一種軋制波紋結合面金屬復合棒工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬復合棒材的制備技術領域，具體涉及一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝。
【背景技術】
[0002]雙金屬復合棒材，是由內外兩種不同的金屬組成的金屬棒材。夕卜層金屬管套在內層金屬棒上，外管和芯棒之間通過各種變形和連接技術緊密結合，受外力作用時，外管和芯棒同時變形且界面不分離。一般設計準則是芯部棒材滿足設計應力，外層覆材能抗腐蝕或磨損等。和單一金屬棒材相比，復合棒材充分利用芯棒和覆管的最佳性能，不僅具有高強度，而且還具有優(yōu)良耐腐蝕、耐磨損性能，節(jié)省了大量貴重金屬，降低了生產成本，因而雙金屬復合棒材的應用領域很廣泛。
[0003]壓力加工復合法是指異種金屬在塑性變形過程中受到變形力的作用使接觸表面接近原子厚距離形成大量結合點，進而擴散形成穩(wěn)固的冶金結合。其制坯工藝及界面復合機制是制約復合金屬管質量、產量的主要因素。壓力加工法中研究最多的是乳制復合，有熱車U冷乳、非等溫乳制、異步乳制等。而乳制復合能量較低，異種金屬材料力學性能差異大，結合界面比爆炸復合更為復雜。滾壓復合法，內管易開裂且易加工硬化;旋壓復合法，工藝簡單，成本低，效率高，但是結合強度低，加工大直徑產品較困難。所以使異種金屬界面結合穩(wěn)固，質量精度高，品種范圍廣，復合效率高是亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決復合棒材生產時復合界面結合性能不良的技術問題，提供一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝。
[0005]本發(fā)明是通過下述技術方案實現:
1、一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，包括如下步驟:
1)坯料選擇，選取金屬覆管和芯棒，清理覆管和芯棒進行復合的表面，直至見到金屬基體；
2)制坯，將覆管和芯棒按順序疊裝，制坯，得到復合棒坯；
3)粗乳，將復合棒坯通過裝有波紋乳輥的Y型三輥粗乳機，所述復合粗乳機是三個乳輥為圓孔型中刻有波紋輥面的Y型乳機，使波紋輥面乳輥與覆管接觸，覆管內表面與芯棒外表面接觸，乳制出外表面和復合面上具有波紋形狀的波紋復合棒材，波紋高度為覆管厚度的(0.1?10)倍，波紋復合棒材波紋寬度是波紋高度的(2?20)倍，波紋截面形狀為圓弧形、橢圓形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，所述復合棒材波紋垂直于乳制方向或者平行于乳制方向；
4)精乳，將粗乳乳制出的波紋復合棒材通過復合精乳機，精乳機為三輥乳機或者二輥乳機，乳輥為圓孔型或者橢圓孔型，使波紋復合棒材外表面波紋乳平，乳圓，并乳制到所需直徑，得到復合棒材； 5)精整，將精乳得到的復合棒材切邊，熱處理，矯直，分段。
[0006]2、其中，一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，步驟2)中所述制棒坯過程為:將疊裝的覆管和芯棒送往壓力機壓緊，在疊裝的復合棒材端部圓周方向用埋弧焊封裝焊接，在焊接好的復合棒坯料端部鉆孔抽真空，然后封閉該孔，得到復合棒坯。
[0007]3、其中，一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，在步驟3)中，用于熱乳，在粗乳前，將檢驗合格后的復合棒坯送往加熱爐，加熱到一定溫度，然后再粗乳。
[0008]4、其中，一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，在步驟3)中，或者用于冷乳，在粗乳前，將檢驗合格的復合棒送往酸洗設備酸洗，然后再粗乳。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果:
本發(fā)明利用芯棒波紋和覆管波紋之間的結合力增大了芯棒和覆管之間的結合力;利用粗乳后整體波紋覆管與芯棒波紋表面結合，解決異種金屬變形抗力不同引起金屬塑性變形的差異，即異種金屬變形不一致引起的殘余應力問題;利用芯棒和覆管的波紋復合面，增大了芯棒和覆管的接觸面積，增加了金屬層的結合強度，避免了乳制過程中芯棒和覆管的開裂現象，提高了復合率;所述一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，工藝簡單，能耗低，復合質量、產量高。
【附圖說明】
[0010]圖1為復合棒坯示意圖；
圖2為復合棒粗乳示意圖；
圖3為復合棒精乳示意圖；
圖中:1-覆管;2-芯棒;3-Y型粗乳機波紋乳輥;4-Y型乳機精乳乳輥。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012]實施例:制備不銹鋼-碳鋼復合棒材
1)制坯:選取304不銹鋼管和Q345R碳鋼棒組坯，不銹鋼管尺寸為厚5mmX直徑60mm X長2000mm，作為覆管I;碳鋼棒尺寸為直徑58mm X長2000mm，作為芯棒2;清理芯棒外壁和不銹鋼管內壁，直至見到金屬基底;疊裝覆管I和芯棒2，送往壓力機壓緊，在疊裝的復合棒坯兩端周圍用碳鋼先點焊后用埋弧焊封裝焊接，在焊接好的復合棒坯料端部鉆孔抽真空，然后封閉該孔，得到復合棒坯，如圖1;所述覆管圓弧形波紋高度為覆管厚度的6倍，波紋寬度是波紋高度的12倍；
2)加熱:將檢驗合格后的復合棒坯送往加熱爐，加熱到12500C ；
3)粗乳:將加熱好的復合棒坯送往復合粗乳機乳制，如圖2，所述復合粗乳機是三個乳輥為圓弧形波紋表面的Y型乳機，使波紋表面的上粗乳輥4與覆管外壁接觸，光滑芯棒的外表面與不銹鋼覆管接觸，沿乳制方向，將不銹鋼-碳鋼棒坯乳制成不銹鋼管外壁為整體圓弧形波紋管、芯棒與不銹鋼管復合面以圓弧形波紋相互配合的粗乳復合棒材；
4)精乳:如圖3，將粗乳后的外表面為圓弧形波紋復合棒材送往三輥精乳Y型乳機乳制，所述精乳機工作輥為光滑表面輥，使粗乳復合棒材波紋沿乳制方向布置，在精乳機上乳制直到乳制成外壁光滑且棒材直徑達到要求的復合棒材；
5)精整:將精乳復合棒通過熱處理，矯直，分段，制成成品。
[0013]上述實例利用芯棒波紋和覆管波紋之間的嚙合力增大了芯棒和覆管之間的結合力；利用粗乳后整體波紋覆管與芯棒波紋表面結合，解決了異種金屬變形抗力不同引起金屬塑性變形的差異;其復合效果良好，金屬層界面的結合強度較采用光滑輥乳制復合的結合強度有了實質的提高。
【主權項】
1.一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，包括如下步驟: 1)坯料選擇，選取金屬覆管和芯棒，清理覆管和芯棒進行復合的表面，直至見到金屬基體； 2)制坯，將覆管和芯棒按順序疊裝，制坯，得到復合棒坯； 3)粗乳，將復合棒坯通過裝有波紋乳輥的Y型三輥粗乳機，所述復合粗乳機是三個乳輥為圓孔型中刻有波紋輥面的Y型乳機，使波紋輥面乳輥與覆管接觸，覆管內表面與芯棒外表面接觸，乳制出外表面和復合面上具有波紋形狀的波紋復合棒材，波紋高度為覆管厚度的(0.1?10)倍，波紋復合棒材波紋寬度是波紋高度的(2?20)倍，波紋截面形狀為圓弧形、橢圓形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，所述復合棒材波紋垂直于乳制方向或者平行于乳制方向； 4)精乳，將粗乳乳制出的波紋復合棒材通過復合精乳機，精乳機為三輥乳機或者二輥乳機，乳輥為圓孔型或者橢圓孔型，使波紋復合棒材外表面波紋乳平，乳圓，并乳制到所需直徑，得到復合棒材； 5 )精整，將精乳得到的復合棒材切頭尾，熱處理，矯直，分段。2.根據權利要求1所述的一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，其特征在于，步驟2)中的所述制棒坯過程為:將疊裝的覆管和芯棒送往壓力機壓緊，在疊裝的復合棒材端部圓周方向用埋弧焊封裝焊接，在焊接好的復合棒坯料端部鉆孔抽真空，然后封閉該孔，得到復合棒還。3.根據權利要求1所述的一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，其特征在于，在步驟3)中，用于熱乳，在粗乳前，將檢驗合格后的復合棒坯送往加熱爐，加熱到一定溫度，然后再粗乳。4.根據權利要求1所述的一種乳制波紋結合面金屬復合棒工藝，其特征在于，在步驟3)中，或者用于冷乳，在粗乳前，將檢驗合格的復合棒送往酸洗設備酸洗，然后再粗乳。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軋制波紋結合面金屬復合棒工藝，其特征在于其步驟是：選取金屬覆管和芯棒并清理其待復合的表面，將覆管和芯棒按順序疊裝制坯，得到復合棒坯；將復合棒坯通過裝有波紋軋輥的Y型三輥粗軋機，軋制出具有波紋復合面的復合棒材；將粗軋后具有外波紋的復合棒材通過復合精軋機，使復合棒材外表面波紋軋圓，并軋制到所需直徑，得到成品復合棒材。本發(fā)明利用芯棒波紋和覆管波紋之間的嚙合力增大了芯棒和覆管之間的結合力；解決了異種金屬變形抗力不同引起金屬塑性變形不一致的差異；利用芯棒和覆管的波紋復合面，增大了芯棒和覆管的接觸面積，增加了金屬層的結合強度，避免了軋制過程中芯棒和覆管的開裂現象，提高了復合率。
【IPC分類】B21B1/16
【公開號】CN105598163
【申請?zhí)枴緾N201610047693
【發(fā)明人】黃慶學, 朱琳, 王效崗
【申請人】太原科技大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月25日