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(li)心鑄造法


  這是在(zai)熔(rong)融金屬(shu)與固體金屬(shu)相(xiang)互作用(yong)基礎上獲(huo)得結合方法(fa)。特點(dian)(dian)(dian)是結晶細密,機(ji)械性能(neng)好,結合面緊密,但內(nei)表(biao)面質量較差,且限制內(nei)襯金屬(shu)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)必須低(di)于基材熔(rong)點(dian)(dian)(dian)。國內(nei)代表(biao)廠家是新興(xing)鑄(zhu)管。采用(yong)該方法(fa)生產(chan)復合不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)(de)(de)工(gong)藝流程為:某層(ceng)(或(huo)(huo)各層(ceng))金屬(shu)的(de)(de)(de)熔(rong)化(hua)→空心復合不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管坯的(de)(de)(de)離心澆(jiao)鑄(zhu)→管坯的(de)(de)(de)機(ji)械加工(gong)→擠(ji)壓機(ji)、周期式(shi)軋(ya)管機(ji)、連續式(shi)軋(ya)管機(ji)生產(chan)半成(cheng)品管或(huo)(huo)成(cheng)品管→復合鋼(gang)(gang)管的(de)(de)(de)熱(re)(re)處理→冷軋(ya)或(huo)(huo)冷拔(必要時)。離心澆(jiao)鑄(zhu)是向旋轉的(de)(de)(de)鑄(zhu)模中依次澆(jiao)鑄(zhu)各層(ceng)金屬(shu),或(huo)(huo)者將熔(rong)化(hua)的(de)(de)(de)覆(fu)層(ceng)金屬(shu)澆(jiao)鑄(zhu)到經加工(gong)并預熱(re)(re)到給定(ding)溫度的(de)(de)(de)基層(ceng)金屬(shu)上,見圖8-36。目前,利(li)用(yong)離心澆(jiao)鑄(zhu)生產(chan)的(de)(de)(de)復合鋼(gang)(gang)管,其規格(ge)范圍(wei)在(zai)Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間(jian)。如(ru)果與熱(re)(re)冷變(bian)形相(xiang)配合,可以生產(chan)外徑為φ6~550mm,壁厚(hou)1mm的(de)(de)(de)復合鋼(gang)(gang)管,見圖8-37。



2. 擠壓(ya)/軋制熱加工(gong)法


  這種方法(fa)(fa)是固態金(jin)屬通過熱塑(su)(su)性(xing)變形而獲得(de)結合(he)(he)的(de)方法(fa)(fa),采用熱塑(su)(su)性(xing)變形法(fa)(fa)生產(chan)(chan)復(fu)合(he)(he)不(bu)銹鋼(gang)管的(de)工藝流程為:在自動軋(ya)管機(ji)(ji)、周期式(shi)軋(ya)管機(ji)(ji)或(huo)擠壓機(ji)(ji)/冷(leng)軋(ya)機(ji)(ji)上。工藝流程是:分別生產(chan)(chan)內(nei)層管和(he)外層管(或(huo)離心澆(jiao)鑄(zhu)的(de)復(fu)合(he)(he)管坯)→用機(ji)(ji)械加工或(huo)化學法(fa)(fa)處理待復(fu)合(he)(he)表面→配裝→兩端焊接(jie)密(mi)封→雙(shuang)層管坯加熱→軋(ya)機(ji)(ji)、擠壓機(ji)(ji)上進行熱塑(su)(su)性(xing)變形→冷(leng)軋(ya)或(huo)冷(leng)拔(ba)(必要時)。


  軋(ya)制是一(yi)(yi)種(zhong)傳(chuan)統的(de)(de)制備復合(he)金(jin)屬(shu)的(de)(de)方法。熱軋(ya)復合(he)實質上屬(shu)于壓(ya)力焊(han),如果變形量(liang)足夠大,軋(ya)輥施加的(de)(de)壓(ya)力就會破壞(huai)金(jin)屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)氧化膜,使(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)達到(dao)原子(zi)接(jie)觸,從而(er)使(shi)兩(liang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)焊(han)在一(yi)(yi)起。軋(ya)制的(de)(de)優點是生產率高、質量(liang)好、成本(ben)低(di),并(bing)可大量(liang)節省金(jin)屬(shu)材料(liao)的(de)(de)損(sun)耗(hao),因(yin)此(ci)是目(mu)前(qian)應用(yong)較為廣泛的(de)(de)復合(he)材料(liao)生產技術。


  用(yong)擠壓(ya)機生產(chan)(chan)復合(he)管時(shi),當擠壓(ya)坯料截面縮(suo)減(jian)到10:1時(shi),高的擠壓(ya)壓(ya)力和溫(wen)度會(hui)在界(jie)面處產(chan)(chan)生“壓(ya)力鍛(duan)”的焊(han)接效應(ying),促進(jin)界(jie)面間(jian)的快速擴(kuo)散和廣(guang)泛結合(he),成品為冶(ye)金結合(he)的復合(he)擠壓(ya)管。


3. 復(fu)合鋼(gang)板焊接法


  這是目(mu)前(qian)制(zhi)造直徑(jing)大于300mm以(yi)上石油天然氣(qi)輸送(song)管道用(yong)(yong)復(fu)(fu)合鋼管的主要方法。它先將兩種不同材質的板坯(pi)用(yong)(yong)超大功(gong)率熱軋機進行(xing)熱復(fu)(fu)合,然后(hou)用(yong)(yong)UO工藝卷成管坯(pi),再進行(xing)縱縫焊接。采用(yong)(yong)這種方法生產復(fu)(fu)合鋼管的工藝流程為:


  熱軋板坯→用機械或(huo)化學(xue)法處理二層板坯待(dai)復合表面→組成雙層板進行熱軋復合→UO成形(xing)管坯→縱(zong)縫焊接→擴管→熱處理。


4.冷加工擴散退(tui)火法


  這種方法與熱加(jia)工方法最大的不同(tong)是:首先將不同(tong)材質的管(guan)坯(pi)分別制(zhi)成冷(leng)軋(ya)或冷(leng)拔無縫管(guan),其次在內層(ceng)管(guan)坯(pi)的外側纏繞一層(ceng)特制(zhi)的低(di)熔點中間層(ceng)薄帶,經冷(leng)拔后,再進行高溫擴散退火,它(ta)的工藝流程(cheng)如下(xia):


   冷(leng)軋(ya)與冷(leng)拔(ba)制成內(nei)層(ceng)(ceng)管與外層(ceng)(ceng)管→用(yong)機械(xie)或化學法(fa)處理待(dai)復合(he)管的(de)接觸表面→在內(nei)層(ceng)(ceng)管的(de)外側螺旋(xuan)式纏繞低(di)熔點金屬帶→配管→冷(leng)拔(ba)或冷(leng)軋(ya)→擴散退火→冷(leng)軋(ya)或冷(leng)拔(ba)(必要)。


5. 粉(fen)末(mo)法


  粉(fen)末(mo)冶金法制(zhi)造復合(he)鋼管的工藝(yi),其(qi)工藝(yi)流(liu)程如下(xia):真空感(gan)應爐熔煉(lian)、氣體霧(wu)化制(zhi)粉(fen)→分級(ji)→粉(fen)末(mo)充填→冷(或熱(re))等靜壓→坯料加熱(re)→熱(re)擠(ji)壓。該工藝(yi)最早由日(ri)本山陽特殊鋼公司和(he)日(ri)本新日(ri)鐵公司等開發。


6. 雙金(jin)屬壓熔錨合冶金(jin)復合


  浙江至德鋼(gang)業有(you)限公司(si)開發的(de)雙金(jin)(jin)屬(shu)壓(ya)熔(rong)錨(mao)合(he)(he)(he)(he)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)(he)(he)管,是(shi)(shi)通過高溫高壓(ya)同時作用,基(ji)(ji)管、內管材料接觸界面的(de)金(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)融液態化(hua),之(zhi)后兩種金(jin)(jin)屬(shu)材料液相經過混合(he)(he)(he)(he)凝(ning)固(gu)產生金(jin)(jin)屬(shu)鍵(jian)結(jie)合(he)(he)(he)(he)和新的(de)金(jin)(jin)屬(shu)相態組織,最(zui)終實現(xian)高結(jie)合(he)(he)(he)(he)力的(de)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)(he)(he)管。雙金(jin)(jin)屬(shu)壓(ya)熔(rong)錨(mao)合(he)(he)(he)(he)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)(he)(he)不銹鋼(gang)管的(de)基(ji)(ji)管和內管之(zhi)間結(jie)合(he)(he)(he)(he)強(qiang)度可(ke)超過210MPa,是(shi)(shi)無(wu)縫隙、冶(ye)(ye)金(jin)(jin)級(ji)的(de)整(zheng)體(ti)金(jin)(jin)屬(shu)復(fu)合(he)(he)(he)(he)方法(fa)。


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