一种不锈钢/碳钢双金属螺纹钢及其复合成型工艺的制作方法_2

文档序号:9428940阅读:来源:国知局
3mm,但并不限于上述数值范围。
[0044]不锈钢按成分可分为Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni系(200系列)及析出硬化系(600系列)等,其中的Cr-Ni系奥氏体不锈钢防腐效果最好,因此,本实施例中所述不锈钢层I采用防腐性能好的Cr-Ni系奥氏体不锈钢。
[0045]进一步的,在Cr-Ni系奥氏体不锈钢中,304不锈钢是应用最为广泛的一种不锈钢,具有良好的耐蚀性、耐热性;316不锈钢是继304不锈钢之后,第二个得到最广泛应用的钢种,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构,较304不锈钢其具有更好的抗氯化物腐蚀能力,因此所述不锈钢2优选采用304不锈钢或316不锈钢。对于防腐要求不高应用环境,也可以采用Cr-Mn-Ni系不锈钢,当然也选用其它具有耐腐蚀性能的不锈钢材。
[0046]所述碳钢芯2材质可以选用目前生产HRB335螺纹钢、HRB400螺纹钢或HRB500螺纹钢所用的基材,但不限于上述三种材质。
[0047]进一步的,所述不锈钢层I和所述碳钢芯2的外周一体成型有横肋结构3,所述横肋结构3包括在双金属螺纹钢表面乳制形成的两道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。
[0048]本发明实施例还提供了双金属螺纹钢复合成型工艺,具体包括以下步骤:
[0049]SlOl:将碳钢芯坯料5装入中空的不锈钢钢管坯料4形成双金属坯料,其中所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4为过盈配合。
[0050]选用合适型号的碳钢芯坯料5和不锈钢钢管坯料4,在原材料类型选择方面,所述碳钢芯坯料5可以选用目前碳钢螺纹钢生产所用的HRB335、HRB400或HRB500,所述不锈钢钢管坯料4可以选用防腐效果好的Cr-Ni系奥氏体不锈钢或Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢;在原材料形状选择方面,所述不锈钢钢管坯料4的内径形状可以为圆形、方形等形状,相应的所述碳钢芯坯料5的外径形状也为圆形、方形等形状;在原材料尺寸选择方面,因为不锈钢是靠其表面形成的一层坚固细密的稳定的富铬氧化膜,防止氧原子的继续渗入、继续氧化,而获得抗锈蚀的能力,所以对双金属螺纹钢中的外层不锈钢层有一定的厚度要求,但同时考虑保证双金属螺纹钢的高强度以及工程成本,优选地,所述不锈钢钢管坯料4的壁厚为所述双金属坯料尺寸的5% -18%,所述不锈钢钢管坯料4的重量为所述双金属坯料总重量的 8% -30% ο
[0051]在有关标准中对螺纹钢的表面质量作了规定,要求表面不得有裂缝,不得存在使用上有害的缺陷等,所以为了提高成品质量,所述不锈钢钢管坯料4采用不锈钢无缝钢管,这样可以有效防止所述不锈钢钢管坯料4在后续的乳制过程中表面产生裂缝。
[0052]为了使所述碳钢芯坯料5的外壁能与所述不锈钢钢管坯料4的内壁紧密结合,所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4为过盈配合,考虑到最大过盈量所产生的内应力不允许超出屈服强度的限定以及本实施例中所选用的上述原材料类型,所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4的过盈量为0-0.1mm。
[0053]考虑所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4之间为轻度过盈配合,本实施例中采用压力机压入法或冷装法将所述碳钢芯坯料5装入所述不锈钢钢管坯料4中。其中,采用压力机压入法是可以采用油压机装.具体包括,首先根据过盈量以及配合长度等因素对理论压入力进行计算,设定油压机所产生的压力为理论压入力1.5-2倍,然后在常温环境下将所述碳钢芯坯料5与所述不锈钢钢管坯料4进行组装。
[0054]为了能使所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4最终能够形成稳固的冶金结合界面,将所述碳钢芯坯料5装入所述不锈钢钢管坯料4之前,还包括坯料清理的步骤,以提高两者结合界面的洁净度,具体包括,将所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4分别依次进行除锈、机械加工清理飞边毛刺和清洗处理等步骤,最终使所述碳钢芯坯料5的外表面和所述不锈钢钢管坯料4的内表面达到无杂质、无氧化以及无划痕碰伤的要求。其中,所述清洗处理可以采用酸洗和丙酮清洗相结合的清洗方式,通过酸洗清除坯料表面的油污、锈斑、焊斑、氧化层以及游离铁等污垢,然后通过丙酮清洗进一步去除坯料表面的有机物等污垢,当然并不限于上述清洗方式,还可以加入去离子水清洗处理或乙醇脱水处理等处理步骤。
[0055]进一步的,为了使所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4的结合界面能够处于真空环境下,以确保形成牢固的冶金结合界面,将所述碳钢芯坯料5装入所述不锈钢钢管坯料4后,还包括,将所述双金属坯料的两端面、所述碳钢芯坯料5的外壁和所述不锈钢钢管坯料4的内壁相接触的位置进行焊接密封,具体实施时,组装后的坯料必须在真空环境下进行焊合。
[0056]S102:将装配好的所述双金属坯料放入加热炉中加热。
[0057]对所述双金属坯料加热的目的一方面是为所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4的结合界面形成冶合金结合界面了另一方面是为加工变形提供条件,因此,一般加热温度越高越好。但是温度过高又会产生过热、过烧、甚至发生融化等加热缺陷;另一方面,根据对金属加工工艺的工艺要求,希望在金属加工完时能保持在一定的温度上,以期待得到理想的内部组织和性能。因此,本实施例中将所述双金属坯料放入加热炉中加热的加热温度、即出炉温度设定为1050°C -1280°C,具体实施时,所述加热温度可以根据所述不锈钢钢管坯料4的材料以及管壁厚度等因素做相应的改变。
[0058]S103:将加热后的所述双金属坯料进行热乳加工,形成双金属螺纹钢。
[0059]具体实施中,可包括如下步骤:
[0060]S201:所述双金属坯料温度降到合适温度时进入粗乳机,将多次连乳,形成第一双金属圆钢,其中,粗乳次数可以为4-9次。
[0061]S202:将所述第一双金属圆钢经过飞剪切头和切尾,将头部和尾部缺陷切净,其中,切头长度300mm-350mm,切尾长度350mm-500mm,但并不限于此数值范围。
[0062]S203:将剪切后的所述第一双金属圆钢进入中乳机连乳成第二双金属圆钢,其中,中乳次数可以为4-9次。
[0063]S204:将所述第二双金属圆钢进入精乳机依次进行预精乳和二次精乳乳制,形成双金属螺纹钢。
[0064]其中,在所述预精乳和所述二次精乳之间还包括水冷的过程。当然,并不限于上述热乳步骤,具体实施过程还可以根据需求进行改变。
[0065]形成所述双金属螺纹钢之后,经冷却、收集以及经热锯机锯切成所需要的尺寸等工步后,再经过检验、打捆以及洗去双相钢不锈螺纹钢表面氧化物等工步,便可以称重包装入库。
[0066]上述热乳工艺中,所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4在高温、高压条件下接触界面处形成的扩散层,可以实现所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4接触界面处良好的冶金结合。
[0067]当然,也可以采用采用冷乳工艺对所述双金属坯料进行乳制加工,可以包括如下步骤:
[0068]S301:使用冷乳机将所述双金属坯料乳制成双金属螺纹钢。
[0069]S302:对乳制成型的所述双金属螺纹钢进行二次回火,祛除其多余的碳元素,增加其致密度,从而提高其延伸率、抗拉强度。
[0070]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合具体的实施对本发明做进一步的举例说明。
[0071]实施例一
[0072]本实施例要采用304不锈钢和HRB335钢坯料,最终乳制成直径为Φ25πιπι的双金属螺纹钢。
[0073]如图4和图5所示,为本发明实施例提供的一种双金属料坯的基本结构示意图。
[0074]本实施例中外层的不锈钢钢管坯料4采用304不锈钢,所述不锈钢钢管坯料4为圆形无缝钢管,其具体尺寸为Φ150Χ5Χ 2000(外径X壁厚X长度,mm)。芯部的碳钢芯坯料5采用生产HRB400螺纹钢所用的坯料,其具体尺寸为Φ 140.07 X 2000 (外径X长度,mm),所述碳钢芯坯料5和所述不锈钢钢管坯料4之间的过盈量为0.07mm。
[0075]将所述不锈钢钢管坯料4首先去处内表面的飞边毛刺,然后进行酸洗处理,最
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1