CN1943979A - 一种具有冶金结合的金属复合无缝管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有冶金结合的金属复合无缝管的制造方法，属于无缝钢管技术领域。工艺为：首先将离心铸造复合管坯放入感应加热炉中加热；再对加热后的复合管坯在挤压机上进行热挤压，使各层金属达到同步均匀变形，制成具有冶金结合的金属复合无缝管；将金属复合无缝管放入退火炉中进行扩散退火；最后矫直、切头和定尺，包装入库。优点在于：制造的金属复合无缝管在复合层间没有中间熔剂，通过离心铸造、热挤压和高温扩散结合，使复合界面在无中间熔剂焊接下实现了良好的冶金结合；有效的降低了复合管制造成本，用于生产多种金属多个规格的金属复合无缝管或复杂形状的空心异型材。
Description
技术领域
本发明属于无缝钢管技术领域，特别涉及一种具有冶金结合的金属复合无缝管的制造方法。
背景技术
复合管是由两种或两种以上不同材料构成，一种材料在内，另一种材料在其外；管层之间结合紧密，受外力作用时，两种或两种以上材料管材同时变形。由不同内外层材料构成的复合管有着不同的广泛的用途。复合管应用于要求耐高温、耐高压、耐腐蚀、防止腐蚀造成的断裂或防锈、美观及耐磨的地方。在炼油厂及化学工业中，复合管可用于原油输送管道、加热炉管道和检查用喷管等；在水及海水处理中，复合管可用于海水淡化生产装置和水力发电用导水管等；在物体输送中，复合管可用于原油、天然气输送管、耐腐蚀性管道和输送矿石管路等；在热运送中，复合管可用于废液回收管道、生产装置配管和石灰液化生产装置等。一直以来这些行业中大量采用不锈钢、钛、铜、镍、铬及少量其他贵重金属无缝管，耗资巨大。因此，各类复合管得到了越来越多的研究与应用。
目前金属复合无缝管的制造方法大致有以下三种：内扩涨型、外减径型和浇注成形。(1)内扩涨型，即：采用两种材质的无缝管相互穿套(如外管采用一般普碳钢无缝钢管，内穿一薄壁不锈钢管作为内层金属管)，在内管中施以高压，使内层无缝管发生塑性变形外层无缝管仅产生弹性变形，从而使内管与外管紧密结合，形成双金属复合无缝管；(2)外减径型，即：仍采用两种材质的无缝管相互穿套，对外层管进行减径拉拔或轧制，使内管与外管紧密结合，形成双金属复合无缝管。以上两种工艺生产的金属复合无缝管的不足之处在于A、生产成本高昂，内外管均必须采用现成的热轧或冷拔无缝管，加上其后的内涨或减径工序使其制造成本大幅度上升。B、以上两种类型的无缝管并非完全意义上的金属复合。两层金属相互间并无冶金熔合，在受轴向力的情况下内外两层金属难以传递和均衡外力；在需要热传递的应用领域，由于内外两层金属间存在间隙，热阻必将大幅度增加；(3)通过分层浇注获得的具有冶金融合界面的铸态无缝钢管。这类无缝钢管虽然可在界面实现冶金结合消除以上两种工艺的不足，但由于没有其后的热变形，仅限于铸态使用，其粗大的铸态组织导致各层金属的机械性能不能充分发挥。该工艺也难以直接生产薄壁及小口径无缝管，其使用环境受到极大限制。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种具有冶金结合的金属复合无缝管的制造方法。
本发明采用一种具有冶金结合的金属复合无缝管的制造方法，首先将离心铸造复合管坯放入感应加热炉中加热；再对加热后的复合管坯在挤压机上进行热挤压，使各层金属达到同步均匀变形，制成具有冶金结合的金属复合无缝管；将金属复合无缝管放入退火炉中进行高温扩散退火，使其具有所要求的使用性能和工艺性能；最后矫直、切头和定尺，包装入库。工艺步骤为：
1、根据所需金属复合管的用途和规格选用相应的双层结构离心铸造复合管坯，复层厚度为总壁厚的1/4～1/2；
2、对金属复合管坯先进行环型炉预热，然后在感应加热炉中加热；最终加热温度：1050℃～1250℃；
3、将加热后的复合管坯送入挤压机进行热挤压；一次压缩变形量40％～55％，总的压缩变形量控制在70％～95％；经过热挤压使得各层金属材料消除铸态疏松，细化各层金属组织的晶粒度；
4、将经过热挤压的金属复合管送入退火炉中进行高温扩散退火。扩散退火温度：830℃～1050℃，可表示为Ac3±50℃，退火保温时间：2～4h；
5、矫直热处理后的金属复合管，去除毛刺、切头、定尺；
6、最后检验、精整，用抛光机将金属复合无缝管进行表面抛光，用铣头机铣头后包装入库。
本发明的优点有以下几点：
a.本发明中的热挤压工艺能够很好地改善复合管各层的晶粒组织，从而提高金属复合无缝管的综合性能；
b.本发明方法制造的金属复合无缝管壁厚能达到2.5～30mm，复层壁厚为总厚度的1/4～1/2；
c.在复合界面上没有任何中间熔剂，这不仅降低了制造成本，而且也不会因为复合层间没有选择合适中间熔剂降低界面结合强度，而影响金属复合无缝管的综合性能；
d.本发明方法制造的金属复合无缝管外径为Φ25～Φ219mm；
e.本发明方法能生产多种金属的复合无缝管，还能生产金属复合无缝方管、金属矩形无缝管等异型管及其他复杂形状的空心异型材。
结合附图和具体实施方式对本发明进行具体的阐述说明。
附图说明：
图1为结构主视图。其中，外层1、内层2。
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
本发明具体实施方式步骤如下：
实例1
1、按金属复合无缝管的用途和规格，选用双层结构离心铸造复合管坯。外层1为碳钢20Cr，内层2为不锈钢304，内层不锈钢的厚度为总壁厚的1/4；
2、对金属复合管坯先进行环型炉预热，然后在感应加热炉中加热；最终加热温度为1050℃；
3、将加热后的复合管坯送入挤压机进行热挤压；总的压缩变形量为70％；
4、将经过热挤压的金属复合管送入退火炉中进行高温扩散退火。扩散退火温度为830℃，退火保温时间为2小时；
5、矫直热处理后的金属复合无缝管，去除毛刺、切头、定尺；
6、检验、精整，用抛光机将复合管进行表面抛光，用铣头机铣头后包装入库。
实例2
1、按金属复合无缝管的用途和规格，选用双层结构离心铸造复合管坯。外层1为不锈钢304，内层2为不锈钢316，内层不锈钢316的厚度为总壁厚的1/2；
2、对金属复合管坯先进行环型炉预热，然后在感应加热炉中加热；最终加热温度为1150℃；
3、将加热后的复合管坯送入挤压机进行热挤压。总的压缩变形量为95％；
4、将经过热挤压的金属复合管送入退火炉中进行高温扩散退火；扩散退火温度为1050℃，退火保温时间为4小时；
5、矫直热处理后的金属复合无缝管，去除毛刺、切头、定尺；
6、检验、精整，用抛光机将复合管进行表面抛光，用铣头机铣头后包装入库。
实例3
1、按金属复合无缝管的用途和规格，选用双层结构离心铸造复合管坯。外层1为低合金钢35CrMo，内层2为高温合金钢0Cr13Mo，内层高温合金钢的厚度为总壁厚的1/3；
2、对金属复合管坯先进行环型炉预热，然后在感应加热炉中加热；最终加热温度为1250℃；
3、将加热后的复合管坯送入挤压机进行热挤压；总的压缩变形量为80％；
4、将经过热挤压的金属复合管送入退火炉中进行高温扩散退火；扩散退火温度为950℃，退火保温时间为3小时；
5、矫直热处理后的金属复合无缝管，去除毛刺、切头、定尺；
6、检验、精整，用抛光机将复合管进行表面抛光，用铣头机铣头后包装入库。
Claims (1)
1、一种具有冶金结合的金属复合无缝管的制造方法，首先将离心铸造复合管坯放入感应加热炉中加热；再对加热后的复合管坯在挤压机上进行热挤压，使各层金属达到同步均匀变形，制成具有冶金结合的金属复合无缝管；将金属复合无缝管放入退火炉中进行扩散退火；最后矫直、切头和定尺，包装入库；工艺为：
a、根据所需金属复合管的用途和规格选用相应的双层结构离心铸造复合管坯，复层厚度为总壁厚的1/4～1/2；
b、对金属复合管坯先进行环型炉预热，然后在感应加热炉中加热，最终加热温度：1050℃～1250℃；
c、将加热后的复合管坯送入挤压机进行热挤压，一次压缩变形量40％～55％，总的压缩变形量控制在70％～95％；经过热挤压使得各层金属材料消除铸态疏松，细化各层金属组织的晶粒度；
d、将经过热挤压的金属复合管送入退火炉中进行高温扩散退火；扩散退火温度：830℃～1050℃，表示为Ac3±50℃，退火保温时间：2～4h；
e、矫直热处理后的金属复合管，去除毛刺、切头、定尺；
f、检验、精整，用抛光机将金属复合无缝管进行表面抛光，用铣头机铣头后包装入库。
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