CN109112388A - 一种复合金属三通管件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合金属三通管件及其制备方法，管件的原料包括：钛、铝、锰、镍、铬、铌、锌、氮、镁、硼化镧、脱氧剂和增碳剂。其制备方法是先将原料高温熔融后制成金属混合液，经精炼后铸造制成板材，然后将板材切割、滚压、焊接制成三通管坯，三通管坯经退火、修磨、酸洗、抛光后，得到三通管件。本发明有效调节了钛和铝之间所存在的强度、硬度、组织状态以及熔点、膨胀系数、导热系数不同所导致的金属三通加工困难，所制成的三通管件支管高度和壁厚减薄率均满足GB/T12459‑2005《钢制对焊无缝管件》要求。
Description
技术领域
本发明属于金属管件技术领域，具体涉及一种复合金属三通管件及其制备方法。
背景技术
有三个开口的管接头叫三通管。三通管广泛用于输送液体、气体的管网中。三通按材质可分为金属材质与非金属材质：金属材质的三通有碳钢、不锈钢、合金钢等，非金属材质的三通有PVC、UPVC、PPR等。
在实际工程应用中，管件是管路系统的重要组成部分，复合金属三通管件是一类特殊的管件, 在管道系统的关键部位发挥着重要作用。但是双金属三通管件在冷成形加工时，由于双金属管中两种材料强度、硬度、组织状态以及熔点、膨胀系数、导热系数等的不同，要求其压力加工变形速度，热处理制度等也不相同，所以成形难度非常大，常出现开裂甚至分层等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合金属三通管件及其制备方法。
一种复合金属三通管件，原料以重量份计包括：钛40-55份，铝45-50份，锰0.5-1份，镍1-2份，铬0.5-1份，铌0.5-1份，锌1-2份，氮0.5-1份，镁1-2份，硼化镧0.1-0.5份，脱氧剂0.05-0.1份，增碳剂0.1-0.3份。
优选地，所述复合金属三通管件，原料以重量份计包括：钛48份，铝47份，锰0.8份，镍1.4份，铬0.7份，铌0.8份，锌1.4份，氮0.8份，镁1.4份，硼化镧0.3份，脱氧剂0.08份，增碳剂0.2份。
上述复合金属三通管件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将钛、铝、锰、镍、铬、铌、锌、氮、镁、硼化镧、脱氧剂和增碳剂加至熔炼炉中，经高温熔融后得到金属混合液；
步骤2，向金属混合液通入氮气进行精炼除气，将精炼后的金属混合液铸造制成板材；
步骤3，将所得板材切割下料后滚压成管状，然后进行焊接，制成三通管坯；
步骤4，将三通管坯放在有氩气保护的热处理炉中进行退火处理，冷却后对内外表面进行修磨；
步骤5，将步骤4得到的三通管件投放入酸性池中进行酸洗，完成酸洗后再进行抛光处理，即得。
优选地，步骤1中熔炼温度为800-900℃、熔炼时间为1-2h。
优选地，步骤4中退火处理的温度为480-580℃、时间为1-3h。
优选地，所述退火处理的具体过程为，先升温至300-350℃，然后按程序升温10℃/min升温至480-580℃，保温1-3h后，在空气中冷却。
本发明采用钛和铝为主要金属基料，添加锰、镍、铬、铌、锌、氮、镁和硼化镧，有效调节了钛和铝之间所存在的强度、硬度、组织状态以及熔点、膨胀系数、导热系数不同所导致的金属三通加工困难，所制成的三通管件支管高度和壁厚减薄率均满足GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》要求。
具体实施方式
实施例1
一种复合金属三通管件，原料以重量份计包括：钛40份，铝45份，锰0.5份，镍1份，铬0.5份，铌0.5-1份，锌1份，氮0.5份，镁1份，硼化镧0.1份，脱氧剂0.05份，增碳剂0.1份。
上述复合金属三通管件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将钛、铝、锰、镍、铬、铌、锌、氮、镁、硼化镧、脱氧剂和增碳剂加至熔炼炉中，熔炼温度为800℃、熔炼时间为2h，经高温熔融后得到金属混合液；
步骤2，向金属混合液通入氮气进行精炼除气，将精炼后的金属混合液铸造制成板材；
步骤3，将所得板材切割下料后滚压成管状，然后进行焊接，制成三通管坯；
步骤4，将三通管坯放在有氩气保护的热处理炉中进行退火处理，退火处理的温度为480℃、时间为3h，冷却后对内外表面进行修磨；
步骤5，将步骤4得到的三通管件投放入酸性池中进行酸洗，完成酸洗后再进行抛光处理，即得。
其中，步骤4中退火处理的具体过程为，先升温至300℃，然后按程序升温10℃/min升温至480℃，保温3h后，在空气中冷却。
所制得的三通管件支管高度为27.5mm，最大减薄率位于支管处为11.5%，满足GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》要求。
实施例2
一种复合金属三通管件，原料以重量份计包括：钛48份，铝47份，锰0.8份，镍1.4份，铬0.7份，铌0.8份，锌1.4份，氮0.8份，镁1.4份，硼化镧0.3份，脱氧剂0.08份，增碳剂0.2份。
上述复合金属三通管件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将钛、铝、锰、镍、铬、铌、锌、氮、镁、硼化镧、脱氧剂和增碳剂加至熔炼炉中，熔炼温度为850℃、熔炼时间为2h，经高温熔融后得到金属混合液；
步骤2，向金属混合液通入氮气进行精炼除气，将精炼后的金属混合液铸造制成板材；
步骤3，将所得板材切割下料后滚压成管状，然后进行焊接，制成三通管坯；
步骤4，将三通管坯放在有氩气保护的热处理炉中进行退火处理，退火处理的温度为500℃、时间为2h，冷却后对内外表面进行修磨；
步骤5，将步骤4得到的三通管件投放入酸性池中进行酸洗，完成酸洗后再进行抛光处理，即得。
其中，步骤4中退火处理的具体过程为，先升温至330℃，然后按程序升温10℃/min升温至500℃，保温2h后，在空气中冷却。
所制得的三通管件支管高度为26.9mm，最大减薄率位于支管处为11.3%，满足GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》要求。
实施例3
一种复合金属三通管件，原料以重量份计包括：钛55份，铝50份，锰1份，镍2份，铬1份，铌1份，锌2份，氮1份，镁2份，硼化镧0.5份，脱氧剂0.1份，增碳剂0.3份。
上述复合金属三通管件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将钛、铝、锰、镍、铬、铌、锌、氮、镁、硼化镧、脱氧剂和增碳剂加至熔炼炉中，熔炼温度为900℃、熔炼时间为1h，经高温熔融后得到金属混合液；
步骤2，向金属混合液通入氮气进行精炼除气，将精炼后的金属混合液铸造制成板材；
步骤3，将所得板材切割下料后滚压成管状，然后进行焊接，制成三通管坯；
步骤4，将三通管坯放在有氩气保护的热处理炉中进行退火处理，退火处理的温度为580℃、时间为1h，冷却后对内外表面进行修磨；
步骤5，将步骤4得到的三通管件投放入酸性池中进行酸洗，完成酸洗后再进行抛光处理，即得。
其中，步骤4中退火处理的具体过程为，先升温至350℃，然后按程序升温10℃/min升温至580℃，保温1h后，在空气中冷却。
所制得的三通管件支管高度为27.2mm，最大减薄率位于支管处为11.4%，满足GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》要求。
Claims (6)
1.一种复合金属三通管件，其特征在于：原料以重量份计包括：钛40-55份，铝45-50份，锰0.5-1份，镍1-2份，铬0.5-1份，铌0.5-1份，锌1-2份，氮0.5-1份，镁1-2份，硼化镧0.1-0.5份，脱氧剂0.05-0.1份，增碳剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的复合金属三通管件，其特征在于：原料以重量份计包括：钛48份，铝47份，锰0.8份，镍1.4份，铬0.7份，铌0.8份，锌1.4份，氮0.8份，镁1.4份，硼化镧0.3份，脱氧剂0.08份，增碳剂0.2份。
3.权利要求1或2所述的复合金属三通管件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将钛、铝、锰、镍、铬、铌、锌、氮、镁、硼化镧、脱氧剂和增碳剂加至熔炼炉中，经高温熔融后得到金属混合液；
步骤2，向金属混合液通入氮气进行精炼除气，将精炼后的金属混合液铸造制成板材；
步骤3，将所得板材切割下料后滚压成管状，然后进行焊接，制成三通管坯；
步骤4，将三通管坯放在有氩气保护的热处理炉中进行退火处理，冷却后对内外表面进行修磨；
步骤5，将步骤4得到的三通管件投放入酸性池中进行酸洗，完成酸洗后再进行抛光处理，即得。
4.根据权利要求3所述的复合金属三通管件的制备方法，其特征在于：步骤1中熔炼温度为800-900℃、熔炼时间为1-2h。
5.根据权利要求3所述的复合金属三通管件的制备方法，其特征在于：步骤4中退火处理的温度为480-580℃、时间为1-3h。
6.根据权利要求3所述的复合金属三通管件的制备方法，其特征在于：所述退火处理的具体过程为，先升温至300-350℃，然后按程序升温10℃/min升温至480-580℃，保温1-3h后，在空气中冷却。
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