RU2599947C1 - Method of bimetal pipe producing - Google Patents

Method of bimetal pipe producing Download PDF

Info

Publication number
RU2599947C1
RU2599947C1 RU2015123802/02A RU2015123802A RU2599947C1 RU 2599947 C1 RU2599947 C1 RU 2599947C1 RU 2015123802/02 A RU2015123802/02 A RU 2015123802/02A RU 2015123802 A RU2015123802 A RU 2015123802A RU 2599947 C1 RU2599947 C1 RU 2599947C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tubular
bimetallic
tubular billet
billet
manufacturing
Prior art date
Application number
RU2015123802/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тенгиз Амиранович Саникидзе
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Часовой Завод Ника"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Часовой Завод Ника" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Часовой Завод Ника"
Priority to RU2015123802/02A priority Critical patent/RU2599947C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599947C1 publication Critical patent/RU2599947C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/14—Preventing or minimising gas access, or using protective gases or vacuum during welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention can be used for producing multilayer pipes, including thin-walled, in particular of bimetallic pipes from precious metals. Tubular billet with lower melting point is made from first metal alloy, which components form solid solution with low-melting eutectic phase. Second tubular blank is made from second metal alloy with addition of metal forming eutectic phase in first metal alloy. External tubular blank is installed coaxially to inside tubular blank and external tubular blank is crimped to tight contact of their adjacent surfaces to form bimetal tubular billet. Diffusion welding is performed by bimetal tubular workpiece heating to temperature above low-melting eutectic phase melting point, but lower than that of first metal alloy. After diffusion welding obtained bimetallic pipe is cooled down.
EFFECT: method provides high strength of diffusion joint.
12 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области изготовления многослойных труб, в частности к изготовлению биметаллических труб.The invention relates to the manufacture of multilayer pipes, in particular the manufacture of bimetallic pipes.

Уровень техникиState of the art

Известен способ изготовления биметаллических изделий путем формования изделия из биметаллической полосы, при этом при изготовлении биметаллической полосы подготавливают первую металлическую полосу, например из сплава золота, с нанесенным на нее слоем припоя, подготавливают вторую металлическую полосу, например из сплава серебра, а затем осуществляют пайку указанных полос и прокатку полученного биметалла до заданной толщины (патент РФ на изобретение №2460616, В23K 20/04, опубликован 10.09.2012). Данный способ позволяет эффективно получить биметаллическую полосу, но, если требуется из этой биметаллической полосы изготовить трубчатое изделие, то неизбежно ухудшение прочностных характеристик биметаллической трубы и фактуры трубы в зоне соединения кромок биметаллической полосы.A known method of manufacturing bimetallic products by molding the product from a bimetallic strip, while in the manufacture of a bimetallic strip prepare the first metal strip, for example of a gold alloy, coated with a layer of solder, prepare a second metal strip, for example of a silver alloy, and then solder these strips and rolling the resulting bimetal to a predetermined thickness (RF patent for the invention No. 2460616, B23K 20/04, published September 10, 2012). This method allows you to effectively obtain a bimetallic strip, but if it is required to produce a tubular product from this bimetallic strip, then the inevitable deterioration of the strength characteristics of the bimetallic pipe and the texture of the pipe in the joint zone of the edges of the bimetallic strip.

Известен способ изготовления биметаллических труб пайкой, в соответствии с которым изготавливают внутреннюю трубчатую заготовку с нанесенным на ее внешнюю поверхность слоем припоя, изготавливают наружную трубчатую заготовку, внутренний диаметр которой меньше наружного диаметра внутренней трубчатой заготовки со слоем припоя, но больше чем наружный диаметр внутренней трубчатой заготовки без слоя припоя, нагревают наружную трубчатую заготовку до температуры пайки, производят коаксиальную сборку наружной и внутренней трубчатых заготовок путем осевого перемещения нагретой наружной трубчатой заготовки относительно внутренней трубчатой заготовки, выполняют пайку наружной и внутренней трубчатых заготовок с последующим охлаждением биметаллической трубы (патент РФ на изобретение №2537979, В23K 1/00, опубликован 10.01.2015). В данном изобретении трудно добиться высоких прочностных характеристик соединения трубчатых заготовок, поскольку прочность припоя всегда меньше прочности материала трубчатых заготовок. Кроме того, сложно получить биметаллическую трубу с точными геометрическими размерами, так как при калибровке полученной биметаллической трубы возможны нарушения сплошности паяного соединения.A known method of manufacturing bimetallic pipes by soldering, according to which an inner tubular billet is made with a solder layer deposited on its outer surface, an outer tubular billet is made, the inner diameter of which is smaller than the outer diameter of the inner tubular workpiece with a solder layer, but larger than the outer diameter of the inner tubular workpiece without a solder layer, heat the outer tubular billet to soldering temperature, produce a coaxial assembly of the outer and inner tubular blanks wok by axial movement of the heated outer tubular blank against the interior of the tubular workpiece, operate soldering the outer and inner tubular blanks, followed by cooling of the bimetallic pipes (RF patent №2537979, V23K 1/00, published 01.10.2015). In this invention it is difficult to achieve high strength characteristics of the connection of the tubular workpieces, since the strength of the solder is always less than the strength of the material of the tubular workpieces. In addition, it is difficult to obtain a bimetallic pipe with exact geometric dimensions, since when calibrating the obtained bimetallic pipe, continuity of the soldered joint is possible.

Известен способ изготовления биметаллических труб, в соответствии с которым изготавливают наружную трубчатую заготовку, наносят на ее внутреннюю поверхность слой герметика, изготавливают внутреннюю трубчатую заготовку, производят коаксиальную сборку наружной и внутренней трубчатых заготовок путем осевого перемещения, обжимают трубы, совместно обеспечивая их скрепление между собой, а затем осуществляют полимеризацию герметика (патент РФ на изобретение №2344266, В23K 20/16, опубликован 20.01.2009). В данном изобретении трудно добиться высоких прочностных характеристик соединения трубчатых заготовок.A known method of manufacturing bimetallic pipes, in accordance with which the outer tubular billet is made, a sealant layer is applied to its inner surface, the inner tubular billet is made, the outer and inner tubular billets are coaxially assembled by axial movement, the tubes are crimped, together securing them together, and then the sealant is polymerized (RF patent for the invention No. 2344266, B23K 20/16, published on January 20, 2009). In the present invention, it is difficult to achieve high strength characteristics of the connection of tubular blanks.

Широко используются способы изготовления биметаллических труб с использованием диффузионной сварки, которые предусматривают изготовление внутренней трубчатой заготовки, изготовление наружной трубчатой заготовки, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра внутренней трубчатой заготовки, коаксиальную сборку наружной и внутренней трубчатых заготовок, нагрев коаксиальной сборки до температуры меньшей температуры плавления трубчатых заготовок, деформацию нагретых трубчатых заготовок до контакта смежных поверхностей трубчатых заготовок с нагружением зоны контакта сжимающими усилиями, обеспечивающими диффузионную сварку прилегающих поверхностей. Такой способ описан в патенте РФ №2301732, МПК В23K 20/14, опубл. 27.06.2007 г.). В данном способе изготовления биметаллической трубы, как и в других известных способах диффузионной сварки, деформацию трубчатых заготовок и нагрев до температуры диффузионной сварки выполняют одновременно, что усложняет изготовление биметаллической трубы. Кроме того, при изготовлении тонкостенных труб сложно обеспечить равномерную деформацию стенок наружной и внутренней трубчатых заготовки в условиях нагрева заготовок до температуры диффузионной сварки.Widely used methods of manufacturing bimetallic pipes using diffusion welding, which include the manufacture of an inner tubular billet, the manufacture of an outer tubular billet whose inner diameter is larger than the outer diameter of the inner tubular billet, coaxial assembly of the outer and inner tubular billets, heating the coaxial assembly to a temperature lower than the melting temperature of the tubular workpieces, deformation of heated tubular workpieces to the contact of adjacent pipe surfaces open billets with loading of the contact zone with compressive forces, providing diffusion welding of adjacent surfaces. Such a method is described in RF patent No. 2301732, IPC B23K 20/14, publ. June 27, 2007). In this method of manufacturing a bimetallic pipe, as in other known methods of diffusion welding, the deformation of the tubular workpieces and heating to a temperature of diffusion welding are performed simultaneously, which complicates the manufacture of a bimetallic pipe. In addition, in the manufacture of thin-walled pipes, it is difficult to ensure uniform deformation of the walls of the outer and inner tubular workpieces under conditions of heating the workpieces to diffusion welding temperature.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является создание эффективного способа изготовления биметаллической трубы, позволяющего изготавливать биметаллические трубы, в том числе тонкостенные биметаллические трубы, с высоким качеством диффузионного сварного соединения. Дополнительной задачей настоящего способа является разработка способа изготовления биметаллических труб.The objective of the invention is to provide an effective method for manufacturing a bimetallic pipe, allowing to produce bimetallic pipes, including thin-walled bimetallic pipes, with high quality diffusion welded joint. An additional objective of the present method is to develop a method of manufacturing bimetallic pipes.

Для решения поставленной задачи предлагается способ изготовления биметаллической трубы, в соответствии с которым изготавливают наружную трубчатую заготовку из одного металла, изготавливают внутреннюю трубчатую заготовку из другого металла, при этом внутренняя трубчатая заготовка имеет наружный диаметр меньше чем внутренний диаметр наружной трубчатой заготовки, при этом одна из трубчатых заготовок выполнена из металлического сплава с меньшей температурой плавления, чем другая трубчатая заготовка, при этом трубчатую заготовку с меньшей температурой плавления выполняют из первого металлического сплава, компоненты которого образуют твердый раствор с низкоплавкой эвтектической фазой, а трубчатую заготовку с более высокой температурой плавления выполняют из второго металлического сплава с присадкой металла, формирующего эвтектическую фазу в первом металлическом сплаве, устанавливают наружную трубчатую заготовку коаксиально внутренней трубчатой заготовке с зазором между внутренней поверхностью наружной трубчатой заготовки и наружной поверхностью внутренней трубчатой заготовки, а затем обжимают наружную трубчатую заготовку до плотного контакта смежных поверхностей наружной и внутренней трубчатых заготовок с формированием биметаллической трубчатой заготовки, после чего выполняют диффузионную сварку прилегающих поверхностей этой биметаллической трубчатой заготовки путем нагрева биметаллической трубчатой заготовки до температуры выше температуры плавления низкоплавкой эвтектической фазы, но ниже температуры плавления первого металлического сплава, и охлаждают полученную биметаллической трубы после диффузионной сварки.To solve this problem, a method for manufacturing a bimetallic pipe is proposed, in accordance with which the outer tubular billet is made of one metal, the inner tubular billet is made of another metal, while the inner tubular billet has an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer tubular billet, one of the tubular billets are made of a metal alloy with a lower melting point than the other tubular billet, while the tubular billet with the melting point is made from the first metal alloy, the components of which form a solid solution with a low melting eutectic phase, and the tubular billet with a higher melting point is made from the second metal alloy with the metal forming the eutectic phase in the first metal alloy, and the outer tubular workpiece is coaxially inner tubular workpiece with a gap between the inner surface of the outer tubular workpiece and the outer surface of the inner casing blanks, and then compressing the outer tubular billet until the adjacent surfaces of the outer and inner tubular billets are tightly contacted with the formation of a bimetallic tubular billet, then diffusion welding of the adjacent surfaces of this bimetallic tubular billet is performed by heating the bimetallic tubular billet to a temperature higher than the low-melting phase of the eutectic but below the melting temperature of the first metal alloy, and cool the resulting bimetallic pipe after diffusion welding.

Кроме того, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы обжатие наружной трубчатой заготовки выполняют путем волочения сборки из наружной и внутренней трубчатых заготовок через фильеру.In addition, in the proposed method for manufacturing a bimetallic pipe, the compression of the outer tubular workpiece is performed by drawing the assembly of the outer and inner tubular workpieces through a die.

При этом при обжатии наружной трубчатой оболочки волочение выполняют при комнатной температуре.Moreover, during compression of the outer tubular shell, drawing is performed at room temperature.

При этом при обжатии наружной трубчатой заготовки волочение выполняют с использованием жесткого стержня, установленного во внутренней трубчатой заготовке.Moreover, during compression of the outer tubular billet, drawing is performed using a rigid rod installed in the inner tubular billet.

Кроме того, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы после диффузионной сварки биметаллическую трубу подвергают калибровке до получения заданного наружного диаметра биметаллической трубы.In addition, in the proposed method for manufacturing a bimetallic pipe after diffusion welding, the bimetallic pipe is calibrated to obtain a predetermined outer diameter of the bimetallic pipe.

При этом калибровку выполняют путем волочения биметаллической трубы через калибрующие фильеры.At the same time, calibration is performed by drawing a bimetallic pipe through calibrating dies.

При этом калибровку выполняют при комнатной температуре.In this case, calibration is performed at room temperature.

Предпочтительно, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы обращенные друг к другу поверхности первой и второй трубчатых заготовок изготавливают гладкими.Preferably, in the proposed method for manufacturing a bimetallic pipe, the surfaces of the first and second tubular blanks facing each other are made smooth.

Предпочтительно, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы зазор между внутренней поверхностью наружной трубчатой заготовки и наружной поверхностью внутренней трубчатой заготовки задают равным 0,1-0,5 мм.Preferably, in the proposed method for manufacturing a bimetallic pipe, the gap between the inner surface of the outer tubular billet and the outer surface of the inner tubular billet is set to 0.1-0.5 mm.

Кроме того, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы для изготовления трубчатой заготовки с меньшей температурой плавления используют доэвтектические сплавы серебра.In addition, in the proposed method for the manufacture of a bimetallic pipe for the manufacture of a tubular billet with a lower melting point, hypereutectic silver alloys are used.

Кроме того, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы для изготовления трубчатой заготовки с большей температурой плавления используют сплавы на основе золота с присадкой серебра не менее 5% по весуIn addition, in the proposed method for the manufacture of a bimetallic pipe for the manufacture of a tubular billet with a higher melting point, gold-based alloys with a silver additive of at least 5% by weight are used

Кроме того, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы для изготовления трубчатой заготовки с большей температурой плавления используют сплавы палладия с присадкой серебра не менее 5% по весуIn addition, in the proposed method for the manufacture of a bimetallic pipe for the manufacture of a tubular billet with a higher melting point, palladium alloys with a silver additive of at least 5% by weight are used

Особенность заявленного способа изготовления биметаллической трубы заключается в том, что деформирование сборки из наружной трубчатой заготовки и внутренней заготовки выполняют без нагрева трубчатых заготовок или зоны контакта трубчатых заготовок путем холодного деформирования наружной трубчатой заготовки до достижения контакта между внутренней поверхностью наружной трубчатой заготовки и внешней поверхностью внутренней трубчатой заготовки с формированием сплошной плотной контактной зоны между ними, благодаря чему получают биметаллическую заготовку, как единую деталь. Эту заготовку можно полностью проверить на качество контакта двух сопрягаемых поверхностей и при необходимости дополнительно обжать биметаллическую трубчатую заготовку до выполнения нагрева этой заготовки. Затем проверенную биметаллическую заготовку нагревают до температуры выше температуры плавления низкоплавкой эвтектической фазы в материале одной из трубчатых заготовок, при которой происходит образование диффузионного сварного соединения, что приводит к образования прослойки из расплавленного металла между прилегающими поверхностями трубчатых заготовок. При этом, поскольку в металле второй трубчатой заготовки имеется присадка из металла, формирующего низкоплавкую эвтектическую фазу, то легко формируются металлические связи между наружной и внутренней трубчатыми заготовками, что повышает прочность диффузионного сварного соединения. В то же время сохраняется структура металла в обеих трубчатых заготовках.A feature of the claimed method of manufacturing a bimetallic pipe is that the deformation of the assembly of the outer tubular billet and the inner billet is performed without heating the tubular billets or the contact zone of the tubular billets by cold deformation of the outer tubular billet until contact is reached between the inner surface of the outer tubular billet and the outer surface of the inner tubular blanks with the formation of a continuous dense contact zone between them, due to which receive bim the metallic workpiece as a single piece. This billet can be fully checked for the quality of contact of two mating surfaces and, if necessary, additionally compress the bimetallic tubular billet before heating this billet. Then, the tested bimetallic billet is heated to a temperature above the melting point of the low-melting eutectic phase in the material of one of the tubular billets, at which the formation of a diffusion welded joint occurs, which leads to the formation of a layer of molten metal between the adjacent surfaces of the tubular billets. Moreover, since the metal of the second tubular billet has an additive of metal forming a low-melting eutectic phase, metal bonds between the outer and inner tubular billets are easily formed, which increases the strength of the diffusion welded joint. At the same time, the metal structure in both tubular blanks is preserved.

Предлагаемая в заявке технология выполнения обжатия сборки из двух трубчатых заготовок дает возможность осуществлять контроль за обжатием трубчатых заготовок, а калибровка биметаллической трубы дает возможность получать высокоточные биметаллические трубы, что особенно важно при изготовлении ювелирных изделий из драгоценных металлов и их сплавов золота, серебра и палладия.The technology proposed in the application for compressing an assembly of two tubular billets makes it possible to control the compression of tubular billets, and the calibration of the bimetallic pipe makes it possible to obtain high-precision bimetallic pipes, which is especially important in the manufacture of jewelry from precious metals and their alloys of gold, silver and palladium.

Это способствует повышению прочности диффузионного сварного соединения, что повышает качество биметаллической трубы.This helps to increase the strength of the diffusion welded joint, which improves the quality of the bimetallic pipe.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Чертежи заявки представлены в виде, достаточном для понимания сущности изобретения специалистами в данной области техники и ни в какой мере не ограничивают объема защиты изобретения. На чертежах одни и те же элементы имеют одинаковые номера позиций.The drawings of the application are presented in a form sufficient to understand the essence of the invention by specialists in this field of technology and in no way limit the scope of protection of the invention. In the drawings, the same elements have the same reference numbers.

Следует понимать, что на рисунках показаны те операции, которые требуют пояснения, но отдельные операции предлагаемого способа понятны для специалиста и без рисунков и они не поясняются рисунками.It should be understood that the figures show those operations that require explanation, but the individual operations of the proposed method are understandable to the specialist without figures and they are not explained by the figures.

На Фиг. 1 показана внутренняя трубчатая заготовка.In FIG. 1 shows an inner tubular blank.

На Фиг. 2 показана наружная трубчатая заготовка.In FIG. 2 shows the outer tubular blank.

На Фиг. 3 показана сборка из наружной и внутренней трубчатых заготовок.In FIG. 3 shows the assembly of the outer and inner tubular blanks.

На Фиг. 4 показана биметаллическая трубчатая заготовка после обжатия.In FIG. 4 shows a bimetallic tubular blank after crimping.

На Фиг. 5 показана биметаллическая труба после выполнения диффузионной сварки.In FIG. 5 shows a bimetallic pipe after performing diffusion welding.

На Фиг. 6 показан в увеличенном размере фрагмент биметаллической трубы.In FIG. 6 shows an enlarged fragment of a bimetallic pipe.

Примеры осуществления способаExamples of the method

В качестве примера реализации предлагаемого способа будет рассмотрен способ изготовления биметаллической трубы с использованием драгоценных металлов и их сплавов, например, наружный слой биметаллической трубы изготовлен из сплава на основе золота, например, сплавы из золота и серебра; золота, серебра и меди, с содержанием золота не менее 50% по весу и серебра не менее 5% по весу, а внутренний слой изготовлен из сплава на основе серебра, например, из сплавов серебра и меди - Ag875*, Ag925*, Ag900*.As an example of the implementation of the proposed method, we will consider a method of manufacturing a bimetallic pipe using precious metals and their alloys, for example, the outer layer of the bimetallic pipe is made of an alloy based on gold, for example, alloys of gold and silver; gold, silver and copper, with a gold content of at least 50% by weight and silver at least 5% by weight, and the inner layer is made of an alloy based on silver, for example, from silver and copper alloys - Ag875 *, Ag925 *, Ag900 * .

Металлические сплавы на основе серебра, например сплав Ag875*, Ag925*, Ag900*, относятся к доэвтектическим сплавам, которые содержат обогащенные серебром кристаллы α-фазы и низкоплавкую эвтектическую фазу на границах кристаллов. При нагреве сплав начинает плавиться по границам зерен (низкоплавкая эвтектическая фаза), начиная с температуры 760°С, и переходит в полностью расплавленное состояние при температуре 840°С. Сплавы из золота 583* плавятся при температуре (835°С до 926°С) и содержат присадку из серебра не менее 8%. Для формирования достаточно прочного диффузионного сварного шва достаточно иметь в составе сплава из золота 5% присадки серебра, поэтому сплавы из золота 583* пригодны для изготовления биметаллической труб. Соответственно можно подобрать сплав из золота (второй металлический сплав), у которого температура плавления выше температуры плавления сплав из серебра (первый металлический сплав).Silver-based metal alloys, for example, Ag875 *, Ag925 *, Ag900 * alloys, belong to pre-eutectic alloys that contain silver-enriched α-phase crystals and a low-melting eutectic phase at the crystal boundaries. When heated, the alloy begins to melt along the grain boundaries (low melting eutectic phase), starting at a temperature of 760 ° C, and goes into a completely molten state at a temperature of 840 ° C. Alloys of gold 583 * are melted at a temperature (835 ° C to 926 ° C) and contain an additive of silver of at least 8%. To form a sufficiently strong diffusion weld, it is enough to have 5% silver additives in the composition of the alloy of gold, therefore alloys of gold 583 * are suitable for the manufacture of bimetallic pipes. Accordingly, it is possible to select an alloy of gold (second metal alloy), in which the melting point is higher than the melting point of the silver alloy (first metal alloy).

На фиг. 1 показана внутренняя трубчатая заготовка 1 для изготовления биметаллической трубы. Внутреннюю трубчатую заготовку изготавливают в форме цилиндра с наружным диаметром D1, внутренним диаметром d1 и толщиной стенки S1. Заготовка 1 изготовлена из сплава Ag925* с температурой плавления от 760°С до 800°С.In FIG. 1 shows an inner tubular blank 1 for manufacturing a bimetallic pipe. The inner tubular billet is made in the form of a cylinder with an outer diameter D 1 , an inner diameter d 1 and a wall thickness S 1 . Billet 1 is made of Ag925 * alloy with a melting point from 760 ° C to 800 ° C.

На фиг. 2 показана наружная трубчатая заготовка 2 для изготовления биметаллической трубы. Наружную трубчатую заготовка изготавливают в форме цилиндра с наружным диаметром D2, внутренним диаметром d2 и толщиной стенки S2. Заготовка 2 изготовлена из золота 583* и содержит, в зависимости от марки сплава, серебра от 8% до 40% по весу, с температурой плавления от 845°С до 926°С.In FIG. 2 shows an outer tubular blank 2 for manufacturing a bimetallic pipe. The outer tubular billet is made in the form of a cylinder with an outer diameter of D 2 , an inner diameter of d 2 and a wall thickness of S 2 . The blank 2 is made of 583 gold * and contains, depending on the alloy grade, silver from 8% to 40% by weight, with a melting point from 845 ° C to 926 ° C.

Внутренний диаметр d2 наружной трубчатой заготовки 2 больше наружного диаметра D1 внутренней трубчатой заготовки 1.The inner diameter d 2 of the outer tubular blank 2 is larger than the outer diameter D 1 of the inner tubular blank 1.

Наружную трубчатую заготовку 2 устанавливают коаксиально внутренней трубчатой заготовке, как показано на фиг. 3. Учитывая разницу в диаметрах d2 и D1, между трубами имеется зазор Δ,The outer tubular preform 2 is mounted coaxially with the inner tubular preform, as shown in FIG. 3. Given the difference in diameters d 2 and D 1 , there is a gap Δ between the pipes,

Δ=(d2-D1)/2.Δ = (d 2 -D 1 ) / 2.

Величина зазора определяется в основном размерами труб, но может приниматься во внимание и требуемая деформация труб при обжатии. Обычно зазор изменяется в пределах Δ=0,1-0,5 мм, но для труб большого диаметра зазор может быть увеличен до 1 мм и более.The size of the gap is determined mainly by the dimensions of the pipes, but the required deformation of the pipes during compression can also be taken into account. Typically, the gap varies within Δ = 0.1-0.5 mm, but for large diameter pipes, the gap can be increased to 1 mm or more.

Как правило, поверхность трубчатых заготовок 1 и 2 выполняют гладкой, но не исключено, что, по меньшей мере, одна или обе контактирующие поверхности трубчатых заготовок будут шероховатыми.As a rule, the surface of the tubular blanks 1 and 2 is smooth, but it is possible that at least one or both of the contact surfaces of the tubular blanks will be rough.

Полученную сборку обжимают волочением через фильеру. При этом обжимают наружную трубчатую заготовку 2, воздействуя на ее наружный диаметр D2. При этом уменьшается ее внутренний диаметр и внутренняя цилиндрическая поверхность наружной трубчатой заготовки 2 вступает в контакт с наружной цилиндрической поверхностью внутренней трубчатой заготовки 1 и давит на нее, образуя плотный контакт между этими двумя поверхностями. Для тонкостенных оболочек при выполнения волочения во внутренний канал внутренней трубчатой заготовки 1 вставляют жесткий стержень. Волочение выполняют при комнатной температуре. Таким образом, формируется биметаллическая трубчатая заготовка 3.The resulting assembly is crimped by drawing through a die. In this crimped outer tubular workpiece 2, acting on its outer diameter D 2. This reduces its inner diameter and the inner cylindrical surface of the outer tubular billet 2 comes into contact with the outer cylindrical surface of the inner tubular billet 1 and presses on it, forming a tight contact between these two surfaces. For thin-walled shells, when carrying out drawing, a rigid rod is inserted into the inner channel of the inner tubular blank 1. Drawing is carried out at room temperature. Thus, a bimetallic tubular blank 3 is formed.

Выполнение волочения при комнатной температуре существенно упрощает технологический процесс.Performing drawing at room temperature greatly simplifies the process.

Сформированную биметаллическую трубчатую заготовку 3 помещают в печь и выполняют диффузионную сварку заготовки. Для этого заготовку нагревают выше температуры, при которой начинается плавление эвтектической фазы на границах зерен в первом металлическом сплаве, из которого изготовлена внутренняя трубчатая заготовка 1, но весь первый металлический сплав еще не расплавится. Второй металлический сплав, из которого изготовлена наружная трубчатая заготовка 2 остается при этом в твердом состоянии. В зоне контакта внутренней поверхности наружной трубчатой заготовки 2 и внешней поверхности внутренней трубчатой заготовки 1 из эвтектической фазы образуется тонкая пленка из жидкого металла, фактически полностью формируя сварочный шов между наружной трубчатой заготовкой 2 и внутренней трубчатой заготовкой 1. При этом, поскольку в первом металлическом сплаве имеется присадка из металла формирующего эвтектическую фазу, то формируются устойчивые металлические связи между вторым металлом, из которого изготовлена наружная трубчатая заготовка 2, жидким металлическим слоем в зоне контакта трубчатых заготовок и первым металлом, из которого изготовлена внутренняя трубчатая заготовка, которые сохраняются при охлаждении биметаллической трубчатой заготовки после завершения диффузионной сварки. Далее биметаллическую трубчатую заготовку охлаждают и получают биметаллическую трубу 4, в которой в зоне контакта сформирован диффузионный слой 5, являющийся диффузионным сварочным швом. Так как оба металла, используемые при изготовлении трубчатых заготовок, не переходят в жидкое состояние, то в процессе формирования диффузионного слоя 5 сохраняется жесткость биметаллической трубчатой заготовки 3, что дает возможность использовать для формирования диффузионного слоя 5 обычные нагревательные печи, что упрощает технологию изготовления биметаллических труб.The formed bimetallic tubular billet 3 is placed in a furnace and diffusion welding of the billet is performed. To do this, the preform is heated above the temperature at which melting of the eutectic phase begins at the grain boundaries in the first metal alloy from which the inner tubular preform 1 is made, but the entire first metal alloy has not yet melted. The second metal alloy from which the outer tubular preform 2 is made remains in this solid state. In the contact zone of the inner surface of the outer tubular billet 2 and the outer surface of the inner tubular billet 1, a thin film of liquid metal is formed from the eutectic phase, almost completely forming a weld between the outer tubular billet 2 and the inner tubular billet 1. Moreover, since in the first metal alloy If there is an additive made of metal forming the eutectic phase, then stable metallic bonds are formed between the second metal of which the outer tubular zag is made batch 2, with a liquid metal layer in the contact zone of the tubular billets and the first metal from which the inner tubular billet is made, which are preserved during cooling of the bimetallic tubular billet after diffusion welding is completed. Next, the bimetallic tubular billet is cooled and receive a bimetallic pipe 4, in which a diffusion layer 5 is formed in the contact zone, which is a diffusion weld. Since both metals used in the manufacture of tubular billets do not turn into a liquid state, the stiffness of the bimetallic tubular billet 3 remains during the formation of the diffusion layer 5, which makes it possible to use conventional heating furnaces for forming the diffusion layer 5, which simplifies the technology of manufacturing bimetallic pipes .

При необходимости, если имеются жесткие требования к диаметру биметаллической трубы 4, то после выполнения диффузионной сварки биметаллическую трубу подвергают калибровке до получения заданного наружного диаметра D3 (внутреннего диаметра d3). Калибровку выполняют путем волочения биметаллической трубы через калибрующие фильеры, преимущественно при комнатной температуре.If necessary, if there are strict requirements for the diameter of the bimetallic pipe 4, then after performing diffusion welding, the bimetallic pipe is subjected to calibration to obtain a given external diameter D 3 (inner diameter d 3 ). Calibration is performed by drawing a bimetallic pipe through calibrating dies, preferably at room temperature.

В рассматриваемом примере биметаллическую трубчатую заготовку нагревали до температуры от 770°С до 790°С, что соответствует диапазону температур плавления эвтектической фазы сплава Ag925*, но ниже температуры перехода сплава Ag925* в жидкое состояние (800°С) и ниже температуры плавления сплава из золота 583* (835°С до 926°С).In this example, a bimetallic tubular billet was heated to a temperature of from 770 ° C to 790 ° C, which corresponds to the range of melting points of the eutectic phase of the Ag925 * alloy, but below the transition temperature of the Ag925 * alloy to the liquid state (800 ° C) and below the melting temperature of the alloy from gold 583 * (835 ° С to 926 ° С).

В рассматриваемом примере толщина стенки S1 внутренней трубчатой заготовки 1 равна толщине стенки S2 наружной трубчатой заготовки 2, но это условие не обязательное, и толщина стенки S1 внутренней трубчатой заготовки может быть больше, чем толщина стенки S2 наружной трубчатой заготовки и наоборот.In this example, the wall thickness S 1 of the inner tubular preform 1 is equal to the wall thickness S 2 of the outer tubular preform 2, but this condition is not necessary, and the wall thickness S 1 of the inner tubular preform may be greater than the wall thickness S 2 of the outer tubular preform, and vice versa.

Хотя приведенный выше пример относится к изготовлению биметаллической трубы из сплавов серебра и золота, в предлагаемом способе изготовления биметаллической трубы могут использоваться и другие сплавы, в том числе сплавы палладия, например сплавы ПдСр-86-20 и ПдСр-60-40 (ГОСТ 13462-2010) с температурой плавления 1340°С-1440°С, или сплавы ПД-190 и ПД-250 Московского завода специальных сплавов с температурой плавления 1100°С - 1200°C, и т.д.Although the above example relates to the manufacture of a bimetallic pipe from silver and gold alloys, other alloys can be used in the proposed method for manufacturing a bimetallic pipe, including palladium alloys, for example, alloys ПдСр-86-20 and ПдСр-60-40 (GOST 13462- 2010) with a melting point of 1340 ° C-1440 ° C, or alloys PD-190 and PD-250 of the Moscow plant of special alloys with a melting point of 1100 ° C - 1200 ° C, etc.

Claims (12)

1. Способ изготовления биметаллической трубы, в котором изготавливают наружную трубчатую заготовку из одного металла, изготавливают внутреннюю трубчатую заготовку из другого металла, при этом внутренняя трубчатая заготовка имеет наружный диаметр меньше, чем внутренний диаметр наружной трубчатой заготовки, при этом одна из трубчатых заготовок выполнена из металлического сплава с меньшей температурой плавления, чем другая трубчатая заготовка, при этом трубчатую заготовку с меньшей температурой плавления выполняют из первого металлического сплава, компоненты которого образуют твердый раствор с низкоплавкой эвтектической фазой, а трубчатую заготовку с более высокой температурой плавления выполняют из второго металлического сплава с присадкой металла, формирующего эвтектическую фазу в первом металлическом сплаве, устанавливают наружную трубчатую заготовку коаксиально внутренней трубчатой заготовке с зазором между внутренней поверхностью наружной трубчатой заготовки и наружной поверхностью внутренней трубчатой заготовки, а затем обжимают наружную трубчатую заготовку до плотного контакта смежных поверхностей наружной и внутренней трубчатых заготовок с формированием биметаллической трубчатой заготовки, после чего выполняют диффузионную сварку прилегающих поверхностей этой биметаллической трубчатой заготовки путем нагрева биметаллической трубчатой заготовки до температуры выше температуры плавления низкоплавкой эвтектической фазы и ниже температуры плавления первого металлического сплава, и охлаждают полученную биметаллическую трубу после диффузионной сварки.1. A method of manufacturing a bimetallic pipe, in which the outer tubular billet is made of one metal, the inner tubular billet is made of another metal, the inner tubular billet has an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer tubular billet, wherein one of the tubular billets is made of metal alloy with a lower melting point than the other tubular billet, while the tubular billet with a lower melting point is made of the first metallic alloy, the components of which form a solid solution with a low melting eutectic phase, and the tubular billet with a higher melting point is made of a second metal alloy with a metal additive forming the eutectic phase in the first metal alloy, an outer tubular billet is installed coaxially with the inner tubular billet with a gap between the inner the surface of the outer tubular billet and the outer surface of the inner tubular billet, and then crimp the outer tubular otovka to close contact of the adjacent surfaces of the outer and inner tubular billets with the formation of a bimetallic tubular billet, and then perform diffusion welding of the adjacent surfaces of this bimetallic tubular billet by heating the bimetallic tubular billet to a temperature above the melting point of the low melting eutectic phase and below the melting temperature of the first metal alloy, and cool the resulting bimetallic pipe after diffusion welding. 2. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 1, отличающийся тем, что обжатие наружной трубчатой заготовки выполняют путем волочения сборки из наружной и внутренней трубчатых заготовок через фильеру.2. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 1, characterized in that the compression of the outer tubular billet is performed by drawing the assembly of the outer and inner tubular billets through a die. 3. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 2, отличающийся тем, что при обжатии наружной трубчатой оболочки волочение выполняют при комнатной температуре.3. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 2, characterized in that when the outer tubular shell is crimped, drawing is performed at room temperature. 4. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 2, отличающийся тем, что при обжатии наружной трубчатой заготовки волочение выполняют с использованием жесткого стержня, установленного во внутренней трубчатой заготовке.4. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 2, characterized in that when compressing the outer tubular billet, drawing is performed using a rigid rod installed in the inner tubular billet. 5. Способ изготовления биметаллической трубы по пп. 1-4, отличающийся тем, что после диффузионной сварки биметаллическую трубу подвергают калибровке до получения заданного наружного диаметра биметаллической трубы.5. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to paragraphs. 1-4, characterized in that after diffusion welding, the bimetallic pipe is calibrated to obtain a given outer diameter of the bimetallic pipe. 6. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 5, отличающийся тем, что калибровку выполняют путем волочения биметаллической трубы через калибрующие фильеры.6. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 5, characterized in that the calibration is performed by drawing a bimetallic pipe through calibrating dies. 7. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 6, отличающийся тем, что калибровку выполняют при комнатной температуре.7. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 6, characterized in that the calibration is performed at room temperature. 8. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 1, отличающийся тем, что обращенные друг к другу поверхности первой и второй трубчатых заготовок изготавливают гладкими.8. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 1, characterized in that the surfaces of the first and second tubular workpieces facing each other are made smooth. 9. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 1, отличающийся тем, что зазор между внутренней поверхностью наружной трубчатой заготовки и наружной поверхностью внутренней трубчатой заготовки задают равным 0,1-0,5 мм.9. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 1, characterized in that the gap between the inner surface of the outer tubular billet and the outer surface of the inner tubular billet is set to 0.1-0.5 mm. 10. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 1, отличающийся тем, что для изготовления трубчатой заготовки с меньшей температурой плавления используют доэвтектические сплавы серебра.10. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 1, characterized in that for the manufacture of a tubular billet with a lower melting point, pre-eutectic silver alloys are used. 11. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 1, отличающийся тем, что для изготовления трубчатой заготовки с большей температурой плавления используют сплавы на основе золота с присадкой серебра не менее 5% по весу.11. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 1, characterized in that for the manufacture of a tubular billet with a higher melting point, gold-based alloys with a silver additive of at least 5% by weight are used. 12. Способ изготовления биметаллической трубы по п. 1, отличающийся тем, что для изготовления трубчатой заготовки с большей температурой плавления используют сплавы палладия с присадкой серебра не менее 5% по весу. 12. A method of manufacturing a bimetallic pipe according to claim 1, characterized in that for the manufacture of a tubular billet with a higher melting point, palladium alloys with a silver additive of at least 5% by weight are used.
RU2015123802/02A 2015-06-19 2015-06-19 Method of bimetal pipe producing RU2599947C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015123802/02A RU2599947C1 (en) 2015-06-19 2015-06-19 Method of bimetal pipe producing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015123802/02A RU2599947C1 (en) 2015-06-19 2015-06-19 Method of bimetal pipe producing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599947C1 true RU2599947C1 (en) 2016-10-20

Family

ID=57138536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015123802/02A RU2599947C1 (en) 2015-06-19 2015-06-19 Method of bimetal pipe producing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599947C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397445A (en) * 1965-09-30 1968-08-20 Ulmer Method of making bimetal tubing
SU381496A1 (en) * 1969-03-18 1973-05-22 METHOD OF MAKING BIMETALLIC PIPES
SU632532A1 (en) * 1977-06-15 1978-11-15 Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности Laminated pipe manufacturing method
SU1323303A1 (en) * 1986-01-06 1987-07-15 Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности Method of producing bimetallic pipes by diffusion welding

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397445A (en) * 1965-09-30 1968-08-20 Ulmer Method of making bimetal tubing
SU381496A1 (en) * 1969-03-18 1973-05-22 METHOD OF MAKING BIMETALLIC PIPES
SU632532A1 (en) * 1977-06-15 1978-11-15 Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности Laminated pipe manufacturing method
SU1323303A1 (en) * 1986-01-06 1987-07-15 Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности Method of producing bimetallic pipes by diffusion welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4478787A (en) Method of making dispersion strengthened metal bodies and product
CN101442188B (en) Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing spark plug
CA2725837C (en) Al-mn based aluminium alloy composition combined with a homogenization treatment
CN106077996B (en) Active heat resisting copper base solder and preparation method thereof for aluminium bronze/stainless steel soldering
US4049184A (en) Method of manufacturing polymetallic pipes
CN103521943A (en) Brazing aluminum silicon copper alloy seamless flux-cored wire and preparation and application thereof
JP5485011B2 (en) Manufacturing method of engine valve filled with sodium metal
RU2599947C1 (en) Method of bimetal pipe producing
Mróz et al. Analysis of Al-Cu bimetallic bars properties after explosive welding and rolling in modified passes
US20170225261A1 (en) Welding electrodes and methods of manufacturing same
JPS58187284A (en) Diffusion welding method for structure element consisting of high heat-resistant metallic material
RU2438842C1 (en) Method of producing bimetal tube
US10300531B2 (en) Methods of manufacturing composite materials, composite wires, and welding electrodes
JP5990496B2 (en) Phosphorus deoxidized copper pipe for heat exchanger
US10124443B2 (en) Brazing and soldering alloy wires
RU2537979C2 (en) Production of bimetal pipes by soldering
RU2752819C1 (en) Method for production of rods with diameter of less than 60 mm from heat-resistant nickel-based alloy vzh175-vi by hot extrusion
JPH02258903A (en) Manufacture of clad metal tube
SU452881A1 (en) Method of making anodes of x-ray tubes
SU803725A1 (en) Blank for making superconducting cable product
RU163633U1 (en) BIMETALLIC PIPE
RU2106230C1 (en) Method for manufacture of soldered telescopic construction
CN104353966B (en) A kind of plasticity and the production method of the preferable copper clad aluminum wire of toughness
KR20230168807A (en) Manufacturing method of welding material for brazing with low liquidus
Tang et al. Investigation into the local continuous heating calibration process of a 304 stainless steel pipe by electrically assisted roll bending

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210329