CN1330436C - 钎焊热轧金属复合管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钎焊热轧金属复合管的制造方法，它包括以下工艺流程：复合面清理、放置钎焊料→基层管、复层管套装→封口抽真空→复合轧制→冷却精整，轧制的温度为850℃～1200℃。采用本发明的方法生产的金属复合管其机械性能、防腐蚀性能和再加工性能都十分优良，应用非常广泛。

Description

钎焊热轧金属复合管的制造方法

技术领域

本发明涉及一种金属复合管的制造方法，尤其是一种利用钎焊料生产金属复合管的方法。

背景技术

金属复合管的应用主要基于经济性和节约资源的目的，以及在各种设备上的特殊用途。例如，要求具备抗腐蚀能力的压力容器、管道等，以采用不锈钢管制造比较合理，但成本高；如果采用普通碳素钢管与不锈钢管复合制得的复合管制造同样的压力容器、管道等，不锈钢管的厚度仅整体厚度的2～10％，这样不仅满足了容器的抗腐蚀性能和足够高的强度，而且也大大的降低了成本。另外，某些具有优异耐热、耐腐蚀及导电、导热性能的金属材料，如铜、锰、钛或铬等，存在资源稀缺的问题，若采用双层或多层复合管，不但有利于节省资源，也能满足很多工程中的特殊需要。

目前，金属复合管主要是采用机械复合方法加工制造，如水压复合法、拉拔复合法等，或采用复合钢板折弯焊接的焊接复合法等，水压复合法和拉拔复合法生产的复合管存在的缺点是：二层金属之间的结合强度低，复合管的后加工性能差(不能进行弯、折、焊、压等加工)；焊接复合法生产的复合管存在的缺点是：由于复合层端面焊接存在不同金属元素间的渗透作用，影响复合管的使用性能。

中国专利“一种金属复合用钎料”(专利号：ZL94108021.7)公开了一种金属复合用钎料配方，在此基上，发明人经多年努力，开发出利用该钎料生产复合金属管的新方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造金属复合管的方法，利用该方法制备的金属复合管具有复合强度高，再加工性能好、用途广泛。

本发明的目的是通过下述的技术方案予以实现：一种钎焊热轧金属复合管的制造方法，包括以下步骤：

(1)将基层金属管和复层金属管的待复合面清理干净，在所述的待复合面之间放置钎焊料；

(2)将基层金属管和复层金属管套装成双层管，对管径为20mm～76mm的复合管套装时直接套装，然后将基层管减径，复层管扩径；对管径为76mm～406mm的复合管套装时先将复层管挤压变形后套装，套装后用可调扩张器将复层管的变形部分完全定位；

(3)将套装好的双层管两端周边封焊，抽真空备用；

(4)将步骤(3)得到抽真空双层管加热至850℃～1200℃之间进行复合轧制，复合轧制时利用内置扩张器进行复管扩径、基管减径运动；

(5)冷却精整后即得到金属复合管。

按照本发明的方法，所述的基层金属管包括碳素钢管和合金钢管，所述的复层金属管包括不锈钢管、铜管或钛管。

本发明的方法中钎焊料可以是箔料或镀料或刷料，相应的采用贴、喷、刷的方式上料，厚度为2.5微米。

本发明的方法中抽真空最好在加热至350℃～450℃条件下进行，可以提高复合率，真空度控制在1.33×10^-2pa以下，真空度高，有利于提高复合率，提高复合强度。

利用本发明的方法生产的热轧金属复合管，其机械性能、防腐蚀性能和再加工性能都十分优良，二层金属之间的结合强度高，其剪切强度可达210MPa～350MPa，克服了机械复合管不能进行弯、焊、压等再加工性能差的不足；同时也解决了复合板折弯成型端面焊接不同元素渗透问题；而且，本发明能实现基层金属管的内复合，从而使金属复合管在工业上得到广泛的应用，可产生巨大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地描述，但不构成对本发明的任何限制。

如图1所示，本发明的钎焊热轧金属复合管的制造方法，其具体的工艺流程为：

复合面清理、放置钎焊料→基层管、复层管套装→封口抽真空→复合轧制→冷却精整，现将各工序分述如下：

(1)复合面清理、放置钎焊料：将基层金属管和复层金属管的待复合面清理干净，主要是除锈和去除复合面的表面油污，为复合创造良好的表面条件；在所述的待复合面之间放置钎焊料，钎焊料可以是箔料或镀料或刷料，相应的采用贴、喷、刷的方式上料，厚度为1～10微米。

(2)基层管、复层管套装：套装可采用水压法或其它套装方法，也可以采用以下两种方法，第一种通常适合于小口径管套装(20mm～76mm)，基层管与复层管之间有较大的间隙以便套装，套装后为缩小间隙将基层管减径，复层管扩径，它是以基层管内径为基准尺寸自作复层管，在基层管减径的同时，复层管内装相向运动扩张器，以同步进展逐渐扩径到加热复合轧制尺寸，也可以利用通用制管机组精整部分整组压轮作为基层管减径设备。第二种套装采用宽15米压力机，长3～15米滚动压模装置、套装机构套装，按以下工艺程序操作：(a)用15m压力机模压一次成型，按照要求的定尺长度，用不同规格的滚动压模器固定形状；(b)固定薄封圈将滚动压模器固定在变形复材之上；(c)与基层管套装，用拉力机将滚动压模器拉进推出；(d)在热轧制线上，用可调扩张器将复层管变形部分完全定位，完成套装，后一种套装方法通常适用与中、大口径(76mm～406mm)的复合管，以减小基层管和复层管之间的间隙，有利于复合。

(3)封口抽真空：将套装好的双层管两端周边封焊，在加热至350℃～450℃条件下进行抽真空，真空度控制在1.33×10^-2Pa以下，防止待复合管的表面氧化。

(4)复合轧制：将步骤(3)得到抽真空双层管，根据不同的要求采用中频、高频加热或其他加热形式加热至850℃～1200℃，进入特制轧机热轧(或用通用制管机组改装轧制)。对管径小于76m的小口径复合管，可在基材减径、复材扩径运动过程至复合面紧密结合时，使用中频、高频加热或其他加热形式控制结合段达到复合温度，根据不同规格和产品性能要求，复合温度在850℃～1200℃之间，整机设备功能包括：复管扩径、基管减径运动、加热复合。对中、大口径复合管(通常为76mm～406mm)考虑到复合管直径、厚度偏大、内装复合管用“可调扩张器”扩径、加热复合、轧制。

(5)冷却精整后即得到金属复合管。

采用本发明的方法，可生产公称直径20mm～406mm的各种金属复合管，满足不同的需要。

实施例1：

采用26mm×2.5mm碳钢管(碳钢型号为20Z)为基层管、20mm×0.5mm不锈钢管为复层管生产25mm×2.5mm复合钢管。

首先将基层管的内表面和复层管的外表面的氧化物和油污清除干净，在不锈钢管外包覆2.5微米的钎焊料箔，并将不锈钢管小心的放入基层管内，并将复合管放入12道次的平立连轧机，在复层管内装上固定扩张器，进行外径减径、内径扩径，达到复合尺寸后完成套装；将套装后的复合管两端封焊，采用中频加热炉预热到350℃并抽真空，至真空度达到1.33×10^-2Pa；根据轧制产品要求调整好轧机的尺寸精度，进行加热复合轧制；轧制采用中频加热炉加热，出炉温度控制在1150℃～1200℃之间；通过在12道次的平立连轧机，小压下、多道次轧制使复合管外径减径，复层管定扩径(微量扩径)增加钎焊强度达到轧制后的力学性能；终轧温度控制在850℃，然后快速冷却；最后，对复合管进行切净预焊口、定长加工处理，即得复合钢管。

实施例2

采用177mm×5mm碳钢管(碳钢型号为20Z)为基层管、167mm×2.5mm不锈钢管为复层管生产176mm×7mm复合钢管。

首先将基层管的内表面和复层管的外表面的氧化物和油污清除干净，在压力机上将复层管进行圆周弹性变形，将变形外圆尺寸的复层管套上滚动变形器后与钎焊料共同装入基层管内，将滚动变形器抽出，用拉拔可调扩张器将复层管内径定形；将套装后的复合管两端封焊，采用中频加热炉预热到400℃并抽真空，至真空度达到1.33×10^-2Pa；根据轧制产品要求调整好轧机的尺寸精度，进行加热复合轧制；轧制采用中频加热炉加热，出炉温度控制在1150℃～1200℃之间；通过在12道次的平立连轧机，小压下、多道次轧制使复合管外径减径，复层管定扩径(微量扩径)增加钎焊强度达到轧制后的力学性能；终轧温度控制在850℃，然后快速冷却；最后，对复合管进行切净预焊口、定长加工处理，即得复合钢管。

实施例3：

采用与实施例2相同的方法，用222mm×6mm碳钢管(碳钢型号为20Z)为基层管、210mm×4.5mm不锈钢管为复层管生产219mm×9mm复合钢管。将上述3个实施例得到的复合管进行机械物理性能测试，结果见表1。

表1复合管的机械物理性能

利用本发明的方法，选择不同钎焊料配方，根据复合要求设定复合温度，可以实现各种材质管之间的复合，如碳钢管内复筒管、铝管、钛管等，可满足不同的需要。

Claims (4)

1.一种钎焊热轧金属复合管的制造方法，其特征是包括以下步骤：

(1)将基层金属管和复层金属管的待复合面清理干净，在所述的待复合面之间放置钎焊料；

(2)将基层金属管和复层金属管套装成双层管，对管径为20mm～76mm的复合管套装时直接套装，然后将基层管减径，复层管扩径；对管径为76mm～406mm的复合管套装时先将复层管挤压变形后套装，套装后用可调扩张器将复层管的变形部分完全定位；

(3)将套装好的双层管两端周边封焊，抽真空备用；

(4)将步骤(3)得到抽真空双层管加热至850℃～1200℃之间进行复合轧制，复合轧制时利用内置扩张器进行复管扩径、基管减径运动；

(5)冷却精整后即得到金属复合管。

2.根据权利要求1所述的金属复合管制造方法，其中所述的基层金属管包括碳素钢管和合金钢管，所述的复层金属管包括不锈钢管、铜管或钛管。

3.根据权利要求1所述的金属复合管制造方法，其中步骤(1)中的钎焊料为箔料或镀料或刷料，厚度为2.5微米。

4.根据权利要求1所述的金属复合管制造方法，其中步骤(3)是在加热至350℃～450℃条件下抽真空，真空度控制在1.33×10^-2Pa以下。

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