專利名稱：一種具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的制造方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合管是由兩種或兩種以上不同材料構(gòu)成，一種材料在內(nèi)，另一種材料在其外；管層之間結(jié)合緊密，受外力作用時(shí)，兩種或兩種以上材料管材同時(shí)變形。由不同內(nèi)外層材料構(gòu)成的復(fù)合管有著不同的廣泛的用途。復(fù)合管應(yīng)用于要求耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、防止腐蝕造成的斷裂或防銹、美觀及耐磨的地方。在煉油廠及化學(xué)工業(yè)中，復(fù)合管可用于原油輸送管道、加熱爐管道和檢查用噴管等；在水及海水處理中，復(fù)合管可用于海水淡化生產(chǎn)裝置和水力發(fā)電用導(dǎo)水管等；在物體輸送中，復(fù)合管可用于原油、天然氣輸送管、耐腐蝕性管道和輸送礦石管路等；在熱運(yùn)送中，復(fù)合管可用于廢液回收管道、生產(chǎn)裝置配管和石灰液化生產(chǎn)裝置等。一直以來(lái)這些行業(yè)中大量采用不銹鋼、鈦、銅、鎳、鉻及少量其他貴重金屬無(wú)縫管，耗資巨大。因此，各類(lèi)復(fù)合管得到了越來(lái)越多的研究與應(yīng)用。
目前金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的制造方法大致有以下三種內(nèi)擴(kuò)漲型、外減徑型和澆注成形。(1)內(nèi)擴(kuò)漲型，即采用兩種材質(zhì)的無(wú)縫管相互穿套(如外管采用一般普碳鋼無(wú)縫鋼管，內(nèi)穿一薄壁不銹鋼管作為內(nèi)層金屬管)，在內(nèi)管中施以高壓，使內(nèi)層無(wú)縫管發(fā)生塑性變形外層無(wú)縫管僅產(chǎn)生彈性變形，從而使內(nèi)管與外管緊密結(jié)合，形成雙金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管；(2)外減徑型，即仍采用兩種材質(zhì)的無(wú)縫管相互穿套，對(duì)外層管進(jìn)行減徑拉拔或軋制，使內(nèi)管與外管緊密結(jié)合，形成雙金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管。以上兩種工藝生產(chǎn)的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的不足之處在于A、生產(chǎn)成本高昂，內(nèi)外管均必須采用現(xiàn)成的熱軋或冷拔無(wú)縫管，加上其后的內(nèi)漲或減徑工序使其制造成本大幅度上升。B、以上兩種類(lèi)型的無(wú)縫管并非完全意義上的金屬?gòu)?fù)合。兩層金屬相互間并無(wú)冶金熔合，在受軸向力的情況下內(nèi)外兩層金屬難以傳遞和均衡外力；在需要熱傳遞的應(yīng)用領(lǐng)域，由于內(nèi)外兩層金屬間存在間隙，熱阻必將大幅度增加；(3)通過(guò)分層澆注獲得的具有冶金融合界面的鑄態(tài)無(wú)縫鋼管。這類(lèi)無(wú)縫鋼管雖然可在界面實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合消除以上兩種工藝的不足，但由于沒(méi)有其后的熱變形，僅限于鑄態(tài)使用，其粗大的鑄態(tài)組織導(dǎo)致各層金屬的機(jī)械性能不能充分發(fā)揮。該工藝也難以直接生產(chǎn)薄壁及小口徑無(wú)縫管，其使用環(huán)境受到極大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的制造方法。
本發(fā)明采用一種具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的制造方法，首先將離心鑄造復(fù)合管坯放入感應(yīng)加熱爐中加熱；再對(duì)加熱后的復(fù)合管坯在擠壓機(jī)上進(jìn)行熱擠壓，使各層金屬達(dá)到同步均勻變形，制成具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管；將金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管放入退火爐中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火，使其具有所要求的使用性能和工藝性能；最后矯直、切頭和定尺，包裝入庫(kù)。工藝步驟為1、根據(jù)所需金屬?gòu)?fù)合管的用途和規(guī)格選用相應(yīng)的雙層結(jié)構(gòu)離心鑄造復(fù)合管坯，復(fù)層厚度為總壁厚的1/4～1/2；2、對(duì)金屬?gòu)?fù)合管坯先進(jìn)行環(huán)型爐預(yù)熱，然后在感應(yīng)加熱爐中加熱；最終加熱溫度1050℃～1250℃；3、將加熱后的復(fù)合管坯送入擠壓機(jī)進(jìn)行熱擠壓；一次壓縮變形量40％～55％，總的壓縮變形量控制在70％～95％；經(jīng)過(guò)熱擠壓使得各層金屬材料消除鑄態(tài)疏松，細(xì)化各層金屬組織的晶粒度；4、將經(jīng)過(guò)熱擠壓的金屬?gòu)?fù)合管送入退火爐中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火。擴(kuò)散退火溫度830℃～1050℃，可表示為Ac3±50℃，退火保溫時(shí)間2～4h；5、矯直熱處理后的金屬?gòu)?fù)合管，去除毛刺、切頭、定尺；6、最后檢驗(yàn)、精整，用拋光機(jī)將金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管進(jìn)行表面拋光，用銑頭機(jī)銑頭后包裝入庫(kù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)a.本發(fā)明中的熱擠壓工藝能夠很好地改善復(fù)合管各層的晶粒組織，從而提高金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的綜合性能；b.本發(fā)明方法制造的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管壁厚能達(dá)到2.5～30mm，復(fù)層壁厚為總厚度的1/4～1/2；c.在復(fù)合界面上沒(méi)有任何中間熔劑，這不僅降低了制造成本，而且也不會(huì)因?yàn)閺?fù)合層間沒(méi)有選擇合適中間熔劑降低界面結(jié)合強(qiáng)度，而影響金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的綜合性能；d.本發(fā)明方法制造的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管外徑為Φ25～Φ219mm；e.本發(fā)明方法能生產(chǎn)多種金屬的復(fù)合無(wú)縫管，還能生產(chǎn)金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫方管、金屬矩形無(wú)縫管等異型管及其他復(fù)雜形狀的空心異型材。
結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的闡述說(shuō)明。


圖1為結(jié)構(gòu)主視圖。其中，外層1、內(nèi)層2。
圖2為圖1的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具體實(shí)施方式
步驟如下實(shí)例11、按金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的用途和規(guī)格，選用雙層結(jié)構(gòu)離心鑄造復(fù)合管坯。外層1為碳鋼20Cr，內(nèi)層2為不銹鋼304，內(nèi)層不銹鋼的厚度為總壁厚的1/4；2、對(duì)金屬?gòu)?fù)合管坯先進(jìn)行環(huán)型爐預(yù)熱，然后在感應(yīng)加熱爐中加熱；最終加熱溫度為1050℃；3、將加熱后的復(fù)合管坯送入擠壓機(jī)進(jìn)行熱擠壓；總的壓縮變形量為70％；4、將經(jīng)過(guò)熱擠壓的金屬?gòu)?fù)合管送入退火爐中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火。擴(kuò)散退火溫度為830℃，退火保溫時(shí)間為2小時(shí)；5、矯直熱處理后的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管，去除毛刺、切頭、定尺；6、檢驗(yàn)、精整，用拋光機(jī)將復(fù)合管進(jìn)行表面拋光，用銑頭機(jī)銑頭后包裝入庫(kù)。
實(shí)例21、按金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的用途和規(guī)格，選用雙層結(jié)構(gòu)離心鑄造復(fù)合管坯。外層1為不銹鋼304，內(nèi)層2為不銹鋼316，內(nèi)層不銹鋼316的厚度為總壁厚的1/2；2、對(duì)金屬?gòu)?fù)合管坯先進(jìn)行環(huán)型爐預(yù)熱，然后在感應(yīng)加熱爐中加熱；最終加熱溫度為1150℃；3、將加熱后的復(fù)合管坯送入擠壓機(jī)進(jìn)行熱擠壓。總的壓縮變形量為95％；4、將經(jīng)過(guò)熱擠壓的金屬?gòu)?fù)合管送入退火爐中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火；擴(kuò)散退火溫度為1050℃，退火保溫時(shí)間為4小時(shí)；5、矯直熱處理后的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管，去除毛刺、切頭、定尺；6、檢驗(yàn)、精整，用拋光機(jī)將復(fù)合管進(jìn)行表面拋光，用銑頭機(jī)銑頭后包裝入庫(kù)。
實(shí)例31、按金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的用途和規(guī)格，選用雙層結(jié)構(gòu)離心鑄造復(fù)合管坯。外層1為低合金鋼35CrMo，內(nèi)層2為高溫合金鋼0Cr13Mo，內(nèi)層高溫合金鋼的厚度為總壁厚的1/3；2、對(duì)金屬?gòu)?fù)合管坯先進(jìn)行環(huán)型爐預(yù)熱，然后在感應(yīng)加熱爐中加熱；最終加熱溫度為1250℃；3、將加熱后的復(fù)合管坯送入擠壓機(jī)進(jìn)行熱擠壓；總的壓縮變形量為80％；4、將經(jīng)過(guò)熱擠壓的金屬?gòu)?fù)合管送入退火爐中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火；擴(kuò)散退火溫度為950℃，退火保溫時(shí)間為3小時(shí)；5、矯直熱處理后的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管，去除毛刺、切頭、定尺；6、檢驗(yàn)、精整，用拋光機(jī)將復(fù)合管進(jìn)行表面拋光，用銑頭機(jī)銑頭后包裝入庫(kù)。
權(quán)利要求
1.一種具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的制造方法，首先將離心鑄造復(fù)合管坯放入感應(yīng)加熱爐中加熱；再對(duì)加熱后的復(fù)合管坯在擠壓機(jī)上進(jìn)行熱擠壓，使各層金屬達(dá)到同步均勻變形，制成具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管；將金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管放入退火爐中進(jìn)行擴(kuò)散退火；最后矯直、切頭和定尺，包裝入庫(kù)；工藝為a、根據(jù)所需金屬?gòu)?fù)合管的用途和規(guī)格選用相應(yīng)的雙層結(jié)構(gòu)離心鑄造復(fù)合管坯，復(fù)層厚度為總壁厚的1/4～1/2；b、對(duì)金屬?gòu)?fù)合管坯先進(jìn)行環(huán)型爐預(yù)熱，然后在感應(yīng)加熱爐中加熱，最終加熱溫度1050℃～1250℃；c、將加熱后的復(fù)合管坯送入擠壓機(jī)進(jìn)行熱擠壓，一次壓縮變形量40％～55％，總的壓縮變形量控制在70％～95％；經(jīng)過(guò)熱擠壓使得各層金屬材料消除鑄態(tài)疏松，細(xì)化各層金屬組織的晶粒度；d、將經(jīng)過(guò)熱擠壓的金屬?gòu)?fù)合管送入退火爐中進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散退火；擴(kuò)散退火溫度830℃～1050℃，表示為Ac3±50℃，退火保溫時(shí)間2～4h；e、矯直熱處理后的金屬?gòu)?fù)合管，去除毛刺、切頭、定尺；f、檢驗(yàn)、精整，用拋光機(jī)將金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管進(jìn)行表面拋光，用銑頭機(jī)銑頭后包裝入庫(kù)。
全文摘要
一種具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的制造方法，屬于無(wú)縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域。工藝為首先將離心鑄造復(fù)合管坯放入感應(yīng)加熱爐中加熱；再對(duì)加熱后的復(fù)合管坯在擠壓機(jī)上進(jìn)行熱擠壓，使各層金屬達(dá)到同步均勻變形，制成具有冶金結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管；將金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管放入退火爐中進(jìn)行擴(kuò)散退火；最后矯直、切頭和定尺，包裝入庫(kù)。優(yōu)點(diǎn)在于制造的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管在復(fù)合層間沒(méi)有中間熔劑，通過(guò)離心鑄造、熱擠壓和高溫?cái)U(kuò)散結(jié)合，使復(fù)合界面在無(wú)中間熔劑焊接下實(shí)現(xiàn)了良好的冶金結(jié)合；有效的降低了復(fù)合管制造成本，用于生產(chǎn)多種金屬多個(gè)規(guī)格的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管或復(fù)雜形狀的空心異型材。
文檔編號(hào)B21C29/00GK1943979SQ200610113270
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者韓靜濤, 苗長(zhǎng)江, 范英俊, 劉建彬, 李生國(guó), 王黎暉, 解國(guó)良, 鮑善勤, 劉明忠, 倪明貴, 陳睿, 張永軍, 蘇承龍, 楊玉學(xué), 劉靖, 郭明海, 邢振國(guó), 武賢 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)四川長(zhǎng)城特殊鋼有限責(zé)任公司, 新興鑄管股份有限公司, 北京科技大學(xué)