至德鋼業有限公司(si)開(kai)發的(de)(de)雙金(jin)(jin)(jin)屬壓熔錨(mao)合(he)(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)管(guan),是通過高(gao)溫高(gao)壓同時(shi)作用(yong),基(ji)(ji)管(guan)、內管(guan)材料接觸界面的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬熔融液態化,之后兩種金(jin)(jin)(jin)屬材料液相經(jing)過混合(he)(he)凝固產生金(jin)(jin)(jin)屬鍵結(jie)(jie)合(he)(he)和新的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬相態組織,最終(zhong)實現高(gao)結(jie)(jie)合(he)(he)力的(de)(de)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)管(guan)。雙金(jin)(jin)(jin)屬壓熔錨(mao)合(he)(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)不銹(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)基(ji)(ji)管(guan)和內管(guan)之間結(jie)(jie)合(he)(he)強度可(ke)超過210MPa,是無(wu)縫隙、冶(ye)金(jin)(jin)(jin)級(ji)的(de)(de)整體金(jin)(jin)(jin)屬復(fu)合(he)(he)方(fang)法(fa)。


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