CN105598163A - 一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，其特征在于其步骤是：选取金属覆管和芯棒并清理其待复合的表面，将覆管和芯棒按顺序叠装制坯，得到复合棒坯；将复合棒坯通过装有波纹轧辊的Y型三辊粗轧机，轧制出具有波纹复合面的复合棒材；将粗轧后具有外波纹的复合棒材通过复合精轧机，使复合棒材外表面波纹轧圆，并轧制到所需直径，得到成品复合棒材。本发明利用芯棒波纹和覆管波纹之间的啮合力增大了芯棒和覆管之间的结合力；解决了异种金属变形抗力不同引起金属塑性变形不一致的差异；利用芯棒和覆管的波纹复合面，增大了芯棒和覆管的接触面积，增加了金属层的结合强度，避免了轧制过程中芯棒和覆管的开裂现象，提高了复合率。

Description

一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺

技术领域

本发明属于金属复合棒材的制备技术领域，具体涉及一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺。

背景技术

双金属复合棒材,是由内外两种不同的金属组成的金属棒材。外层金属管套在内层金属棒上，外管和芯棒之间通过各种变形和连接技术紧密结合,受外力作用时,外管和芯棒同时变形且界面不分离。一般设计准则是芯部棒材满足设计应力,外层覆材能抗腐蚀或磨损等。和单一金属棒材相比,复合棒材充分利用芯棒和覆管的最佳性能,不仅具有高强度,而且还具有优良耐腐蚀、耐磨损性能,节省了大量贵重金属,降低了生产成本,因而双金属复合棒材的应用领域很广泛。

压力加工复合法是指异种金属在塑性变形过程中受到变形力的作用使接触表面接近原子厚距离形成大量结合点，进而扩散形成稳固的冶金结合。其制坯工艺及界面复合机制是制约复合金属管质量、产量的主要因素。压力加工法中研究最多的是轧制复合，有热轧、冷轧、非等温轧制、异步轧制等。而轧制复合能量较低，异种金属材料力学性能差异大，结合界面比爆炸复合更为复杂。滚压复合法，内管易开裂且易加工硬化；旋压复合法，工艺简单,成本低,效率高，但是结合强度低,加工大直径产品较困难。所以使异种金属界面结合稳固，质量精度高，品种范围广，复合效率高是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决复合棒材生产时复合界面结合性能不良的技术问题，提供一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺。

本发明是通过下述技术方案实现：

1、一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，包括如下步骤：

1）坯料选择，选取金属覆管和芯棒，清理覆管和芯棒进行复合的表面，直至见到金属基体；

2）制坯，将覆管和芯棒按顺序叠装，制坯，得到复合棒坯；

3）粗轧，将复合棒坯通过装有波纹轧辊的Y型三辊粗轧机，所述复合粗轧机是三个轧辊为圆孔型中刻有波纹辊面的Y型轧机，使波纹辊面轧辊与覆管接触，覆管内表面与芯棒外表面接触，轧制出外表面和复合面上具有波纹形状的波纹复合棒材，波纹高度为覆管厚度的（0.1～10）倍，波纹复合棒材波纹宽度是波纹高度的（2～20）倍，波纹截面形状为圆弧形、椭圆形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，所述复合棒材波纹垂直于轧制方向或者平行于轧制方向；

4）精轧，将粗轧轧制出的波纹复合棒材通过复合精轧机，精轧机为三辊轧机或者二辊轧机，轧辊为圆孔型或者椭圆孔型，使波纹复合棒材外表面波纹轧平，轧圆，并轧制到所需直径，得到复合棒材；

5）精整，将精轧得到的复合棒材切边，热处理，矫直，分段。

2、其中，一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，步骤2）中所述制棒坯过程为：将叠装的覆管和芯棒送往压力机压紧，在叠装的复合棒材端部圆周方向用埋弧焊封装焊接，在焊接好的复合棒坯料端部钻孔抽真空，然后封闭该孔，得到复合棒坯。

3、其中，一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，在步骤3）中，用于热轧，在粗轧前，将检验合格后的复合棒坯送往加热炉，加热到一定温度，然后再粗轧。

4、其中，一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，在步骤3）中，或者用于冷轧，在粗轧前，将检验合格的复合棒送往酸洗设备酸洗，然后再粗轧。

本发明的优点及积极效果：

本发明利用芯棒波纹和覆管波纹之间的结合力增大了芯棒和覆管之间的结合力；利用粗轧后整体波纹覆管与芯棒波纹表面结合，解决异种金属变形抗力不同引起金属塑性变形的差异，即异种金属变形不一致引起的残余应力问题；利用芯棒和覆管的波纹复合面，增大了芯棒和覆管的接触面积，增加了金属层的结合强度，避免了轧制过程中芯棒和覆管的开裂现象，提高了复合率；所述一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，工艺简单，能耗低，复合质量、产量高。

附图说明

图1为复合棒坯示意图；

图2为复合棒粗轧示意图；

图3为复合棒精轧示意图；

图中：1-覆管；2-芯棒；3-Y型粗轧机波纹轧辊；4-Y型轧机精轧轧辊。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：制备不锈钢-碳钢复合棒材

1）制坯：选取304不锈钢管和Q345R碳钢棒组坯，不锈钢管尺寸为厚5mm×直径60mm×长2000mm，作为覆管1；碳钢棒尺寸为直径58mm×长2000mm，作为芯棒2；清理芯棒外壁和不锈钢管内壁，直至见到金属基底；叠装覆管1和芯棒2，送往压力机压紧，在叠装的复合棒坯两端周围用碳钢先点焊后用埋弧焊封装焊接，在焊接好的复合棒坯料端部钻孔抽真空，然后封闭该孔，得到复合棒坯，如图1；所述覆管圆弧形波纹高度为覆管厚度的6倍，波纹宽度是波纹高度的12倍；

2）加热：将检验合格后的复合棒坯送往加热炉，加热到1250℃；

3）粗轧：将加热好的复合棒坯送往复合粗轧机轧制，如图2，所述复合粗轧机是三个轧辊为圆弧形波纹表面的Y型轧机，使波纹表面的上粗轧辊4与覆管外壁接触，光滑芯棒的外表面与不锈钢覆管接触，沿轧制方向，将不锈钢-碳钢棒坯轧制成不锈钢管外壁为整体圆弧形波纹管、芯棒与不锈钢管复合面以圆弧形波纹相互配合的粗轧复合棒材；

4）精轧：如图3，将粗轧后的外表面为圆弧形波纹复合棒材送往三辊精轧Y型轧机轧制，所述精轧机工作辊为光滑表面辊，使粗轧复合棒材波纹沿轧制方向布置，在精轧机上轧制直到轧制成外壁光滑且棒材直径达到要求的复合棒材；

5）精整：将精轧复合棒通过热处理，矫直，分段，制成成品。

上述实例利用芯棒波纹和覆管波纹之间的啮合力增大了芯棒和覆管之间的结合力；利用粗轧后整体波纹覆管与芯棒波纹表面结合，解决了异种金属变形抗力不同引起金属塑性变形的差异；其复合效果良好，金属层界面的结合强度较采用光滑辊轧制复合的结合强度有了实质的提高。

Claims (4)

1.一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，包括如下步骤：

1）坯料选择，选取金属覆管和芯棒，清理覆管和芯棒进行复合的表面，直至见到金属基体；

2）制坯，将覆管和芯棒按顺序叠装，制坯，得到复合棒坯；

3）粗轧，将复合棒坯通过装有波纹轧辊的Y型三辊粗轧机，所述复合粗轧机是三个轧辊为圆孔型中刻有波纹辊面的Y型轧机，使波纹辊面轧辊与覆管接触，覆管内表面与芯棒外表面接触，轧制出外表面和复合面上具有波纹形状的波纹复合棒材，波纹高度为覆管厚度的（0.1～10）倍，波纹复合棒材波纹宽度是波纹高度的（2～20）倍，波纹截面形状为圆弧形、椭圆形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，所述复合棒材波纹垂直于轧制方向或者平行于轧制方向；

4）精轧，将粗轧轧制出的波纹复合棒材通过复合精轧机，精轧机为三辊轧机或者二辊轧机，轧辊为圆孔型或者椭圆孔型，使波纹复合棒材外表面波纹轧平，轧圆，并轧制到所需直径，得到复合棒材；

5）精整，将精轧得到的复合棒材切头尾，热处理，矫直，分段。

2.根据权利要求1所述的一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，其特征在于，步骤2）中的所述制棒坯过程为：将叠装的覆管和芯棒送往压力机压紧，在叠装的复合棒材端部圆周方向用埋弧焊封装焊接，在焊接好的复合棒坯料端部钻孔抽真空，然后封闭该孔，得到复合棒坯。

3.根据权利要求1所述的一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，其特征在于，在步骤3）中，用于热轧，在粗轧前，将检验合格后的复合棒坯送往加热炉，加热到一定温度，然后再粗轧。

4.根据权利要求1所述的一种轧制波纹结合面金属复合棒工艺，其特征在于，在步骤3）中，或者用于冷轧，在粗轧前，将检验合格的复合棒送往酸洗设备酸洗，然后再粗轧。