冶金復合不銹(xiu)鋼管(guan)成型方法有離心鑄造法、軋制/擠壓、堆焊、爆炸焊等傳統成型方法,也有電磁成型、離心鋁熱劑法等新型成型方法。各成型方法均有其優缺點,技術成熟并用于實際生產的成型方法有。
1. 離心鑄(zhu)造法
這是在熔(rong)融金(jin)屬與(yu)固(gu)體(ti)金(jin)屬相互作(zuo)用基(ji)(ji)礎上獲得結合(he)方法。特(te)點(dian)是結晶(jing)細密(mi),機(ji)械性能好,結合(he)面緊密(mi),但內(nei)表(biao)面質(zhi)量較差(cha),且限制內(nei)襯金(jin)屬熔(rong)點(dian)必須低于基(ji)(ji)材熔(rong)點(dian)。國(guo)內(nei)代(dai)表(biao)廠家是新(xin)興(xing)鑄管(guan)。采(cai)用該方法生(sheng)產(chan)復(fu)(fu)合(he)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)工藝流程為:某層(ceng)(或(huo)(huo)各層(ceng))金(jin)屬的(de)(de)熔(rong)化(hua)→空心復(fu)(fu)合(he)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)坯的(de)(de)離(li)心澆(jiao)鑄→管(guan)坯的(de)(de)機(ji)械加工→擠壓機(ji)、周期式(shi)軋(ya)管(guan)機(ji)、連續式(shi)軋(ya)管(guan)機(ji)生(sheng)產(chan)半(ban)成(cheng)品管(guan)或(huo)(huo)成(cheng)品管(guan)→復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)熱(re)(re)處理(li)→冷(leng)軋(ya)或(huo)(huo)冷(leng)拔(必要時)。離(li)心澆(jiao)鑄是向旋轉(zhuan)的(de)(de)鑄模(mo)中依次澆(jiao)鑄各層(ceng)金(jin)屬,或(huo)(huo)者將熔(rong)化(hua)的(de)(de)覆層(ceng)金(jin)屬澆(jiao)鑄到(dao)經(jing)加工并預熱(re)(re)到(dao)給(gei)定溫度的(de)(de)基(ji)(ji)層(ceng)金(jin)屬上,見圖(tu)8-36。目前(qian),利(li)用離(li)心澆(jiao)鑄生(sheng)產(chan)的(de)(de)復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)(gang)管(guan),其規格范圍在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如果與(yu)熱(re)(re)冷(leng)變(bian)形相配合(he),可以生(sheng)產(chan)外徑為φ6~550mm,壁厚1mm的(de)(de)復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)(gang)管(guan),見圖(tu)8-37。


2. 擠(ji)壓/軋(ya)制熱(re)加工法
這種方法是固態金屬通過熱(re)塑(su)性(xing)變形(xing)(xing)而獲(huo)得結合(he)(he)的方法,采用熱(re)塑(su)性(xing)變形(xing)(xing)法生產(chan)復(fu)合(he)(he)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)的工藝(yi)流(liu)程為(wei):在自動軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機、周期(qi)式軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機或(huo)擠壓機/冷軋(ya)機上(shang)。工藝(yi)流(liu)程是:分別生產(chan)內層(ceng)管(guan)(guan)(guan)和外層(ceng)管(guan)(guan)(guan)(或(huo)離心澆鑄的復(fu)合(he)(he)管(guan)(guan)(guan)坯)→用機械加(jia)工或(huo)化學法處(chu)理待復(fu)合(he)(he)表(biao)面→配裝→兩(liang)端焊接(jie)密封(feng)→雙層(ceng)管(guan)(guan)(guan)坯加(jia)熱(re)→軋(ya)機、擠壓機上(shang)進行熱(re)塑(su)性(xing)變形(xing)(xing)→冷軋(ya)或(huo)冷拔(ba)(必要時)。
軋制(zhi)是(shi)一種傳統的(de)(de)制(zhi)備復合(he)金屬的(de)(de)方法。熱軋復合(he)實(shi)質上屬于(yu)壓力焊,如果(guo)變(bian)形量足夠大,軋輥施(shi)加的(de)(de)壓力就會破壞(huai)金屬表(biao)面的(de)(de)氧化膜,使(shi)表(biao)面達到原子接觸,從而使(shi)兩表(biao)面焊在一起。軋制(zhi)的(de)(de)優(you)點是(shi)生產(chan)率高、質量好、成本低,并可大量節(jie)省金屬材料的(de)(de)損耗,因此(ci)是(shi)目前(qian)應用較為廣泛(fan)的(de)(de)復合(he)材料生產(chan)技術。
用(yong)擠(ji)壓機生產(chan)復(fu)合管(guan)時,當擠(ji)壓坯料截面縮減到10:1時,高(gao)的擠(ji)壓壓力和溫(wen)度會在界面處(chu)產(chan)生“壓力鍛”的焊接(jie)效應,促進界面間的快速(su)擴散和廣(guang)泛結合,成(cheng)品為冶金結合的復(fu)合擠(ji)壓管(guan)。
3. 復合鋼(gang)板焊接法
這(zhe)是目前制造直徑大(da)(da)于(yu)300mm以(yi)上石(shi)油天然(ran)氣(qi)輸送管(guan)道用復(fu)合(he)鋼管(guan)的主要(yao)方法(fa)。它先將兩種(zhong)不同材質(zhi)的板坯(pi)用超大(da)(da)功率熱(re)軋(ya)機進行(xing)熱(re)復(fu)合(he),然(ran)后用UO工藝卷成(cheng)管(guan)坯(pi),再進行(xing)縱(zong)縫(feng)焊接。采用這(zhe)種(zhong)方法(fa)生(sheng)產復(fu)合(he)鋼管(guan)的工藝流程(cheng)為(wei):
熱(re)軋板坯(pi)(pi)→用機械或化學法處理二(er)層板坯(pi)(pi)待復合表面(mian)→組成雙層板進行熱(re)軋復合→UO成形(xing)管坯(pi)(pi)→縱縫焊接(jie)→擴管→熱(re)處理。
4.冷加工擴散退火法
這種方法與熱(re)加工方法最大的不同是:首先將(jiang)不同材質的管(guan)坯(pi)分別制成冷軋(ya)或冷拔無(wu)縫管(guan),其(qi)次在內層管(guan)坯(pi)的外側纏繞一(yi)層特制的低(di)熔點中間層薄帶,經冷拔后,再進行高溫擴散退(tui)火,它(ta)的工藝流程如下(xia):
冷(leng)軋與冷(leng)拔制(zhi)成內層管與外(wai)層管→用機械或(huo)化學法處理待復合(he)管的(de)接觸表面→在(zai)內層管的(de)外(wai)側螺旋式纏繞低熔(rong)點(dian)金屬帶(dai)→配管→冷(leng)拔或(huo)冷(leng)軋→擴散(san)退火(huo)→冷(leng)軋或(huo)冷(leng)拔(必要)。
5. 粉末法(fa)
粉(fen)(fen)末冶(ye)金法制造(zao)復合鋼管的工藝,其(qi)工藝流(liu)程如下:真空感應爐熔煉、氣體(ti)霧化制粉(fen)(fen)→分級→粉(fen)(fen)末充(chong)填→冷(或熱)等靜壓(ya)→坯料(liao)加熱→熱擠壓(ya)。該(gai)工藝最早由日(ri)本(ben)山陽特(te)殊鋼公(gong)司和(he)日(ri)本(ben)新日(ri)鐵公(gong)司等開發。
6. 雙金(jin)屬(shu)壓熔錨合(he)冶金(jin)復合(he)
浙(zhe)江(jiang)至德(de)鋼業有限公(gong)司開發的(de)雙金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)壓熔錨(mao)(mao)合冶金(jin)(jin)復(fu)(fu)合管,是(shi)(shi)通過高溫(wen)高壓同(tong)時作(zuo)用,基管、內管材料接觸(chu)界(jie)面的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔融液(ye)態化,之(zhi)后兩(liang)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料液(ye)相(xiang)(xiang)經過混合凝固產(chan)生金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鍵(jian)結(jie)合和(he)新的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)相(xiang)(xiang)態組織,最終實現高結(jie)合力(li)的(de)冶金(jin)(jin)復(fu)(fu)合管。雙金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)壓熔錨(mao)(mao)合冶金(jin)(jin)復(fu)(fu)合不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)基管和(he)內管之(zhi)間結(jie)合強度可超過210MPa,是(shi)(shi)無縫隙、冶金(jin)(jin)級(ji)的(de)整體(ti)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)復(fu)(fu)合方法。

