冶金復合不(bu)銹(xiu)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. 離心鑄造法


  這(zhe)是在(zai)熔(rong)融金(jin)屬(shu)(shu)與(yu)(yu)固體金(jin)屬(shu)(shu)相互作用基礎上獲(huo)得結(jie)合(he)(he)方(fang)(fang)法(fa)。特點(dian)(dian)是結(jie)晶細(xi)密,機械(xie)性能好,結(jie)合(he)(he)面緊密,但內(nei)表面質量較差,且限制內(nei)襯金(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)點(dian)(dian)必須低于(yu)基材熔(rong)點(dian)(dian)。國內(nei)代表廠家是新興鑄(zhu)(zhu)管(guan)。采(cai)用該(gai)方(fang)(fang)法(fa)生(sheng)產復合(he)(he)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)工藝(yi)流程(cheng)為(wei):某層(ceng)(ceng)(或(huo)各層(ceng)(ceng))金(jin)屬(shu)(shu)的(de)熔(rong)化(hua)→空(kong)心(xin)復合(he)(he)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)坯(pi)的(de)離(li)心(xin)澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)(zhu)→管(guan)坯(pi)的(de)機械(xie)加(jia)工→擠壓機、周(zhou)期(qi)式軋管(guan)機、連續式軋管(guan)機生(sheng)產半成(cheng)品管(guan)或(huo)成(cheng)品管(guan)→復合(he)(he)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)熱處理→冷軋或(huo)冷拔(ba)(必要時)。離(li)心(xin)澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)(zhu)是向旋(xuan)轉的(de)鑄(zhu)(zhu)模中依次澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)(zhu)各層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)(shu),或(huo)者將熔(rong)化(hua)的(de)覆層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)(zhu)到(dao)經加(jia)工并預(yu)熱到(dao)給定溫度的(de)基層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)上,見圖8-36。目前,利用離(li)心(xin)澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)(zhu)生(sheng)產的(de)復合(he)(he)鋼(gang)(gang)管(guan),其規(gui)格范(fan)圍在(zai)Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如果與(yu)(yu)熱冷變形相配(pei)合(he)(he),可以生(sheng)產外徑為(wei)φ6~550mm,壁厚1mm的(de)復合(he)(he)鋼(gang)(gang)管(guan),見圖8-37。



2. 擠壓/軋(ya)制熱加工(gong)法


  這種方法是固態金屬(shu)通過(guo)熱塑性(xing)變(bian)形而獲得結(jie)合(he)的方法,采用(yong)熱塑性(xing)變(bian)形法生產(chan)復合(he)不銹鋼管(guan)(guan)的工(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程為:在自動軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、周期式軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)或擠壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)/冷(leng)軋機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上。工(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程是:分別生產(chan)內層管(guan)(guan)和外層管(guan)(guan)(或離心(xin)澆(jiao)鑄的復合(he)管(guan)(guan)坯(pi))→用(yong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械加工(gong)或化學法處(chu)理待復合(he)表面(mian)→配裝→兩端(duan)焊接(jie)密封→雙層管(guan)(guan)坯(pi)加熱→軋機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、擠壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)上進行熱塑性(xing)變(bian)形→冷(leng)軋或冷(leng)拔(必要時)。


  軋制(zhi)(zhi)是(shi)一種(zhong)傳統的制(zhi)(zhi)備復合(he)(he)金(jin)(jin)屬(shu)的方法。熱軋復合(he)(he)實(shi)質(zhi)上屬(shu)于壓力焊,如果變形(xing)量(liang)足夠大(da),軋輥(gun)施加的壓力就會(hui)破壞金(jin)(jin)屬(shu)表面的氧(yang)化膜,使(shi)表面達到原(yuan)子接觸,從(cong)而(er)使(shi)兩表面焊在一起。軋制(zhi)(zhi)的優點是(shi)生產(chan)率(lv)高、質(zhi)量(liang)好(hao)、成本(ben)低,并可大(da)量(liang)節省金(jin)(jin)屬(shu)材料(liao)的損耗,因此(ci)是(shi)目前應(ying)用較為廣泛(fan)的復合(he)(he)材料(liao)生產(chan)技(ji)術。


  用擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)生(sheng)產(chan)復(fu)合(he)管(guan)時,當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)坯(pi)料截面縮減到(dao)10:1時,高(gao)的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力和溫(wen)度會在(zai)界面處產(chan)生(sheng)“壓(ya)(ya)力鍛”的焊接(jie)效應(ying),促進界面間(jian)的快速擴散和廣泛結合(he),成品(pin)為(wei)冶金結合(he)的復(fu)合(he)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)管(guan)。


3. 復合鋼(gang)板焊接法


  這是(shi)目(mu)前制造直徑大于300mm以上石油天然氣輸(shu)送管道用復合(he)鋼管的(de)主(zhu)要方法(fa)。它先將(jiang)兩種不(bu)同(tong)材質(zhi)的(de)板坯用超大功(gong)率熱軋機進(jin)行(xing)(xing)熱復合(he),然后用UO工藝卷成管坯,再(zai)進(jin)行(xing)(xing)縱縫焊接。采用這種方法(fa)生產復合(he)鋼管的(de)工藝流程為:


  熱(re)軋板(ban)(ban)坯→用機械(xie)或化(hua)學法處(chu)理二層板(ban)(ban)坯待復(fu)合(he)表面→組成雙層板(ban)(ban)進行熱(re)軋復(fu)合(he)→UO成形管坯→縱縫焊接→擴管→熱(re)處(chu)理。


4.冷加(jia)工擴散退火法


  這種方法與(yu)熱加工方法最大的不同是:首先將(jiang)不同材質的管(guan)坯(pi)分(fen)別制(zhi)成(cheng)冷(leng)(leng)軋或冷(leng)(leng)拔無縫管(guan),其次在(zai)內層管(guan)坯(pi)的外側(ce)纏繞一層特制(zhi)的低熔(rong)點中間層薄帶,經冷(leng)(leng)拔后(hou),再進(jin)行高(gao)溫擴(kuo)散退火,它的工藝(yi)流程(cheng)如(ru)下(xia):


   冷(leng)軋(ya)與冷(leng)拔制成內層管(guan)與外(wai)層管(guan)→用機(ji)械或(huo)化學法處理待(dai)復合(he)管(guan)的接觸表面→在內層管(guan)的外(wai)側螺旋式纏繞低熔點金屬帶→配管(guan)→冷(leng)拔或(huo)冷(leng)軋(ya)→擴散退火→冷(leng)軋(ya)或(huo)冷(leng)拔(必要(yao))。


5. 粉末法


  粉(fen)末(mo)冶金法制造復合鋼管的(de)工(gong)藝(yi)(yi),其工(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)如下(xia):真空感應(ying)爐熔煉、氣體霧化制粉(fen)→分級→粉(fen)末(mo)充填→冷(或(huo)熱)等靜壓→坯料(liao)加熱→熱擠(ji)壓。該(gai)工(gong)藝(yi)(yi)最早(zao)由日本山陽(yang)特殊鋼公(gong)司(si)和日本新日鐵公(gong)司(si)等開發(fa)。


6. 雙金屬壓熔(rong)錨合冶(ye)金復合


  浙江至德鋼業(ye)有限公司開發的(de)(de)雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)壓熔錨合(he)(he)冶金(jin)(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)(he)管(guan),是(shi)通過(guo)高(gao)溫(wen)高(gao)壓同時作(zuo)用,基(ji)管(guan)、內管(guan)材料(liao)接(jie)觸界面(mian)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔融液(ye)態化,之后兩種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)液(ye)相經過(guo)混合(he)(he)凝(ning)固產生金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鍵結合(he)(he)和(he)新(xin)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)相態組織(zhi),最終實現高(gao)結合(he)(he)力的(de)(de)冶金(jin)(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)(he)管(guan)。雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)壓熔錨合(he)(he)冶金(jin)(jin)(jin)復(fu)(fu)合(he)(he)不銹鋼管(guan)的(de)(de)基(ji)管(guan)和(he)內管(guan)之間結合(he)(he)強度可超過(guo)210MPa,是(shi)無縫(feng)隙、冶金(jin)(jin)(jin)級的(de)(de)整(zheng)體金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)復(fu)(fu)合(he)(he)方法。


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