CN208006378U - 一种嵌套三金属挤压管坯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于挤压生产双金属复合管的嵌套三金属挤压管坯。该管坯由外层、内层和位于内外层之间的中间层嵌套而成，在所述管坯两端的嵌套结合面用焊缝进行焊封；所述中间层的材质为Cu或其合金。厚度不超过3mm；所述嵌套结合面为圆锥形。该三金属嵌套挤压管坯生产工艺简单，合格率高，生产成本低。在热挤压时，充分利用Cu的低熔点形成了具有高冶金结合力的复合管，为小口径复合无缝管的冷轧、冷拔的再加工生产打下了基础。

Description

一种嵌套三金属挤压管坯

技术领域

本实用新型应用于双金属管生产领域，提供了一种用于挤压生产双金属复合管的三金属嵌套管坯。

背景技术

在双金属管制造领域，随着技术的创新和发展，生产方法各种各样，有焊接、离心、嵌套、挤压、热轧等。对于双金属无缝管而言，挤压管质量高，越来越受到工业领域的重视，但由于挤压成本较高，多用于工况苛刻、性能要求很高的双金属无缝管的生产。

双金属挤压管的管坯多采用离心铸造生产，新兴铸管股份有限公司在这方面进行了大量研究实验，并取得了多项专利。但由于离心铸造双金属挤压坯生产工艺参数繁多，装备复杂，废品率较高，生产成本居高不下。

为了降低双金属挤压管坯的生产成本，开始出现双金属机械嵌套管坯，挤压后也可产生冶金复合。但由该管坯挤压而成的挤压荒管内外层结合力相对较弱，在大变形比的冷轧情况下内外层出现分层，影响双金属管的产品质量，严重时报废。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是：

为了提高挤压荒管内外层之间的结合力，在嵌套管坯的内外层之间增加一薄层低熔点金属层，利用已经熔化的第三层金属增加内外层的结合力。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种三金属挤压管坯由外层、内层和位于内外层之间的中间层嵌套而成，在所述管坯两端的嵌套结合面用焊缝进行焊封。所述中间层的材质为Cu或其合金。厚度不超过3mm。所述嵌套结合面为圆锥形。

实用新型的有益效果是：该嵌套三金属挤压管坯生产工艺简单，合格率高，生产成本低。在热挤压时，充分利用Cu的低熔点形成了具有高冶金结合力的复合管，为小口径复合无缝管的冷轧、冷拔的再加工生产打下了基础。

附图说明

图1为实施例1结构示意图；

图2为实施例1嵌套过程示意图；

图3为实施例2结构示意图；

图4为实施例2嵌套过程示意图；

其中：1-外层、2-内层、3-焊缝、4-中间层。

具体实施方式

实施例1：304L/Cu/20G。

本实施例结构如图1所示，三金属挤压管坯由外层1、内层2和位于内外层之间的中间层4构成，外层1的材质为304L，内层2的材质为20G。中间层4材质为铜或其合金。该挤压管坯内外层各层的厚度及管坯长度由挤压机挤压筒、成品管内外层面积比决定，中间层厚度不大于3mm。

304L/20G复合成品管主要用于碱性锅炉，外层304L主要用于碱液防腐，内层20G主要起到增加传热系数、提高传热效率的作用，中间层铜或其合金的作用有两点：一是增加内外层之间的结合力，二是防止内层中的碳原子向外层扩散。

304L/20G复合成品管长期使用在600-750℃的工况下，内外层存在碳原子浓度差，在长期的工作过程中，内层的碳原子会缓慢地向外层304L中扩散，从而影响304L的防腐性能，降低其使用寿命。而在两层之间加入一薄层Cu，可有效防止碳原子的扩散。

另外，由于Cu的熔点低于1100℃，该三层挤压管坯的挤压温度一般在1200℃左右，在这个挤压温度下，中间层的Cu已经溶化，在三向受压的挤压过程中，液态Cu与内外层挤压出的新原子进行扩散重溶，起到焊接作用，使得内外层的结合力大大增加，从而可以满足大变形比的冷轧要求，有利于生产小口径的304L/20G复合无缝管。

由于Cu的导热系数高于20G，所以成品管中极薄的一层Cu中间层不会降低304L/20G复合管的导热效率。

三金属挤压管坯的外层304L的原材料可采用离心管、热轧管、挤压管、焊管等多种形式，内层20G的原材料可采用铸造、轧制、锻造等多种方式生产，中间层Cu或其合金可以采用镀铜、嵌套等方式制作。

为保证嵌套的顺利进行，将内、外层的结合面均加工成圆锥面，即内层的外表面、外层的内表面均采用专用机床加工，以保证各层装配圆锥面的斜度一致。由于中间层4厚度薄，总厚不足3mm，不利于机加工，可采用镀铜或嵌套的方式，即在内层2的外表面镀一层Cu，或利用Cu或其合金的高塑性嵌套在内层2的外表面上，与内层紧密配合。

内外层嵌套装配前，可使用天然气炉、电炉、感应炉等多种加热措施将外层304L加热到200-500℃。然后将外层1的大口向上直立，如图2所示，迅速将内层2和中间层4嵌套在外层1中。

三金属挤压管坯两端的焊缝3的坡口可以在嵌套前加工好，也可以嵌套冷却后加工，最后采用不锈钢焊条或专用焊条焊封。其目的一是在挤压前高温加热时，防止内外层结合面进入空气造成结合面氧化；二是在挤压时，防止液态Cu被挤压出来。

在嵌套的过程中，为保证中间层与内外层之间的充分接触，可采用高压，如千斤顶、液压机、水压机等，将内层压入外层，利用中间层Cu的高塑性获得结合面的紧密配合。

该三金属挤压管坯生产工艺简单，合格率高，几乎不产生废品，生产成本低。在热挤压时，充分利用Cu的低熔点形成了具有高冶金结合力的304L/20G复合无缝管，为小口径304L/20G复合无缝管大变形的冷轧、冷拔的再加工生产打下了基础。

实施例2: 16Mn /Cu/825。

本实施例结构如图3所示，外层1的材质为16Mn，内层2的材质为825镍基合金，中间层4的材质为纯铜或铜合金。三金属挤压管坯的内外层厚度和长度由挤压机挤压筒、成品管内外层面积比决定，中间层厚度不超过2mm。

16Mn /825复合成品管主要用于防腐流体的输送，825镍基合金主要用于防腐，16Mn主要保证管子的使用强度。

本实施例中的中间层与实施例1中间层的作用基本一致，一是提高内外层16Mn 与825之间的结合力，二是防止碳扩散。16Mn /825复合成品管多用于室温，中间层的Cu防止碳扩散的作用不大，除非长时间用于高温环境。

外层16Mn的原材料可采用离心管、热轧管、挤压管、焊管等多种形式或实心坯料加工而成，内层825镍基合金可采用铸造、锻造、挤压等多种方式生产。为降低内层825的材料成本，最好使用管材以增加材料利用率。

为保证嵌套的顺利进行，最好采用结合面为圆锥面的嵌套方式。将内层的外表面、外层的内表面均采用专用机床加工，以保证装配圆锥面的斜度一致。由于中间层厚度薄，总厚不足2mm，不利于机加工，可采用镀铜或嵌套的方式，即在内层的外表面镀一层Cu，或利用Cu或其合金的高塑性嵌套在内层的外表面上。

外层嵌套装配前，可使用天然气炉、电炉、感应炉等多种加热措施将外层16Mn加热到200-400℃。将外层1垂直直立，如附图4所示，然后迅速将包裹中间层4的镍基合金825管垂直下落嵌套在外层1中。

三金属挤压管坯两端的焊缝3的坡口可以在嵌套前加工好，也可以嵌套冷却后加工，最后采用镍基焊条焊封。其目的与实施例1一样，在挤压前高温加热时，防止内外层结合面进入空气造成结合面氧化。在挤压时，防止液态Cu被挤压出来。

在嵌套的过程中，为保证中间层与内外层之间的充分接触，可采用高压，如千斤顶、液压机、水压机等，将内层压入外层，利用中间层Cu的高塑性获得结合面的紧密配合。

该三金属挤压管坯生产工艺简单，合格率高，几乎不产生废品，生产成本低。在热挤压时，充分利用Cu的低熔点形成了具有高冶金结合力的16Mn/825复合无缝管，为小口径16Mn/825复合无缝管大变形的冷轧、冷拔的再加工生产打下了基础。

Claims (3)

1.一种三金属挤压管坯，其特征在于：所述管坯由外层（1）、内层（2）和位于内外层之间的中间层（4）嵌套而成，在所述管坯两端的嵌套结合面用焊缝（3）进行焊封，所述中间层（4）的材质为Cu或其合金。

2.根据权利要求1所述的三金属挤压管坯，其特征在于：所述嵌套结合面为圆锥形。

3.根据权利要求2所述的三金属挤压管坯，其特征在于：所述中间层（4）厚度不超过3mm。