冶金復合不銹鋼管(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. 離心鑄造(zao)法
這是(shi)在熔(rong)融金屬與固體(ti)金屬相(xiang)互(hu)作用(yong)基礎上獲(huo)得(de)結合(he)(he)(he)方法。特(te)點是(shi)結晶細密(mi),機械(xie)性能(neng)好,結合(he)(he)(he)面(mian)緊密(mi),但內(nei)(nei)表面(mian)質量較差(cha),且(qie)限制內(nei)(nei)襯金屬熔(rong)點必須(xu)低于(yu)基材熔(rong)點。國內(nei)(nei)代表廠家是(shi)新興(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)管(guan)。采用(yong)該(gai)方法生(sheng)(sheng)產復合(he)(he)(he)不銹鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)流程(cheng)為:某層(ceng)(或各(ge)層(ceng))金屬的(de)(de)(de)熔(rong)化(hua)→空心復合(he)(he)(he)不銹鋼(gang)管(guan)坯的(de)(de)(de)離心澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)→管(guan)坯的(de)(de)(de)機械(xie)加工(gong)→擠壓機、周期式軋(ya)管(guan)機、連續(xu)式軋(ya)管(guan)機生(sheng)(sheng)產半成品(pin)管(guan)或成品(pin)管(guan)→復合(he)(he)(he)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)熱(re)(re)處理→冷軋(ya)或冷拔(必要時(shi))。離心澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)是(shi)向旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)模中依次澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)各(ge)層(ceng)金屬,或者將熔(rong)化(hua)的(de)(de)(de)覆(fu)層(ceng)金屬澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)到(dao)經加工(gong)并預熱(re)(re)到(dao)給定溫度的(de)(de)(de)基層(ceng)金屬上,見圖(tu)8-36。目前,利用(yong)離心澆鑄(zhu)(zhu)(zhu)生(sheng)(sheng)產的(de)(de)(de)復合(he)(he)(he)鋼(gang)管(guan),其規格范圍在Φ(80~900)mmx(10~250)mm之間。如(ru)果與熱(re)(re)冷變形(xing)相(xiang)配(pei)合(he)(he)(he),可以(yi)生(sheng)(sheng)產外(wai)徑(jing)為φ6~550mm,壁厚1mm的(de)(de)(de)復合(he)(he)(he)鋼(gang)管(guan),見圖(tu)8-37。


2. 擠壓/軋制熱(re)加工法(fa)
這種方法是(shi)固態(tai)金(jin)屬通過(guo)熱(re)(re)塑性變(bian)形而獲得結合(he)(he)的(de)方法,采用熱(re)(re)塑性變(bian)形法生(sheng)產復(fu)合(he)(he)不銹鋼管(guan)的(de)工(gong)藝流(liu)程(cheng)為:在自動軋管(guan)機(ji)(ji)、周期式(shi)軋管(guan)機(ji)(ji)或擠壓(ya)機(ji)(ji)/冷(leng)軋機(ji)(ji)上。工(gong)藝流(liu)程(cheng)是(shi):分別生(sheng)產內(nei)層(ceng)管(guan)和外(wai)層(ceng)管(guan)(或離(li)心澆鑄的(de)復(fu)合(he)(he)管(guan)坯(pi))→用機(ji)(ji)械加工(gong)或化學法處理待復(fu)合(he)(he)表面→配裝(zhuang)→兩端焊接密封→雙(shuang)層(ceng)管(guan)坯(pi)加熱(re)(re)→軋機(ji)(ji)、擠壓(ya)機(ji)(ji)上進行(xing)熱(re)(re)塑性變(bian)形→冷(leng)軋或冷(leng)拔(必要時)。
軋(ya)(ya)制是(shi)一(yi)種傳統的制備復合金屬的方法(fa)。熱軋(ya)(ya)復合實質上屬于(yu)壓力(li)焊,如果變形量(liang)足夠(gou)大,軋(ya)(ya)輥施(shi)加的壓力(li)就會破(po)壞金屬表面(mian)的氧化膜,使表面(mian)達到原子接觸,從而(er)使兩表面(mian)焊在(zai)一(yi)起。軋(ya)(ya)制的優(you)點是(shi)生(sheng)產率高(gao)、質量(liang)好、成本低,并可大量(liang)節省金屬材(cai)料(liao)的損耗,因(yin)此(ci)是(shi)目前應用較為廣泛的復合材(cai)料(liao)生(sheng)產技(ji)術。
用擠(ji)壓機(ji)生產(chan)復(fu)合(he)管時(shi)(shi),當(dang)擠(ji)壓坯料截面縮減到10:1時(shi)(shi),高(gao)的擠(ji)壓壓力和(he)溫度會在界面處產(chan)生“壓力鍛”的焊接效應,促進(jin)界面間的快速(su)擴(kuo)散和(he)廣(guang)泛結(jie)合(he),成品為冶金結(jie)合(he)的復(fu)合(he)擠(ji)壓管。
3. 復合鋼板焊接(jie)法(fa)
這是目前制造(zao)直徑大于300mm以上石(shi)油天(tian)然氣輸送管(guan)道(dao)用(yong)復合鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)主要方(fang)法。它先將兩(liang)種不同(tong)材質的(de)(de)(de)板坯(pi)用(yong)超大功率熱軋機(ji)進(jin)行熱復合,然后用(yong)UO工(gong)藝(yi)卷成管(guan)坯(pi),再進(jin)行縱縫焊接。采(cai)用(yong)這種方(fang)法生(sheng)產復合鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)流程為:
熱軋板(ban)(ban)坯→用機(ji)械或化學法(fa)處(chu)理(li)二層板(ban)(ban)坯待復(fu)合表面→組(zu)成(cheng)雙層板(ban)(ban)進(jin)行熱軋復(fu)合→UO成(cheng)形管坯→縱縫焊接→擴管→熱處(chu)理(li)。
4.冷(leng)加工擴散退(tui)火(huo)法
這種方法與熱加工(gong)方法最大的不同是:首先將不同材質的管(guan)(guan)坯(pi)分別(bie)制(zhi)(zhi)成冷軋或(huo)冷拔無縫管(guan)(guan),其(qi)次在內(nei)層管(guan)(guan)坯(pi)的外側纏繞一層特制(zhi)(zhi)的低熔點中間層薄(bo)帶,經冷拔后,再進(jin)行(xing)高溫擴散退火,它的工(gong)藝流程如下(xia):
冷(leng)軋(ya)(ya)與冷(leng)拔(ba)制(zhi)成內層管(guan)與外層管(guan)→用機械或(huo)化學法處理待復合管(guan)的(de)接觸表面→在內層管(guan)的(de)外側螺旋式纏繞低熔點金屬帶→配管(guan)→冷(leng)拔(ba)或(huo)冷(leng)軋(ya)(ya)→擴散退火(huo)→冷(leng)軋(ya)(ya)或(huo)冷(leng)拔(ba)(必要(yao))。
5. 粉末法
粉(fen)末冶(ye)金法制(zhi)造復合鋼管(guan)的工(gong)藝(yi),其工(gong)藝(yi)流程(cheng)如下:真(zhen)空感應爐(lu)熔煉、氣(qi)體霧化制(zhi)粉(fen)→分級→粉(fen)末充填→冷(或熱(re)(re))等(deng)靜壓(ya)→坯料加熱(re)(re)→熱(re)(re)擠壓(ya)。該工(gong)藝(yi)最早由日(ri)本(ben)山陽特殊鋼公司和日(ri)本(ben)新(xin)日(ri)鐵公司等(deng)開發。
6. 雙金(jin)屬壓熔錨合(he)冶金(jin)復合(he)
浙江至德(de)鋼(gang)業有限公司開發的雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)壓熔(rong)(rong)錨合(he)(he)(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan),是通過高溫高壓同時(shi)作(zuo)用,基管(guan)(guan)(guan)(guan)、內(nei)(nei)管(guan)(guan)(guan)(guan)材料(liao)接(jie)觸界面的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)(rong)融(rong)液態(tai)化(hua),之(zhi)(zhi)后兩種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)液相(xiang)經(jing)過混(hun)合(he)(he)(he)凝固產生(sheng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鍵結合(he)(he)(he)和新的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)相(xiang)態(tai)組(zu)織,最(zui)終(zhong)實(shi)現高結合(he)(he)(he)力的冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)。雙金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)壓熔(rong)(rong)錨合(he)(he)(he)冶(ye)金(jin)(jin)(jin)復(fu)合(he)(he)(he)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的基管(guan)(guan)(guan)(guan)和內(nei)(nei)管(guan)(guan)(guan)(guan)之(zhi)(zhi)間(jian)結合(he)(he)(he)強度可超過210MPa,是無縫隙、冶(ye)金(jin)(jin)(jin)級的整體金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)復(fu)合(he)(he)(he)方法。

