一种轧制内波纹结合面金属复合管工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属复合管的制备技术领域，具体涉及一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺。
【背景技术】
[0002]双金属复合管(以下简称复合管)又称为双层管或包覆管，是由2种不同的金属管构成。管之间通过各种变形和连接技术紧密结合，受外力作用时，内外管同时变形且界面不分离。一般设计准则是基材满足设计应力，覆材能抗腐蚀或磨损等。和单一金属管相比，复合管充分利用基管和覆管的最佳性能，不仅具有高强度，而且还具有优良耐腐蚀、耐磨损性能，节省了大量贵重金属，降低了生产成本，因而双金属复合管的应用领域很广泛。
[0003]爆炸复合法依靠炸药爆炸产生连接金属所需的压力，使两搭接表面实现固相焊接。具体方法是先把基管和覆管组装成复合管坯，靠炸药爆炸产生的冲击波使内管发生塑性变形，紧贴于外管。
[0004]但该方法生产的复合管尺寸较小管形较差，成材率低；而且由于爆炸高能量的冲击，金属组织结构受到影响，并对环境污染较重。
[0005]压力加工复合法是指异种金属在塑性变形过程中受到变形力的作用使接触表面接近原子厚距离形成大量结合点，进而扩散形成稳固的冶金结合。其制坯工艺及界面复合机制是制约复合金属管质量、产量的主要因素。压力加工法中研究最多的是乳制复合，有热车L、冷乳、非等温乳制、异步乳制等。而乳制复合能量较低，异种金属材料力学性能差异大，结合界面比爆炸复合更为复杂。滚压复合法，内管易开裂且易加工硬化；旋压复合法，工艺简单，成本低，效率高，但是结合强度低，加工大管径较困难。所以使异种金属界面结合稳固，质量精度高，品种范围广，复合效率高是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了解决复合管生产时复合界面结合性能不良的技术问题，提供一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺。
[0007]本发明是通过下述技术方案实现。
[0008]1.一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，包括如下步骤:
1)坯料选择，选取金属基管和金属覆管，所述覆管金属层的变形抗力小于基管金属层的变形抗力，清理基管和覆管进行复合的表面，直至见到金属基体；
2)制坯，将覆管和基管按顺序叠装，覆管在外，基管在内，组合制坯，得到复合管坯；
3)粗乳，将复合管坯通过Y型三辊或者二辊复合粗乳机，所述复合粗乳机为圆孔型Y型乳机或者圆孔型二辊乳机，使乳辊圆孔型与覆管接触；使基管内表面与外表带有螺旋波纹的芯棒接触，乳制出内表面和复合面上具有螺旋波纹形状的复合毛管；复合毛管的内表面螺旋波纹截面形状为圆弧形、椭圆形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，螺旋波纹高度为覆管厚度的(0.1?10)倍，波纹宽度是波纹高度的(3?20)倍； 4)精乳，将复合毛管通过复合精乳机，精乳机为三辊乳机或者二辊乳机，乳辊带有光滑圆孔型；更换一种光滑表面芯棒，使复合毛管内表面波纹乳平，复合管乳圆，将复合毛管定、减径，得到所需管壁厚度，最终得到复合管；
5)精整，将精乳乳出的复合管进行切头围，热处理，矫直，分段。
[0009]2、其中，一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，在步骤2)中，所述制管坯过程为:将叠装的基管和覆管送往压力机压紧，在叠装的复合管两端沿着圆周进行埋弧焊封装焊接，在焊接好的复合管坯料端部钻孔抽真空，然后封闭该孔，得到复合管坯。
[0010]3、其中，一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，在步骤3)中，用于热乳，在粗乳前，将检验合格后的复合管坯送往加热炉，加热到一定温度，然后再进行粗乳。
[0011]4、其中，一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，在步骤3)中，或者用于冷乳，在粗乳前，将检验合格的复合板管送往酸洗设备酸洗，然后再进行粗乳。
[0012]本发明的优点及积极效果:
本发明利用基管螺旋波纹和覆管螺旋波纹之间的结合力增大了基管和覆管之间的结合力；利用粗乳后整体波纹覆管与整体波纹基管螺旋波纹结合面，解决异种金属变形抗力不同引起金属塑性变形的差异，即塑性变形不一致的问题；利用基管和覆管的螺旋波纹复合面，增大了基管和覆管的接触面积，增加了金属层的结合强度，避免了乳制过程中基管和覆管的开裂现象，提高了复合率；所述一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，工艺简单，能耗低，复合质量、产量高。
【附图说明】
[0013]
图1为复合管坯示意图；
图2为复合管粗乳示意图；
图3为复合管精乳示意图；
图中:1-基管2-覆管；3_螺旋波纹芯轴；4-Y型粗乳机乳辊；5-Υ型乳机精乳乳辊。
【具体实施方式】
[0014]
下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]实施例:制备不锈钢-碳钢复合管
制坯:选取304不锈钢管和Q345R碳钢管按照1: 3比例组坯，碳钢管尺寸为厚15mmX直径250mmX长2000mm，作为覆管1 ;不锈钢管尺寸为厚5mmX直径248mmX长2000mm，作为基管2 ;清理不锈钢管内壁和碳钢管外壁，直至见到金属基底；叠装覆管1和基管2，送往压力机压紧，在叠装的复合管坯两端周围用10_厚的碳钢先点焊后用埋弧焊封装焊接，在焊接好的复合管坯料端部钻孔抽真空，然后封闭该孔，得到复合管坯，如图1，复合管坯的厚度为20mm ；
加热:将检验合格后的复合管坯送往加热炉，加热到1250°C ；
粗乳:将加热好的复合管坯送往复合粗乳机乳制，所述复合粗乳机是三个乳辊为光滑圆孔型面Y型乳机，使光滑表面的粗乳辊4与碳钢覆管外表面接触，芯棒3的螺旋波纹外表面与不锈钢基管内表面接触，沿乳制方向，将不锈钢-碳钢复合管坯乳制成不锈钢管内壁为整体圆弧形螺旋波纹的复合毛管，所述复合毛管是碳钢管与不锈钢管复合面以圆弧形螺旋波纹相互配合的粗乳复合毛管；
精乳:如图3，将粗乳后的内表面为圆弧形螺旋波纹的复合毛管送往三辊精乳Y型乳机乳制，所述精乳机工作辊为光滑表面辊，使粗乳复合毛管螺旋波纹沿乳制方向布置，在精乳机上乳制直到复合毛管内螺旋波纹乳平、复合毛管乳圆，将复合毛管定、减径，乳制到所需管壁厚度，得到碳钢不锈钢复合管；
精整，将精乳乳出的复合管进行切头尾，热处理，矫直，分段，制成成品。
[0016]本实施例中，粗乳形成的覆管的螺旋波纹截面形状可以为圆弧形、椭圆形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，螺旋波纹高度为覆管厚度的(0.1?10)倍，波纹宽度是波纹高度的(3?20)倍。
[0017]上述实例利用基管波纹和覆管螺旋波纹之间的结合力增大了基管和覆管之间的结合力；利用粗乳后整体螺旋波纹基管与覆管螺旋波纹结合面，解决了异种金属变形抗力不同引起金属塑性变形的差异；其复合效果良好，金属层界面的结合强度较采用光滑管乳制复合的结合强度有了实质的提高。
【主权项】
1.一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，包括如下步骤: 1)坯料选择，选取金属基管和金属覆管，所述覆管金属层的变形抗力小于基管金属层的变形抗力，清理基管和覆管进行复合的表面，直至见到金属基体； 2)制坯，将覆管和基管按顺序叠装，覆管在外，基管在内，组合制坯，得到复合管坯； 3)粗乳，将复合管坯通过Y型三辊或者二辊复合粗乳机，所述复合粗乳机为圆孔型Y型乳机或者圆孔型二辊乳机，使乳辊圆孔型与覆管接触；使基管内表面与外表带有螺旋波纹的芯轴接触，乳制出内表面和复合面上具有螺旋波纹形状的复合毛管；复合毛管的内表面螺旋波纹截面形状为圆弧形、椭圆形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，波纹高度为覆管厚度的(0.1?10)倍，波纹宽度是波纹高度的(3?20)倍； 4)精乳，将复合毛管通过复合精乳机，精乳机为三辊乳机或者二辊乳机，乳辊带有光滑圆孔型；更换一种光滑表面芯棒，使复合毛管内表面波纹乳平，复合管乳圆，将复合毛管定、减径，得到所需管壁厚度，最终得到复合管； 5)精整，将精乳乳出的复合管进行切头围，热处理，矫直，分段。2.根据权利要求1所述的一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，其特征在于，步骤2)中，所述制管坯过程为:将叠装的基管和覆管送往压力机压紧，在叠装的复合管两端沿着圆周进行埋弧焊封装焊接，在焊接好的复合管坯料端部钻孔抽真空，然后封闭该孔，得到复合管坯。3.根据权利要求1所述的一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，其特征在于，在步骤3)中，用于热乳，在粗乳前，将检验合格后的复合管坯送往加热炉，加热到一定温度，然后再进行粗乳。4.根据权利要求1所述的一种乳制内波纹结合面金属复合管工艺，其特征在于，在步骤3)中，或者用于冷乳，在粗乳前，将检验合格的复合板管送往酸洗设备酸洗，然后再进行粗乳。
【专利摘要】一种轧制内波纹结合面金属复合管工艺，其步骤是：选取金属基管和金属覆管，覆管的变形抗力小于基管的变形抗力，按覆管在外、基管在内组合制坯；将复合管坯通过装有螺旋波纹芯棒的复合粗轧机，轧制出内表面和复合面上具有螺旋波纹形状的复合毛管，螺旋波纹截面形状为圆弧形、椭圆形、正弦波型、三角形、梯形或矩形，波纹高度为覆管厚度的（0.1～10）倍，波纹宽度是波纹高度的（3～20）倍；将复合毛管通过装有光滑圆孔型的复合精轧机，将内表面波纹轧平、轧圆，轧制到所需管壁厚度，得到复合管。本发明利用粗轧后覆管与基管的波文结合面，解决了异种金属变形抗力不同引起金属塑性变形的差异，增加了金属层的结合强度和结合力，提高了复合率。
【IPC分类】B21C37/08
【公开号】CN105414239
【申请号】CN201610050510
【发明人】黄庆学, 朱琳, 王效岗
【申请人】太原科技大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2016年1月26日