一种碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明型涉及双金属钢管技术领域，涉及一种双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)的制造工艺。。
【背景技术】
[0002]在现有的双金属管生产制造技术中，国内外通常的工艺有旋压法、传统拉拔法、静水压法和爆炸成型法。
[0003]其中旋压法是通过在内管中放置一个旋压模具，然后通过机械传动机构，驱使旋压模具将内管金属发生塑性变形，贴合在外管的内表面。
[0004]传统拉拔法是在双金属管的内管中放置一个锥形的的模具，同时在锥形模具小头部分连接机械拉拔机构，通过模具锥形模具大头部分扩口作用使得内管金属发生塑性变形，贴合在外管的内表面。
[0005]静水压法则是借用液压原理，将内管的两端封闭，然后通过往内管打入工业用水，使得内管金属发生塑性变形，贴合在外管的内表面。
[0006]爆炸成型法是使用火工品进行装配，在基管起爆端留出合适长度的火工品来连接雷管。并在对装配好的基、衬管在管端装配密封套，和基、衬管之间用真空泵抽气后起爆，使得内外管在瞬间高温和强大的爆炸力作用下形成复合。
[0007]但是这四种工艺都存在一些无法克服的缺点，比如:旋压法、传统拉拔法、静水压法存在内外管结合力不足，以及高温工作条件下容易发生内外管脱落的现象。而爆炸成型法，由于是瞬间变型，存在各个部位的结合力不均匀的现象，这个容易导致钢管的热导性能不均匀，不能应用于热交换用途的场合。
[0008]此外，由于在三化的热交换器应用领域，不锈钢管的导热性对于这种用途是最关键的指标，同时因为管道在加工过程中还需要进行弯曲和变形。而一般的双金属管工艺，由于两层金属间存在间隙，热量在传递过程中在这里会出现隔断的问题，整体的导热性能没法保证；同时两层金属由于在塑性变形后，产生应力集中的现象，因此如果对这些双金属管做弯曲成型加工，可能会发生钢管开裂的现象，实际无法进行现场装配。
【发明内容】
[0009]因此，本发明要解决的技术问题是提供一种导热均匀、不易开裂的双金属管的制备方法。
[0010]本发明的技术方案是:一种碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，包括内外管原材料准备，套管后的缩头、拉拔、定切和中间清洗工序，以及后续的矫直、探伤、半成品清洗、防锈工序，该方法包括:
[0011](1)准备双金属钢管内外管原材料
[0012]外管采用精密无缝钢管，内管采用不锈钢管；内外管之间预先保留3-5mm的间隙；同时内外管的直线度要求确保不大于1.5mm/m ；
[0013](2)对外管进行酸磷皂
[0014]按照正常冷拔无缝钢管生产工艺，将外管放置在12?15%的盐酸溶液中，去除表皮的氧化皮和锈蚀层；然后把外管放入浓度为5%?7%体积百分比的磷化液中，并添加1_2%。的促进剂进行中间磷化；最后，再把这些钢管放入到皂化液中进行表面润滑；
[0015](3)对内管的内表面进行润滑处理
[0016]在钢管的内壁涂抹牛油和石灰的混合物，并在低于100摄氏度下干燥；
[0017](4)在内管的外表面缠绕导线
[0018]在内管外表面，沿着纵向将导线从一端拉到另外一端，间隔均匀缠绕；然后，从内管的一端沿着横向将导线均匀缠绕直至钢管的另一端；
[0019](5)在内管的外表面涂抹聚合物
[0020]在内管外表面，将调为糊状的聚合物均匀的涂于内管的外表面，厚度控制在2-25um ;可以用0.1mm外径以下的毛丝刷来涂覆。
[0021](6)内外管进行套管
[0022]待涂抹聚合物的内管表面干燥后，将外管放置好后，同时将内管推放到外管内孔中；注意如果碰到内外管壁摩擦无法推进时，不应用力强行套管。
[0023](7) 3D聚合固化处理
[0024]经缩头、拉拔、定切和中间清洗后，将内外管放置在800-1000 V的加热设备中，持续1.5个小时以上，再空冷出炉。确保3D聚合物固化完毕，不锈钢在敏化温度也将塑性变形的应力充分去除。
[0025]根据本发明的碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，优选的是，步骤(2)所述磷化液选自磷酸、氧化锌、硝酸锌、硝酸钙、硝酸镍、柠檬酸中的一种；所述促进剂选自纯碱、硝酸钠中的一种；所述皂化液选自纯碱、硬脂酸、石蜡中的一种。
[0026]根据本发明的碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，优选的是，步骤(3)所述牛油为锂基脂，所述石灰为熟石灰；所述牛油和石灰的质量比为牛油:石灰为1.5:6-15。
[0027]根据本发明的碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，优选的是，步骤(4)所述导线为贵金属导线；步骤(5)所述聚合物为贵金属粉末。之所以称为聚合物，是因为它们起到聚合作用。
[0028]进一步地，所述贵金属导线中的贵金属选自金、银、钌、铑、钯、锇、铱、钼中的一种；所述贵金属粉末中的贵金属选自金、银、钌、铑、钯、锇、铱、钼中的一种。导线采用此种贵金属可以更好地增加结合力。
[0029]根据本发明的碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，优选的是，步骤(4)所述导线的直径为0.2?0.7mm。
[0030]根据本发明的碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，优选的是，步骤(4)所述导线横向的螺距为30?60mm。
[0031]进一步地，步骤(4)所述导线的横向螺距相等。
[0032]优选的是，步骤(5)中聚合物调为糊状是将贵金属粉末与水按3:1-20:1的质量比混合调为糊状。
[0033]根据本发明的碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，优选的是，所述中间清洗是将定切好的双金属钢管放入到温度为65摄氏度以上的脱脂剂中浸泡30分钟以上，然后放入到清水缸中，用压力大于0.5Mpa的清水从钢管一端冲入直至从另一头流出；所述半成品清洗是将将通过探伤检测的双金属钢管放入到温度为65摄氏度以上的脱脂剂中浸泡15分钟以上，然后放入到清水缸中，用压力大于0.5Mpa的清水从钢管一端冲入直至从另一头流出。
[0034]进一步地，脱脂剂为Na2C03。
[0035]本发明依照金属3D原理，在双金属层间添加聚合物，使得两层金属之间空隙被充分填充如同一体，而且双金属层间的结合力也会大幅增强，达到2Mpa以上；同时由于钢管是经过热处理工艺处理的，在拉拔过程中产生的应力获得释放，于是钢管可以弯曲变形加工，符合三化用热交换器的加工技术要求。聚合物的贵金属成分与导线成分的相同，比如聚合物选择银时，导线的贵金属成分也选择银。导线一般采用成品的贵金属导线，要求是在800°C-100(rC左右可以熔化即达到要求，与聚合物一起起到增强粘合的作用。
[0036]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0037]本发明首次将3D金属打印技术应用于双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)的制造工艺中，能够有效解决一般双金属管存在的导热性不良的问题，可广泛应用于三化行业的热交换器钢管领域。
[0038]在聚合物的固化过程中，释放了不锈钢金属在塑性变形中产生的应力，解决了普通双金属管在热交换器加工过程中的弯曲和扩口等难题。
[0039]由于聚合物有粘合两层钢管的作用，本发明的钢管可以明显改善双金属管之间的粘合力问题，从普通的双金属管的0.2Mpa，提高至少10倍以上到2Mpa以上。
【附图说明】
[0040]图1是本发明的制备流程图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合具体实例对本发明做进一步描述，单具体实例并不对本发明做任何限定。
[0042]本发明的双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)制造新工艺，按照“准备双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)内外管原材料一对外管进行酸磷皂一在内管的内表面涂抹牛油石灰一在内管的外表面缠绕导线一在内管的外表面涂抹聚合物一内外管进行套管一把套管进行缩头加工一拉拔加工一碳钢不锈钢聚合管切头尾定尺一双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)原材料清洗一3D聚合固化处理一矫直一探伤一半成品清洗一泡防锈水并浙干一包装入库待发”的工艺过程，从双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)原材料准备开始，依次经过外管酸磷皂处理槽，内管内表面涂抹牛油石灰装置，内管外表面自动化导线缠绕设备，内管外表面聚合物涂抹装置，内外管套管系统，双金属管缩头机，双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)拉拔设备，钢管切割机，脱脂、酸洗、清水冲洗槽，3D聚合物固化设备，矫直机，涡流探伤机，以及脱脂、清水冲洗槽，防锈水槽，浙干池，包装打捆区，最后到代发货库位，从而完成了整个双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)的生产。
[0043]实施例1
[0044]本实施例提供一种碳钢不锈钢双金属聚合管的制造方法，双金属管内层为不锈钢钢管和外层为碳钢管，通过在不锈钢内管的外表面缠绕贵金属导线，并在双金属材料之间添加聚合层材料，再通过聚合层固化工艺将两层金属紧密的聚合起来。
[0045](1)准备双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)内外管原材料
[0046]双金属钢管(碳钢不锈钢聚合管)的外管采用符合EN10305-1标准要求的E235材质的精密无缝钢管，规格为外径35mm*壁厚1.6mm ;内管采用符合ASTM A269标准的316材质的不锈钢管，规格为外径28mm*壁厚1.05mm。同时将内外管进行矫直，确保内外管直线度要求确保不大于1.5mm/m。
[0047](2)对外管进行酸磷皂
[0048]按照正常冷拔无缝钢管生产工艺，将外管(外径35mm*壁厚1.6mm)放置在12?15%的盐酸溶液中，去除表皮的氧化皮和锈蚀层；然后把外管(外径35mm*壁厚1.6mm)放入浓度为