真空镶套冶金复合双金属无缝管生产方法技术

本发明专利技术公开了一种真空镶套冶金复合双金属无缝管生产方法，其步骤如下：将外层管坯的内表面和内层管坯的外表面进行磨削加工；在真空状态下对外层管坯进行中频感应加热；迅速将内层管坯过盈镶套进外层管坯内，冷却到100℃以下，然后破真空取出；在热状态下，对坡口进行焊封；加工成挤压管坯；经热扩、热挤压后，加工成冶金复合双金属无缝管。本发明专利技术的有益效果如下：制作过程不产生废品，大大降低了挤压管坯的制作成本，其冶金结合力能够完全满足使用要求；压扁、弯曲均不产生裂纹或分层，冶金结合度高；另外，根据内外层材料的不同，可以满足耐腐蚀、换热等苛刻工况条件，也是单金属贵重管材的替代产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金复合管生产制造

技术介绍
目前，双金属管的生产工艺有很多种，常用的生产工艺主要有包覆、堆焊、爆炸焊、离心复合、复合板卷焊等，上述几种生产工艺均有其相应的不足和缺陷。比如包覆双金属管的内外层之间存在有间隙，没有实现真正的冶金结合，由于内外层金属管所使用的两种材料热膨胀系数不同，因此无法保证在受热环境下安全使用；堆焊双金属管生产效率极低，生产成本很高；爆炸焊双金属管的生产过程安全系数较低，存在很强的噪音污染，并且无法达到全面的冶金结合，内外层金属管之间的结合力小，压扁或弯曲时易产生裂纹或分层，给施工或设备制造带来困难；复合板卷焊存在有焊封，影响管子性能；离心浇注虽然可以完全冶金结合，经热挤压后可以生产冶金结合双金属无缝管，是目前生产冶金复合双金属管的新技术。但离心管坯在浇注时内层成分及尺寸不易控制，废品率较高，所以制造成本很高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种冶金结合度高、使用性能好、成品率高、生产成本低的。为解决上述技 术问题，本专利技术所采取的技术方案是: 一种，其步骤如下: (1)选择相应材料、尺寸的内外层金属管还，然后将外层管还的内表面和内层管还的外表面进行磨削加工； (2)将上述磨削加工后的外层管坯和内层管坯立即放置在真空状态下，然后对外层管坯进行中频感应加热； (3)迅速将内层管坯过盈镶套进外层管坯内，将过盈镶套好的内外层管坯进行冷却，然后破真空取出； (4 )在热状态下，将内外层管坯两端加工好的坡口进行焊封； (5)将焊封之后的内外层管坯加工成挤压管坯； (6)将上述加工好的挤压管坯经热扩、热挤压后，加工成冶金复合双金属无缝管。所述内层管坯的材质为低碳钢、低合金钢、不锈钢或镍基合金，所述外层管坯的材质为低碳钢、低合金钢、不锈钢或镍基合金；所述步骤(2)中的加热温度为100°C 500°C ；所述步骤(3)中的冷却温度为100°C以下。所述步骤(3)中过盈镶套的过盈量根据内外层管坯的热膨胀系数确定，当内层管坯材料的热膨胀系数大于外层管坯材料时，过盈量取最下限；当外层管坯材料的热膨胀系数大于内层管坯材料时,加大过盈量。所述步骤(I)中还包括在内外层管坯的配合面两端车倒角。上述步骤(3)中当外层管坯材料的热膨胀系数大于内层管坯材料时，加大过盈量，原则上增大过盈量不得超过外层的区服强度，也就是说，不得使外层产生塑性变形，这样一般最大过盈量不超过0.3 0.4mm。本专利技术的有益效果如下: (I)本专利技术采用机械加工、过盈镶套的方法制作挤压管坯，制作过程不产生废品，大大降低了挤压管坯的制作成本，其冶金结合力能够完全满足使用要求；生产过程安全度高。(2)采用真空条件下内外管坯过盈配合，焊封两端的交界面，然后热扩、挤压的方法生产双金属无缝管，其内外层管得结合力可达到240MPa，压扁、弯曲均不产生裂纹或分层，冶金结合度高；另外，根据内外层材料的不同，可以满足耐腐蚀、换热等苛刻工况条件，也是单金属贵重管材的替代产品。具体实施例方式实施例1 制作304L/20g双金属无缝钢管，外层管坯304L耐腐蚀，内层管坯20g导热性能好，且节约贵重合金材料，要求冶金复合，适用于外层耐腐，且有热交换的工况。外层管坯304L采用离心浇铸管坯，内层管坯采用20g连铸坯料。由于外层管坯304L的热膨胀系数大于内层管坯20g，经计算，最合理的过盈量为0.25 0.35mm。内外层管坯加工好后，在I小时内，先将外层管坯放置在感应圈内，然后吊装内层管坯，做好定位；整个吊装过程，注意装配面的纯净，不得有污溃、油脂、氧化物等污染物存在；然后抽真空，待真空度达到-0.05MPa以下时，感应圈送电加热，在整个感应加热过程中采用远红外测温；当外层管坯内表面温度达到350°C以上时，内层管坯缓慢下落，方向定好后，快速套装；镶套完成后，感应圈停电冷却，当管坯温度冷却到100°C以下，内外层管坯结合牢固后，破真空，将内外层管坯从感应圈中吊出，并将内外层管坯两端交界面沟槽封焊；冷却到室温后，加工 内孔和外表面，打磨加工后成挤压管坯。上述挤压管坯在环形炉中加热，预扩孔后热挤压成无缝钢管。实施例2 制作8028/16Mn双金属无缝钢管，代替单金属8028无缝管。外层管坯8028为镍基合金，耐腐蚀性极好，内层管坯为16Mn，节约贵重合金材料，保证机械性能。外层管坯8028采用挤压无缝管，内层管坯16Mn采用锻棒料。由于外层管坯8028的热膨胀系数大于内层管坯16Mn，经计算，最合理的过盈量为0.2 0.3mm。镶套过程与实施例1中的304L/20g基本相同。均是在真空状态下热装配，封焊后，冷却到室温，加工内孔和外表面，打磨加工后成挤压管坯。上述挤压管坯在环形炉中加热，无需预扩孔，直接加热挤压成无缝钢管。实施例3 制作20#/316L双金属无缝钢管，内层管坯316L耐腐蚀，外层管坯20#节约贵重合金材料，该管材适用于输送腐蚀性流体介质。外层采用20#连铸坯，内层316L采用锻坯。由于外层管坯20#的热膨胀系数小于内层管坯316L，过盈量为0.05 0.15mm。镶套过程与实施例1基本相同，也是在真空状态下热装配。只是外层管坯加热温度偏低，加热到100 200°C即可装配，冷却到室温，加工内孔和外表面，打磨加工后成挤压管坯。上述挤压管坯在环形炉中加热 ，无需预扩孔，直接加热挤压成无缝钢管。权利要求1.一种，其特征在于，其方法步骤如下: (1)选择相应材料、尺寸的内外层金属管还，然后将外层管还的内表面和内层管还的外表面进行磨削加工； (2)将上述磨削加工后的外层管坯和内层管坯立即放置在真空状态下，然后对外层管坯进行中频感应加热； (3)迅速将内层管坯过盈镶套进外层管坯内，将过盈镶套好的内外层管坯进行冷却，然后破真空取出； (4 )在热状态下，将内外层管坯两端加工好的坡口进行焊封； (5)将焊封之后的内外层管坯加工成挤压管坯； (6)将上述加工好的挤压管坯经热扩、热挤压后，加工成冶金复合双金属无缝管。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述内层管坯的材质为低碳钢、低合金钢、不锈钢或镍基合金，所述外层管坯的材质为低碳钢、低合金钢、不锈钢或镍基合金；所述步骤(2)中的加热温度为100°C 500°C ;所述步骤(3)中的冷却温度为200°C以下。3.根据权利要求2所述的，其特征在于，所述步骤(3)中过盈镶套的过盈量根据内外层管坯的热膨胀系数确定，当内层管坯材料的热膨胀系数大于外层管坯材料时，过盈量取最下限；当外层管坯材料的热膨胀系数大于内层管坯材料时，加大过盈量。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤(I)中还包括在内外层管坯的配合面两端车倒角。全文摘要本专利技术公开了一种，其步骤如下将外层管坯的内表面和内层管坯的外表面进行磨削加工；在真空状态下对外层管坯进行中频感应加热；迅速将内层管坯过盈镶套进外层管坯内，冷却到100℃以下，然后破真空取出；在热状态下，对坡口进行焊封；加工成挤压管坯；经热扩、热挤压后，加工成冶金复合双金属无缝管。本专利技术的有益效果如下制作过程不产生废品，大大降低了挤压管坯的制作成本，其冶金结合力能够完全满足使用要求；压扁、弯曲均不产生裂纹或分层，冶金结合度高；另外，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空镶套冶金复合双金属无缝管生产方法，其特征在于，其方法步骤如下：（1）选择相应材料、尺寸的内外层金属管坯，然后将外层管坯的内表面和内层管坯的外表面进行磨削加工；（2）将上述磨削加工后的外层管坯和内层管坯立即放置在真空状态下，然后对外层管坯进行中频感应加热；（3）迅速将内层管坯过盈镶套进外层管坯内，将过盈镶套好的内外层管坯进行冷却，然后破真空取出；（4）在热状态下，将内外层管坯两端加工好的坡口进行焊封；（5）将焊封之后的内外层管坯加工成挤压管坯；（6）将上述加工好的挤压管坯经热扩、热挤压后，加工成冶金复合双金属无缝管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武贤，王黎晖，周延峰，李仲华，申勇，
申请(专利权)人：新兴铸管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：