一种异质金属复合管的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种异质金属复合管的制备方法，属于金属复合管制备技术领域。包括S1、制备待复合的金属管坯以及相应的模具；S2、将待复合金属管坯以共轴的方式依次内外叠放，形成待复合的复合坯料；S3、将复合坯料放入加工好的模具中，并添加可流动的承力介质；S4、利用模具的压头向可流动承力介质施压，使得异质管坯之间紧密接触并发生扩散复合；S5、移除填充介质以及模具，得到异质金属复合管。本发明专利技术采用可流动的介质，将沿轴向的应力转为沿管材径向压力，迫使管状异质材料相互接触，再配合原子间扩散，实现有效的界面结合，制备得到异质金属复合无缝管。复合无缝管。复合无缝管。

【技术实现步骤摘要】
一种异质金属复合管的制备方法


[0001]本专利技术属于金属复合管制备
，涉及一种异质金属复合管的制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业现代化进程的不断提高，对金属材料性能的要求越来越苛刻，单一材料往往难以同时满足多种性能要求。金属复合管是能够兼具较好的刚度和强度以及耐蚀性等综合性能的结构和功能材料，各层金属之间结合在一起，可最大限度的克服了单一金属的性能缺陷，充分的发挥了各组元金属的自身的优势和特点，实现优势互补，有望满足服役环境的苛刻性能要求，受到越来越多的重视。其中，层状金属复合材料由于其优异的综合性能以及相对便捷的制备方法而得到越来越广泛的应用。
[0003]目前，应用最为广泛的层状金属复合材料是层状金属复合板。制备层状金属复合板材的常用复合方法有固液复合法、热轧复合法、爆炸复合法、扩散复合法等。在固液复合法中，由于温度较高，往往在异质金属间产生较厚的层间脆硬化合物，进而降低界面结合强度；热轧复合法、爆炸复合法以及扩散复合法均属于固态复合法，在固态复合方法中，为了实现异质材料的之间的有效结合，必须要施加一定的载荷，使得异质材料相互靠近。
[0004]近年来，国防、能源、交通等领域对于金属无缝复合管提出了迫切的应用需求。由于管材的特殊几何结构限制，在固态复合方法中，迫使管状异质材料相互靠近的载荷难以直接施加，使得层状金属复合板材的传统方法无法直接应用于制备金属无缝复合管。特别是，当待复合管坯中的一种管坯难以发生塑性变形时，无缝金属复合管的制备方法将更加困难。理论上来说，可以采用热等静压的方法制备异质金属无缝复合管。然而，热等静压设备十分昂贵，使得基于热等静压方法制备的异质金属复合管成本高昂，且还需设计复杂的包套。因此，如何有效且低成本的制备异质金属复合管，实现不同管状材料之间的冶金结合，进一步促进层状复合材料应用是本领域亟需解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种异质金属复合管的制备方法，采用可流动的介质，将沿轴向的应力转为沿管材径向压力，迫使管状异质材料相互接触，再配合原子间扩散，实现有效的界面结合，制备得到异质金属复合无缝管。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种异质金属复合管的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、制备若干种异质待复合的金属管坯以及相应的模具；
[0009]S2、将S1制备得到的待复合金属管坯以共轴的方式依次内外叠放，形成待复合的复合坯料；
[0010]S3、将S2制备得到的复合坯料放入加工好的模具中，并添加可流动的承力介质；
[0011]S4、利用模具的压头向可流动承力介质施压，并保压，使得异质管坯之间紧密接触并发生扩散复合；
[0012]S5、移除填充介质以及模具，得到异质金属复合管。
[0013]进一步地，在S1中，待复合的金属管坯至少两种，待复合的管坯包括非金属管坯。
[0014]进一步地，在S1中，待复合金属管坯先进行表面清理：采用机械打磨、超声波清洗或酸洗，去除管坯表层污染物以及氧化物，露出新鲜金属，为后续冶金焊合奠定基础。
[0015]进一步地，在S1中，若干金属管坯之间的尺寸相互配合，外层金属管坯的内径大于内层金属管坯的外径；模具包括模具压头、模具套筒和芯轴；其中，模具套筒的内径大于待复合管坯中最大的外径。
[0016]进一步地，在S2中，在以共轴的方式依次套放不同的管坯时，管坯和管坯之间额外添加用以增强异质管坯结合的中间过渡层材料。
[0017]进一步地，在S3中，将复合坯料放置在模具套筒中，二者以共中心轴的方式放置。
[0018]进一步地，在S3中，可流动承力介质为陶瓷球或金属球。
[0019]进一步地，在S3中，可流动的承力介质填充在最外侧金属管坯与模具套筒之间或填充在最内侧管坯之内。
[0020]进一步地，在S4中，在高温、真空或者保护气氛环境中模具压头向可流动承力介质施压。
[0021]进一步地，施压的压力大于可流动承力介质所接触那层金属管坯的流变应力，使得该层金属发生一定的塑性变形，以填充异质管坯之间的间隙，进而实现异质管状材料的相互接触。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、本专利技术提供的方法可以使用价格相对低廉的机械式压力机在管坯之间施加相对均匀的压力，实现低成本的异质金属复合管的制备；
[0024]2、相对于固液复合方法，本专利技术提供方法的温度较低，可以有效避免异质金属之间因过度反应形成恶性层间化合物，实现高强度的界面结合。
[0025]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0027]图1为本专利技术一种异质金属复合管的制备方法步骤S3中流动承力介质填充在模具套筒与管坯之间时，两种管坯复合过程的剖面示意图；
[0028]图2位本专利技术一种异质金属复合管的制备方法步骤S3中流动承力介质填充在最内侧管坯内部时，两种管坯复合过程的剖面示意图；
[0029]图3为本专利技术一种异质金属复合管的制备方法步骤S3中流动承力介质填充在模具套筒与管坯之间时，三种管坯复合过程的剖面示意图；
[0030]附图标记：第一管坯1、第二管坯2、模具套筒3、模具压头4、可流动承力介质5、中间过渡层6、第三管坯7、芯轴8。
具体实施方式
[0031]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0033]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质金属复合管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备若干种异质待复合的金属管坯以及相应的模具；S2、将S1制备得到的待复合金属管坯以共轴的方式依次内外叠放，形成待复合的复合坯料；S3、将S2制备得到的复合坯料放入加工好的模具中，并添加可流动的承力介质；S4、利用模具的压头向可流动承力介质施压，并保压，使得异质管坯之间紧密接触并发生扩散复合；S5、移除填充介质以及模具，得到异质金属复合管。2.根据权利要求1所述的一种异质金属复合管的制备方法，其特征在于：在S1中，待复合的金属管坯至少两种，待复合的管坯包括非金属管坯。3.根据权利要求1所述的一种异质金属复合管的制备方法，其特征在于：在S1中，待复合金属管坯先进行表面清理：采用机械打磨、超声波清洗或酸洗，去除管坯表层污染物以及氧化物，露出新鲜金属，为后续冶金焊合奠定基础。4.根据权利要求1所述的一种异质金属复合管的制备方法，其特征在于：在S1中，若干金属管坯之间的尺寸相互配合，外层金属管坯的内径大于内层金属管坯的外径；模具包括模具压头、模具套筒和芯轴；其中，模具套筒的内径大...

【专利技术属性】
技术研发人员：何维均，胥政，曹宇，李俊杰，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：