冶金復合不銹鋼管成型方法有離心鑄造法、軋制/擠壓、堆焊、爆炸焊等傳統成型方法,也有電磁成型、離心鋁熱劑法等新型成型方法。各成型方法均有其優缺點,技術成熟并用于實際生產的成型方法有。


1. 離心鑄造(zao)法


  這(zhe)是(shi)在熔(rong)(rong)融金(jin)屬(shu)與固體(ti)金(jin)屬(shu)相(xiang)互作用基礎上(shang)(shang)獲(huo)得結合(he)方法(fa)。特點是(shi)結晶細密,機械性能(neng)好(hao),結合(he)面(mian)緊密,但(dan)內(nei)表面(mian)質量較差(cha),且限制(zhi)內(nei)襯金(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)點必(bi)須低于基材熔(rong)(rong)點。國(guo)內(nei)代表廠家(jia)是(shi)新興(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)管(guan)。采用該方法(fa)生(sheng)產復合(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)工(gong)藝流程為:某層(ceng)(或(huo)各(ge)層(ceng))金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)化→空心(xin)(xin)復合(he)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)離心(xin)(xin)澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)→管(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)機械加工(gong)→擠壓機、周(zhou)期式(shi)(shi)軋(ya)(ya)管(guan)機、連(lian)續式(shi)(shi)軋(ya)(ya)管(guan)機生(sheng)產半成品(pin)管(guan)或(huo)成品(pin)管(guan)→復合(he)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)熱處理→冷軋(ya)(ya)或(huo)冷拔(必(bi)要時)。離心(xin)(xin)澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)是(shi)向(xiang)旋轉的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)模(mo)中依次(ci)澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)各(ge)層(ceng)金(jin)屬(shu),或(huo)者將熔(rong)(rong)化的(de)(de)(de)覆層(ceng)金(jin)屬(shu)澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)到經加工(gong)并預熱到給定溫度的(de)(de)(de)基層(ceng)金(jin)屬(shu)上(shang)(shang),見圖8-36。目前,利(li)用離心(xin)(xin)澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)生(sheng)產的(de)(de)(de)復合(he)鋼(gang)管(guan),其(qi)規(gui)格范圍在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如果與熱冷變形相(xiang)配合(he),可以生(sheng)產外徑(jing)為φ6~550mm,壁厚1mm的(de)(de)(de)復合(he)鋼(gang)管(guan),見圖8-37。



2. 擠壓/軋制熱加工法


  這種(zhong)方法(fa)(fa)是固態金屬通過(guo)熱塑性變形(xing)而獲得結合的(de)(de)方法(fa)(fa),采(cai)用(yong)熱塑性變形(xing)法(fa)(fa)生(sheng)產復(fu)合不銹鋼管(guan)(guan)的(de)(de)工藝(yi)流程為:在自動軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)、周期式軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)或(huo)(huo)(huo)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)/冷(leng)軋機(ji)(ji)(ji)上。工藝(yi)流程是:分別生(sheng)產內層(ceng)管(guan)(guan)和外(wai)層(ceng)管(guan)(guan)(或(huo)(huo)(huo)離心澆鑄(zhu)的(de)(de)復(fu)合管(guan)(guan)坯(pi))→用(yong)機(ji)(ji)(ji)械加(jia)工或(huo)(huo)(huo)化學法(fa)(fa)處理待復(fu)合表面→配裝(zhuang)→兩(liang)端焊接(jie)密封→雙層(ceng)管(guan)(guan)坯(pi)加(jia)熱→軋機(ji)(ji)(ji)、擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)上進行(xing)熱塑性變形(xing)→冷(leng)軋或(huo)(huo)(huo)冷(leng)拔(必要時(shi))。


  軋制(zhi)是(shi)(shi)一種(zhong)傳統的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備復合金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)方法。熱軋復合實(shi)質上(shang)屬于(yu)壓力焊,如果(guo)變形量(liang)足夠大,軋輥(gun)施(shi)加的(de)(de)(de)(de)壓力就(jiu)會破壞金(jin)屬表(biao)面的(de)(de)(de)(de)氧化膜(mo),使表(biao)面達(da)到原子接觸,從而使兩表(biao)面焊在一起。軋制(zhi)的(de)(de)(de)(de)優(you)點是(shi)(shi)生(sheng)產率(lv)高、質量(liang)好、成本低,并可大量(liang)節(jie)省金(jin)屬材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)損(sun)耗,因此是(shi)(shi)目前應用較為(wei)廣泛的(de)(de)(de)(de)復合材(cai)(cai)料生(sheng)產技術(shu)。


  用(yong)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機生(sheng)產(chan)復合管(guan)時,當擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)坯料截面縮減(jian)到(dao)10:1時,高的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力和溫度會在界面處產(chan)生(sheng)“壓(ya)(ya)(ya)力鍛(duan)”的(de)(de)(de)焊(han)接效(xiao)應,促進界面間的(de)(de)(de)快(kuai)速擴散和廣泛結合,成品為冶(ye)金結合的(de)(de)(de)復合擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)管(guan)。


3. 復(fu)合鋼板焊接法


  這是目前制造直(zhi)徑大于300mm以上石油天然氣輸送管(guan)道用(yong)復(fu)合鋼(gang)管(guan)的主要方法(fa)。它先(xian)將兩種不同材質的板(ban)坯用(yong)超大功率熱軋機進行熱復(fu)合,然后用(yong)UO工藝卷成管(guan)坯,再進行縱縫(feng)焊接。采用(yong)這種方法(fa)生產(chan)復(fu)合鋼(gang)管(guan)的工藝流程為:


  熱軋板(ban)(ban)(ban)坯(pi)→用機械或化學(xue)法(fa)處(chu)理(li)(li)二層板(ban)(ban)(ban)坯(pi)待復(fu)合表(biao)面→組成雙層板(ban)(ban)(ban)進行熱軋復(fu)合→UO成形管坯(pi)→縱縫焊接→擴(kuo)管→熱處(chu)理(li)(li)。


4.冷加工(gong)擴散退火(huo)法


  這種(zhong)方(fang)法與(yu)熱加工(gong)方(fang)法最大(da)的(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)是(shi):首先將不同(tong)(tong)材(cai)質的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)分別制(zhi)成冷(leng)軋或冷(leng)拔無縫管(guan),其(qi)次在(zai)內(nei)層(ceng)(ceng)管(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)外側(ce)纏繞(rao)一層(ceng)(ceng)特制(zhi)的(de)(de)(de)(de)低熔點(dian)中間(jian)層(ceng)(ceng)薄帶,經冷(leng)拔后(hou),再進行高(gao)溫擴散退火(huo),它(ta)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝流(liu)程如(ru)下:


   冷軋與冷拔制成內層(ceng)管(guan)與外層(ceng)管(guan)→用機(ji)械(xie)或化學法處理待復合管(guan)的接(jie)觸(chu)表面→在(zai)內層(ceng)管(guan)的外側(ce)螺旋式纏繞低熔(rong)點金屬(shu)帶→配管(guan)→冷拔或冷軋→擴散退火→冷軋或冷拔(必要)。


5. 粉末法


  粉(fen)末(mo)冶金法制造復(fu)合鋼管的工(gong)藝(yi),其(qi)工(gong)藝(yi)流程(cheng)如(ru)下(xia):真空感應(ying)爐熔(rong)煉(lian)、氣體霧化(hua)制粉(fen)→分級→粉(fen)末(mo)充(chong)填→冷(或熱)等靜壓→坯料加熱→熱擠壓。該工(gong)藝(yi)最早由(you)日(ri)本山(shan)陽(yang)特殊鋼公司和日(ri)本新日(ri)鐵公司等開發。


6. 雙(shuang)金(jin)屬壓熔錨合冶金(jin)復(fu)合


  浙江至(zhi)德鋼(gang)業有限公司(si)開發的(de)雙金(jin)屬(shu)壓熔錨(mao)合(he)(he)冶金(jin)復合(he)(he)管(guan),是通(tong)過高溫高壓同時作用,基(ji)管(guan)、內管(guan)材(cai)料(liao)接(jie)觸界面的(de)金(jin)屬(shu)熔融液態化,之后兩種(zhong)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)液相(xiang)經過混合(he)(he)凝固產(chan)生金(jin)屬(shu)鍵結(jie)合(he)(he)和新的(de)金(jin)屬(shu)相(xiang)態組織,最終(zhong)實現高結(jie)合(he)(he)力的(de)冶金(jin)復合(he)(he)管(guan)。雙金(jin)屬(shu)壓熔錨(mao)合(he)(he)冶金(jin)復合(he)(he)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)基(ji)管(guan)和內管(guan)之間結(jie)合(he)(he)強度(du)可(ke)超過210MPa,是無縫隙、冶金(jin)級的(de)整體金(jin)屬(shu)復合(he)(he)方法。


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