CN106112391A - 一种冶金复合双金属管坯的生产工艺 - Google Patents

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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/02—Rigid pipes of metal

Abstract

本发明公开了一种冶金复合双金属管坯的生产工艺，具体步骤如下：步骤一，选材：根据工况条件选用外层和内层材质，根据成品管材或棒材外层和内层的面积比例选定外层和内层材料的尺寸；步骤二，电渣重熔复合：以选定的外层钢管或钢坯作为自耗模，选定内层棒材作为电极棒，通过发泡渣电渣重熔复合工艺，将外层材质和内层材质进行冶炼熔合得到复合坯料。步骤三，锻造：将步骤二得到的复合坯料进行径向锻造；步骤四，表面加工：对锻造后的复合坯料进行表面加工；步骤五，热挤压：将步骤四所得的原料进行热挤压，制备成品复合棒材或管材。本发明的工艺制备的复合管材或棒材生产结合强度高，界面无分层缺陷，纯净度高，生产效率高。

Description

一种冶金复合双金属管坯的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种管坯生产工艺，具体是一种冶金复合双金属管坯的生产工艺。
背景技术
目前复合管的成型工艺主要有水压成型、爆炸焊接成型、离心浇注、热挤压、堆焊和复合板卷焊。其中离心浇注、堆焊、爆炸焊、复合板卷焊、热挤压等工艺属于冶金复合，其余属于机械复合；在结合强度方面离心浇注与堆焊持平，略大于其他成型工艺；在界面结合状态上，除离心浇注和堆焊成型外，其余工艺均存在点状分层或者连续式分层缺陷；在纯净度控制上，除堆焊和离心浇注外，外层和内层原料均可采用电渣冶炼原料，堆焊工艺的基层金属(非堆焊层)也可采用电渣冶炼原料，但是离心浇注存在C和Ti元素的偏析，而且离心浇注的纯净度偏低。复合棒的成型工艺目前有堆焊，热压焊，喷涂工艺等。其中热压焊同热挤压复合管材结合机理相同，存在着点状分层；而堆焊和喷涂工艺则受到规格和厚度的局限性。对于复合材料而言，除满足外层和内层材料的基本性能要求外，还要充分发挥其复合材料的性能，其结合强度和界面结合状况则直接影响着复合材料的功能发挥。比如传热用复合材料，则要求复合材料不得有任何点状分层缺陷，因其严重影响传热效率和使用安全；对于耐蚀合金和管线材料，则要求材料的纯净度越高越好，杂质元素，如P、S和夹杂物等越低越好，以期提高其复合材料的耐蚀性能、冲击焊接和疲劳性能。对于制作复合管件材料，则要求材料的结合强度越高越好，以保证弯曲、受压、受拉和疲劳时不发生分层失稳变形。本发明专利则是提供一种结合强度高，界面无分层缺陷，高纯净度，生产效率高的复合管材或棒材的生产工艺，克服了上述工艺的不足，兼顾了上述工艺的优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冶金复合双金属管坯的生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种冶金复合双金属管坯的生产工艺，具体步骤如下：
步骤一，选材：根据工况条件选用外层和内层材质，外层或内层材质可为碳钢、合金钢、不锈钢、镍基合金和铁镍基合金；根据成品管材或棒材外层和内层的面积比例选定外层和内层材料的尺寸；
步骤二，电渣重熔复合：以选定的外层钢管或钢坯作为自耗模，选定内层棒材作为电极棒，通过发泡渣电渣重熔复合工艺，将外层材质和内层材质进行冶炼熔合得到复合坯料；发泡渣采用50～70％CaF2—35～55％CaCO3—0～30％MgCO3—0～20％Al2O3—0～10％TiO2渣系；电渣重熔复合的过程是：心部重熔：将外层钢坯放置在底板上，准备心部重熔；安装电极：将电极棒放在底板的心部并且加入起弧剂；重熔：开始加热并且加入泡沫渣进行重熔直至液体金属重新凝固，重熔完毕。
步骤三，锻造：将步骤二得到的复合坯料进行径向锻造；
步骤四，表面加工：对锻造后的复合坯料进行表面加工；
步骤五，热挤压：将步骤四所得的原料进行热挤压，制备成品复合棒材或管材。
作为本发明进一步的方案：外层选用材质为ASME SA-213，512/412的无缝钢管，长度1米，内层选用300的材质为A210-A的电极棒，长度为2m，发泡渣采用60％CaF2—40％CaCO3。
作为本发明进一步的方案：外层选用材质为X70QS，510/290的无缝钢管，长度1米，内层选用220的材质为UNS N08825的电极棒，长度为1.8m，发泡渣采用60％CaF2—20％CaCO3—10％Al2O3—10％TiO2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的工艺制备的复合管材或棒材生产结合强度高，界面无分层缺陷，纯净度高，生产效率高，满足了人们的使用需求。
附图说明
图1为冶金复合双金属管坯的生产工艺中准备心部重熔的结构示意图。
图2为冶金复合双金属管坯的生产工艺中安装电极的结构示意图。
图3为冶金复合双金属管坯的生产工艺中重熔的结构示意图。
图4为冶金复合双金属管坯的生产工艺中重熔完毕的结构示意图。
其中：1-底板，2-外层钢坯，3-电极棒，4-起弧剂，5-泡沫渣，6-液态金属，7-内层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种冶金复合双金属管坯的生产工艺，具体步骤如下：
步骤一，选材：外层选用材质为ASME SA-213，512/412的无缝钢管，长度1米，内层选用300的材质为A210-A的电极棒，长度为2m；
步骤二，电渣重熔复合：发泡渣采用60％CaF2—40％CaCO3，将外层无缝钢管放置在底板上，准备心部重熔；将电极棒放在底板的心部并且加入起弧剂；重熔：开始加热并且加入60％CaF2—40％CaCO3的发泡渣进行重熔直至液体金属重新凝固，重熔完毕，重熔复合后复合坯料尺寸为512/422/0*1000mm，其中外层厚度为45mm，内层厚度为211mm。
步骤三，锻造：对步骤二得到的复合坯料进行径向锻造，锻造后复合坯料尺寸为255/212/0*4000mm。
步骤四，表面加工：对锻造后的复合坯料进行表面加工，加工至245/212/100*1000mm*4段；
步骤五，热挤压：将步骤四得到的复合坯料进行热挤压，挤压成品至89/84/71*10000mm*4段的复合管材；将步骤三所得复合坯料进行外表面加工，加工至245/212/0*1000mm*4段，进行热挤压，则得到89/77.5/0*7500mm*4段的复合棒材。
实施例2
一种冶金复合双金属管坯的生产工艺，具体步骤如下：
步骤一，选材：外层选用材质为X70QS，510/290的无缝钢管，长度1米，内层选用2200的材质为UNS N08825的电极棒，长度为1.8m；
步骤二，电渣重熔复合：发泡渣采用60％CaF2—20％CaCO3—10％Al2O3—10％TiO2，将外层无缝钢管放置在底板上，准备心部重熔；将电极棒放在底板的心部并且加入起弧剂；重熔：开始加热并且加入60％CaF2—20％CaCO3—10％Al2O3—10％TiO2的发泡渣进行重熔直至液体金属重新凝固，重熔完毕，重熔复合后复合坯料尺寸为508/302/0*1000mm，其中外层厚度为103mm，内层厚度为151mm。
步骤三，锻造：对步骤二得到的复合坯料进行径向锻造，锻造后复合坯料尺寸为305/181.5/0*2770mm。
步骤四，表面加工：对锻造后的复合坯料进行表面加工，加工至299/181.5/110*900mm*3段；
步骤五，热挤压：将步骤四得到的复合坯料进行热挤压，挤压成品至133/110.5/101*9000mm*3段的复合管材；将步骤三所得复合坯料进行外表面加工，加工至299/181.5/0*900mm*3段，进行热挤压，则得到133/81/0*4500mm*3段的复合棒材
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种冶金复合双金属管坯的生产工艺，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，选材：根据工况条件选用外层和内层材质，外层或内层材质可为碳钢、合金钢、不锈钢、镍基合金和铁镍基合金；根据成品管材或棒材外层和内层的面积比例选定外层和内层材料的尺寸；
步骤二，电渣重熔复合：以选定的外层钢管或钢坯作为自耗模，选定内层棒材作为电极棒，通过发泡渣电渣重熔复合工艺，将外层材质和内层材质进行冶炼熔合得到复合坯料；发泡渣采用50～70％CaF2—35～55％CaCO3—0～30％MgCO3—0～20％Al2O3—0～10％TiO2渣系；电渣重熔复合的过程是：心部重熔：将外层钢坯放置在底板上，准备心部重熔；安装电极：将电极棒放在底板的心部并且加入起弧剂；重熔：开始加热并且加入泡沫渣进行重熔直至液体金属重新凝固，重熔完毕。
步骤三，锻造：将步骤二得到的复合坯料进行径向锻造；
步骤四，表面加工：对锻造后的复合坯料进行表面加工；
步骤五，热挤压：将步骤四所得的原料进行热挤压，制备成品复合棒材或管材。
2.根据权利要求1所述的冶金复合双金属管坯的生产工艺，其特征在于，所述外层选用材质为ASME SA-213，的无缝钢管，长度1米，内层选用的材质为A210-A的电极棒，长度为2m，发泡渣采用60％CaF2—40％CaCO3。
3.根据权利要求1所述的冶金复合双金属管坯的生产工艺，其特征在于，所述外层选用材质为X70QS，的无缝钢管，长度1米，内层选用的材质为UNS N08825的电极棒，长度为1.8m，发泡渣采用60％CaF2—20％CaCO3—10％Al2O3—10％TiO2。
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