冶金復合不銹(xiu)鋼管(guan)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. 離心鑄造法
這(zhe)是(shi)在熔(rong)融金屬(shu)與固體金屬(shu)相互(hu)作用(yong)基(ji)礎上獲得結合(he)方法。特點(dian)是(shi)結晶細密,機(ji)械(xie)性能(neng)好,結合(he)面緊密,但(dan)內(nei)(nei)表面質量較差,且限(xian)制內(nei)(nei)襯金屬(shu)熔(rong)點(dian)必(bi)須低(di)于基(ji)材熔(rong)點(dian)。國內(nei)(nei)代表廠家是(shi)新興鑄(zhu)管(guan)。采用(yong)該方法生產(chan)(chan)復(fu)合(he)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝流程為:某層(或各層)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)化→空心復(fu)合(he)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)(de)離心澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)→管(guan)坯的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械(xie)加工(gong)→擠壓機(ji)、周期(qi)式(shi)軋管(guan)機(ji)、連續式(shi)軋管(guan)機(ji)生產(chan)(chan)半成品管(guan)或成品管(guan)→復(fu)合(he)鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理→冷(leng)(leng)軋或冷(leng)(leng)拔(必(bi)要時)。離心澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)是(shi)向(xiang)旋(xuan)轉的(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)模中依次澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)各層金屬(shu),或者將熔(rong)化的(de)(de)(de)(de)(de)覆層金屬(shu)澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)到經加工(gong)并預熱到給定溫度的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)層金屬(shu)上,見圖8-36。目前,利用(yong)離心澆(jiao)(jiao)鑄(zhu)生產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)鋼管(guan),其(qi)規格范圍(wei)在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如果與熱冷(leng)(leng)變(bian)形相配合(he),可以生產(chan)(chan)外(wai)徑為φ6~550mm,壁厚(hou)1mm的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)鋼管(guan),見圖8-37。


2. 擠壓/軋制熱加工法
這種方法是(shi)固態金(jin)屬通過熱塑性(xing)變形而獲得(de)結合的方法,采用熱塑性(xing)變形法生(sheng)(sheng)產(chan)復(fu)合不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的工(gong)藝(yi)流程(cheng)為:在自動(dong)軋管(guan)機(ji)、周期式(shi)軋管(guan)機(ji)或(huo)擠壓(ya)機(ji)/冷軋機(ji)上(shang)。工(gong)藝(yi)流程(cheng)是(shi):分別生(sheng)(sheng)產(chan)內層管(guan)和外層管(guan)(或(huo)離心澆(jiao)鑄(zhu)的復(fu)合管(guan)坯)→用機(ji)械加(jia)工(gong)或(huo)化學(xue)法處理(li)待復(fu)合表(biao)面→配裝(zhuang)→兩端(duan)焊(han)接密(mi)封(feng)→雙層管(guan)坯加(jia)熱→軋機(ji)、擠壓(ya)機(ji)上(shang)進行熱塑性(xing)變形→冷軋或(huo)冷拔(必要時(shi))。
軋制是一種(zhong)傳統的制備復(fu)合(he)(he)金(jin)(jin)屬的方法。熱軋復(fu)合(he)(he)實質上(shang)屬于(yu)壓(ya)力(li)焊(han),如果變形量(liang)(liang)足夠(gou)大,軋輥施(shi)加的壓(ya)力(li)就(jiu)會破壞金(jin)(jin)屬表(biao)面(mian)的氧化(hua)膜,使表(biao)面(mian)達(da)到原子(zi)接(jie)觸,從(cong)而使兩(liang)表(biao)面(mian)焊(han)在一起(qi)。軋制的優點是生(sheng)產(chan)率(lv)高、質量(liang)(liang)好、成本低,并可(ke)大量(liang)(liang)節省金(jin)(jin)屬材料(liao)的損耗(hao),因此(ci)是目前應用(yong)較為廣(guang)泛(fan)的復(fu)合(he)(he)材料(liao)生(sheng)產(chan)技術。
用(yong)擠壓(ya)機生(sheng)產復(fu)合(he)管(guan)時,當擠壓(ya)坯(pi)料截面縮減到10:1時,高的(de)擠壓(ya)壓(ya)力(li)和溫度會在(zai)界(jie)面處產生(sheng)“壓(ya)力(li)鍛(duan)”的(de)焊接效應,促進(jin)界(jie)面間的(de)快速(su)擴散和廣泛(fan)結(jie)合(he),成品(pin)為冶金(jin)結(jie)合(he)的(de)復(fu)合(he)擠壓(ya)管(guan)。
3. 復合鋼板焊(han)接法
這是(shi)目前制造直(zhi)徑大(da)于300mm以上(shang)石(shi)油天然(ran)氣輸送管(guan)(guan)道用(yong)復合(he)鋼管(guan)(guan)的(de)主要方(fang)法。它先將兩種不同材質的(de)板坯用(yong)超大(da)功率熱(re)軋機進行(xing)熱(re)復合(he),然(ran)后用(yong)UO工(gong)(gong)藝卷成管(guan)(guan)坯,再進行(xing)縱縫焊(han)接。采用(yong)這種方(fang)法生(sheng)產(chan)復合(he)鋼管(guan)(guan)的(de)工(gong)(gong)藝流程為(wei):
熱(re)(re)軋(ya)板坯→用機械或化(hua)學法處理(li)二層(ceng)(ceng)板坯待復合(he)表(biao)面→組成雙層(ceng)(ceng)板進(jin)行熱(re)(re)軋(ya)復合(he)→UO成形管坯→縱縫焊(han)接→擴管→熱(re)(re)處理(li)。
4.冷加(jia)工擴散退火法
這(zhe)種方(fang)法(fa)與(yu)熱加工方(fang)法(fa)最大的(de)不同是:首先將不同材質的(de)管坯分別制(zhi)成冷軋或冷拔無縫管,其(qi)次(ci)在內層(ceng)(ceng)管坯的(de)外側纏繞一層(ceng)(ceng)特制(zhi)的(de)低熔點中(zhong)間層(ceng)(ceng)薄帶,經冷拔后,再進行高溫擴(kuo)散退火,它(ta)的(de)工藝流程如下:
冷(leng)軋與冷(leng)拔制成內層(ceng)管(guan)與外層(ceng)管(guan)→用機械或化學法(fa)處理待(dai)復合管(guan)的接觸(chu)表面(mian)→在內層(ceng)管(guan)的外側螺旋式(shi)纏繞低熔點金屬(shu)帶→配(pei)管(guan)→冷(leng)拔或冷(leng)軋→擴散(san)退火→冷(leng)軋或冷(leng)拔(必要)。
5. 粉末(mo)法
粉末冶(ye)金法制造復合鋼(gang)管的工(gong)藝(yi),其工(gong)藝(yi)流(liu)程如(ru)下:真空感應爐熔煉、氣體(ti)霧化(hua)制粉→分級→粉末充填(tian)→冷(或熱)等(deng)靜壓→坯(pi)料加熱→熱擠壓。該(gai)工(gong)藝(yi)最早由日本(ben)山(shan)陽特殊鋼(gang)公司和日本(ben)新日鐵公司等(deng)開發。
6. 雙(shuang)金屬壓熔(rong)錨(mao)合(he)(he)冶金復合(he)(he)
浙(zhe)江至德鋼業有(you)限公(gong)司開(kai)發的(de)雙金(jin)屬(shu)壓熔錨(mao)(mao)合(he)(he)冶(ye)(ye)金(jin)復合(he)(he)管(guan),是(shi)通過(guo)高溫高壓同時作用,基(ji)管(guan)、內管(guan)材料接觸界面的(de)金(jin)屬(shu)熔融(rong)液(ye)態(tai)化,之后(hou)兩(liang)種金(jin)屬(shu)材料液(ye)相經過(guo)混合(he)(he)凝(ning)固產生(sheng)金(jin)屬(shu)鍵(jian)結合(he)(he)和新的(de)金(jin)屬(shu)相態(tai)組(zu)織(zhi),最終實現高結合(he)(he)力(li)的(de)冶(ye)(ye)金(jin)復合(he)(he)管(guan)。雙金(jin)屬(shu)壓熔錨(mao)(mao)合(he)(he)冶(ye)(ye)金(jin)復合(he)(he)不(bu)銹鋼管(guan)的(de)基(ji)管(guan)和內管(guan)之間結合(he)(he)強(qiang)度可超過(guo)210MPa,是(shi)無縫(feng)隙、冶(ye)(ye)金(jin)級的(de)整(zheng)體金(jin)屬(shu)復合(he)(he)方(fang)法(fa)。

