红装技术制备钛钢复合管的方法技术

本发明专利技术公开了一种红装技术制备钛钢复合管的方法，具体包括如下步骤：步骤1，对钛管材外径表面与钢管材内径表面进行处理；步骤2，在步骤1的基础上确定钛管材外径与钢管材内径配合的过盈量；步骤3，在步骤2的基础上计算红装温度，并按照计算的温度对钢管材进行加热；步骤4，将钛管材嵌套进经步骤3加热后的钢管材内得到钛钢复合管材；步骤5，将经步骤4得到的钢钛复合管材进行加热保温处理，得到钛钢复合管材成品

【技术实现步骤摘要】
红装技术制备钛钢复合管的方法


[0001]本专利技术属于异质金属复合管材的制备
，涉及一种红装技术制备钛钢复合管的方法
。

技术介绍

[0002]当前，随着航空航天
、
核工业
、
石油化工和海洋运输等行业的发展，现有的钢管材已经难以满足愈发严苛的工作环境，研发新型流体运输管材势在必行，于是钛钢复合管材应运而生
。
钛钢复合管材是用机械结合或冶金结合方式成形的双金属复合管，兼具钛优异的耐腐蚀性
、
高强度与钢高韧性的优点，解决了钛管材成本过高与钢管材性能不足的问题，因此具有广阔的应用前景，正逐渐称为管材市场中的新宠儿
。
[0003]目前，钛钢复合管材大多采用先制成钛钢复合板材，然后再卷曲焊接成管材，但钛
、
钢的焊接工艺相差很大，导致焊接困难或出现局部开裂或腐蚀
。
当然，钛钢复合管材也有包括爆炸复合法
、
爆炸
‑
轧制复合法
、
扩散复合法
、
热轧复合法等工艺技术
。
爆炸复合法是利用炸药爆炸产生的冲击力使得两层或以上的金属板材之间发生剧烈碰撞
、
塑性变形
、
熔化以及原子间的互扩散，从而在金属板材的界面形成牢固的结合；
CN112620915A
公开了一种利用爆炸法制备厚壁钛钢复合管材的方法，运用四次爆炸复合出了直径
2220mm
壁厚r/>100mm(
钛管
20mm
，钢管
80mm)
且界面结合强度
≥140MPa
的钛包覆钢的钛钢复合管材
。
爆炸
‑
轧制复合法的原理为将爆炸后的复合板材进行热处理，再通过热轧与冷轧形成两板材复合；王敬忠等利用爆炸
‑
轧制复合法，先通过爆炸复合法获得
Ti/DT4
粗坯，再在
830
～
880℃
的温度下将
Ti/DT4
与
Q235
钢板热轧，最后经过
550
～
650℃
的退火工艺制备出了一种界面结合强度最高可达
250MPa
的
Ti/DT4/Q235
复合板
。
扩散复合法是将表面清洁的金属板材叠放在一起，然后施加一定的温度与压力，通过原子间互扩散实现界面间的结合；
Kundu
等采用扩散复合法，在加压
4MPa、
保温
900℃、
保温时间为
2.7ks
的工艺参数下，制备出了界面结合强度可达到
405MPa
的钛钢复合材料，并在增加了镍过渡膜后使得该材料的界面结合强度高可
479MPa。
热轧复合法是将组坯后的钛钢管材焊缝，再通过热轧与热处理工艺实现钛钢复合材料的层间机械嵌合与原子键合；专利
CN111940503A
公开了一种利用无真空热轧复合法制备钛钢复合管材的方法，利用镓打磨
Ti
板表面，从而使得轧制温度从
850℃
以下提高到
900
～
1100℃
，钛钢复合材料的界面结合强度由
140MPa
～
220MPa
提升至
300MPa。
[0004]分析上述工艺可知，爆炸与爆炸
‑
复合法要求的生产条件比较苛刻，通常无法做到连续
、
批量生产；扩散复合法生产效率低下，无法用于实际生产；热轧复合法需要抽真空与电子束焊接，成本很高
。
另外，由于高温和长时间保温，往往在钛钢复合界面处产生
Ti
‑
Fe
系金属间化合物，降低了其界面结合质量与管材整体的塑性
、
强度
。
为此寻找能够简单
、
快捷
、
优质生产钛钢管材的制备技术成为迫切需要解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种红装技术制备钛钢复合管的方法，解决了现有钛钢复合
管材制备方法存在的生产效率低及钛钢界面结合质量低的问题
。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，红装技术制备钛钢复合管的方法，具体包括如下步骤：
[0007]步骤1，对钛管材外径表面与钢管材内径表面进行处理；
[0008]步骤2，在步骤1的基础上确定钛管材外径与钢管材内径配合的过盈量；
[0009]步骤3，在步骤2的基础上计算红装温度，并按照计算的温度对钢管材进行加热；
[0010]步骤4，将钛管材嵌套进经步骤3加热后的钢管材内得到钛钢复合管材；
[0011]步骤5，将经步骤4得到的钢钛复合管材进行加热保温处理，得到钛钢复合管材成品
。
[0012]本专利技术的特点还在于：
[0013]步骤1中，对钛管材外径表面与钢管材内径表面进行处理包括：去除钛管材外径表面与钢管材内径表面的附着物
、
对钢管材内径进行校直
、
对钛管材圆度进行修正
。
[0014]步骤1中，对钢管材内径进行校直时，将三个大小相同的磨削轮组装在无心模的卡盘上，构成无心旋转圆，该无心旋转圆的直径即为钢管材的内径
。
[0015]步骤2中，当钛管材外径小于
30mm
时，总过盈量在
0.02mm
～
0.05mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
0.05mm
；当钛管材外径大于
30mm
小于
150mm
时，总过盈量在
0.1mm
～
0.2mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
0.2mm
；当钛管材外径大于
150mm
小于
300mm
时，总过盈量在
0.2mm
～
0.4mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
0.4mm
；当钛管材外径大于
300mm
时，总过盈量在
0.5mm
～
0.8mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
0.8mm
；当钛管材外径大于
500mm
时，总过盈量在
1.0mm
～
2.0mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
2mm。
[0016]步骤3中，按照如下公式
(1)
计算红装温度：
[0017][0018]式中：
[0019]Δ
表示钢管内径与钛管外径的单边过盈量，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
红装技术制备钛钢复合管的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，对钛管材外径表面与钢管材内径表面进行处理；步骤2，在步骤1的基础上确定钛管材外径与钢管材内径配合的过盈量；步骤3，在步骤2的基础上计算红装温度，并按照计算的温度对钢管材进行加热；步骤4，将钛管材嵌套进经步骤3加热后的钢管材内得到钛钢复合管材；步骤5，将经步骤4得到的钢钛复合管材进行加热保温处理，得到钛钢复合管材成品
。2.
根据权利要求1所述的红装技术制备钛钢复合管的方法，其特征在于：所述步骤1中，对钛管材外径表面与钢管材内径表面进行处理包括：去除钛管材外径表面与钢管材内径表面的附着物
、
对钢管材进行校直
、
对钛管材圆度进行修正
。3.
根据权利要求2所述的红装技术制备钛钢复合管的方法，其特征在于：所述步骤1中，对钢管材进行校直时，将三个大小相同的磨削轮
(10)
组装在无心模
(11)
的卡盘上，构成无心旋转圆，该无心旋转圆的直径即为钢管材的内径
。4.
根据权利要求1所述的红装技术制备钛钢复合管的方法，其特征在于：所述步骤2中，当钛管材外径小于
30mm
时，总过盈量在
0.02mm
～
0.05mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
0.05mm
；当钛管材外径大于
30mm
小于
150mm
时，总过盈量在
0.1mm
～
0.2mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
0.2mm
；当钛管材外径大于
150mm
小于
300mm
时，总过盈量在
0.2mm
～
0.4mm
，即钢管材的内径比钛管材的外径大
0.4mm
；当钛管材外径大于
300mm
时，总过盈量在
0.5mm
～
0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文革，牟春浩，张辉，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：