专利名称：一种金属无缝复合管坯的制造方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属复合管坯的加工技术，更具体地说，它涉及一种金属无缝复合管坯的制 造方法，本发明还涉及实现上述方法的装置。
背景技术：
金属复合管分为外复合与内复合管，其基层金属通常是比较便宜的碳钢类材料，壁厚较 厚；而复层金属通常是价格较高的特种金属合金，如不锈钢、铜、铝、钛等，传统的金属复 合管的加工方法主要有机械复合法和焊接复合法，机械复合法如水压法或拉拔法等，机械复 合法可以制造无缝金属复合管，但机械复合法存在基层金属和复层金属之间界面强度低，后 加工性能差的不足；而焊接法可以解决基层金属和复层金属之间界面强度低的不足，界面结 合强度可以达到200MPa以上，但只能加工有缝管，这类技术如中国专利ZL200310112224.3 (公开号CN1618540A，
公开日2005. 05. 25)公开的"钎焊热轧金属复合管的制造方法"、中 国专利ZL200310117462. 3 (公开号CN1631569A，
公开日2005.06.29)公开的"钎焊热轧连 续焊接金属复合管的制造方法"，中国专利ZL200410051497.6 (公开号CN1748932A ,
公开日
2006.03.22 )公开的"一种冷轧连续焊接金属内复合管的制造方法"，中国专利 ZL200710028900. 7 (公开号CN101085455A，
公开日2007.12.12)公开的"一种螺旋复合钢 管的制造方法"等，但如何更方便的加工无缝金属复合管，目前业内还没有更好的办法，已 成为困扰无缝金属复合管发展的技术瓶颈。本申请的发明人经过多年的研究，终于在无缝复 合管的加工技术中取得突破，发明了一种全新的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种方法简便、容易实施的 金属无缝复合管坯的制造方法。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种实现h述方法的专用装置。
本发明的前一技术方案是这样的 一种金属无缝复合管坯的制造方法，包括下述步骤(1) 将两个半圆形的管模组合成管坯成型模，并将管坯成型模放置在转动装置的多组转动滚轮上;
(2)启动转动装置使管坯成型模保持在500 1000转/分钟的转速；(3)在管坯成型模的内 表面涂腹膜砂；(4)进行外层金属液体浇注；(5)浇注完成后在外层金属内表面加抗氧化剂， 然后进行内层金属液体浇注；(6)内层金属液体浇注完成5 15分钟后打开管坯成型模将管 粗坯件套入内部通冷却水的导向管外，在无缝穿孔拉拔机组内挤压成无缝热拔管坯。
上述的一种金属无缝复合管坯的制造方法中，步骤(3)中所述的腹膜砂厚度为1 2mm。上述的一种金属无缝复合管坯的制造方法中，步骤(4)和步骤(5)之间的间隔时间为, 2 3分钟。
上述的一种金属无缝复合管坯的制造方法中，步骤(5)所述的抗氧化剂为玻璃渣。
上述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，步骤(4)中所述的外层金属为 碳素钢，步骤(5)中所述的内层金属为不锈钢，形成内不锈钢外碳钢的复合无缝管粗坯，这 时外层金属的浇注条件为浇注温度控制在1500'C 155(TC，浇注完毕至1150°C 1300°C; 内层金属的浇注温度控制在1550'C 160(TC之间。
上述的一种金属无缝复合管坯的制造方法中，步骤(4)中所述的外层金属为不锈钢，步 骤(5)中所述的内层金属为碳素钢，形成外不锈钢内碳钢的复合无缝管粗坯，这时外层金属 的浇注条件为浇注温度控制在155(TC 160CrC，浇注完毕至1200。C 1350'C;内层金属的 浇注温度控制在150(TC 155(TC之间。
本发明的后一技术方案是这样的 一种金属无缝复合管坯制造装置，包括管坯成型模、
转动装置和定型装置，其特征在于所述的管坯成型模是由两个半圆形管模组合而成，所述的 转动装置包括驱动装置和支承装置，支承装置设有多组支承管坯成型模的滚轮，驱动装置通
过传动机构与滚轮联动；所述的定型装置为改进的穿孔机组，改进的地方是用通冷却水的顶 孔导向管代替穿孔机组使用的穿孔模头；所述的顶孔导向管由大管体和小管体两段构成，大 管体和小管体之间设有锥形过渡段；大管体的外径与待定型的热拔管坯内径一致。
本发明与现有技术相比，具有下述优点本发明的方法工艺简单，可以加工出多种规格 的金属复合无缝管坯，为金属复合管的制造提供一种全新的制造方法，对促进金属复合管的 推广应用、节约资源具有重大意义。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明中转动装置的结构示意图2是图1的右视图3是本发明中顶孔导向管的结构示意图。
图中管坯成型模l、转动装置2、驱动装置21、支承装置22、滚轮23、顶孔导向管3、 大管体31、小管体32、锥形过渡段33。
具体实施例方式
参阅图1至图3所示，本发明的一种金属无缝复合管坯的制造装置，包括管坯成型模l、 转动装置2和定型装置3，管坯成型模1是由两个半圆形管模组合而成，方便在浇注成型后 管坯成型模1及时分离开模；转动装置2包括驱动装置21和支承装置22，支承装置22根据管坯成型模l的长度，设有多组支承管坯成型模l的滚轮23，以使管坯成型模1能够平稳转 动；驱动装置21通过传动机构与滚轮23联动；通过驱动装置21带动管坯成型模1快速转动， 使浇注在管坯成型模l内的金属液体在离心力的作用下，形成基本均匀的管壁。
本发明中的定型装置为改进的穿孔机组，由于成型后的粗管坯已经有了通孔，所以不能 直接在穿孔机组上定型成管坯，改进的地方是用通冷却水的顶孔导向管3代替穿孔机组使用 的穿孔模头，顶孔导向管3由大管体31和小管体32两段构成，大管体31和小管体32之间 设有锥形过渡段33，大管体31的外径与待定型的热拔管坯内径一致，顶孔导向管3的小管 体32的起导向作用，锥形过渡段33起穿孔模头的作用，粗管坯在穿孔机组的六对斜辊带动 下，与顶孔导向管3的配合，将粗管坯挤压、扭转成无缝热拔管坯。
实施例1
外碳钢内不锈钢无缝管坯的制造
管坯规格外径150mm，内径70咖，长度2800咖，管坯壁厚40ram，其中外层碳钢厚度为 32mm，内层不锈钢厚度为8mrn，碳钢材料为Q235，不锈钢材料为304。 制备方法
(1) 将两个半圆形的管模组合成管坯成型模，管坯成型模的内径150mm,长度约 2500mm，并将管坯成型模放置在转动装置的多组转动滚轮上。
(2) 启动转动装置使管坯成型模保持在1000转/分钟的转速。
(3) 在管坯成型模的内表面涂lmm腹膜砂。
(4) 进行外层碳钢金属液体浇注，浇注量约为260kg，浇注温度控制在1500'C 1550 。C，浇注完毕至1150。C 130(TC。
(5) 浇注完成后在外层金属内表面加一层玻璃渣作为抗氧化剂，然后进行内层不锈钢金 属液体浇注；浇注量42kg;内层不锈钢金属的浇注温度控制在155(TC 160(rC之间。
(6) 内层金属液体浇注完成后，形成外径150mm，内径约50mm，长度约2500mm的粗管 坯，浇注完成5 15分钟后，立即打开管坯成型模，将管粗坯件套入内部通冷却水的顶孔导 向管外，顶孔导向管的大管体外径为70mm，小管体50mm，由于粗管坯的温度还保持在1050 。C 115(TC的高温，立即在无缝穿孔拉拔机组内挤压成无缝热拔管坯。
实施例2
管坯规格外径300mm，内径200mm，长度2800mm，管坯壁厚50mm，其中外层碳钢厚度为 40mm，内层不锈钢厚度为10mm，碳钢材料为Q235，不锈钢材料为304。
(1)将两个半圆形的管模组合成管坯成型模，管坯成型模的内径300mm，长度约 2000mm，并将管坯成型模放置在转动装置的多组转动滚轮上。(2) 启动转动装置使管坯成型模保持在500转/分钟的转速。
(3) 在管坯成型模的内表面涂2mm腹膜砂。
(4) 进行外层碳钢金属液体浇注，浇注量约为3150kg,浇注温度控制在1500°C 1550 °C，浇注完毕至1150°C 1300°C。
(5) 浇注完成后在外层金属内表面加一层玻璃渣作为抗氧化剂，然后进行内层不锈钢金 属液体浇注；浇注量280kg;内层不锈钢金属的浇注温度控制在155(TC 160(TC之间。
(6) 内层金属液体浇注完成后，形成外径300mm,内径约IOO咖，长度约2000mm的粗管 坯，5 15分钟后，立即打开管坯成型模，将管粗坯件套入内部通冷却水的顶孔导向管外， 顶孔导向管的大管体外径为200mm,小管体100mm,由于粗管坯的温度还保持在1050°C 115(TC的高温，立即在无缝穿孔拉拔机组内挤压成无缝热拔管坯。
实施例3
管坯规格外径150mm，内径70咖，长度2800mm，管坯壁厚40mm，其中外层不锈钢厚度 为8mm，内层碳钢厚度为32mm，碳钢材料为Q235，不锈钢材料为201。
(1) 将两个半圆形的管模组合成管坯成型模，管坯成型模的内径150mm,长度约 2500mm，并将管坯成型模放置在转动装置的多组转动滚轮上。
(2) 启动转动装置使管坯成型模保持在750转/分钟的转速。
(3) 在管坯成型模的内表面涂lmra腹膜砂。
(4) 进行外层不锈钢金属液体浇注，浇注量约为78kg，浇注温度控制在1550°C 1600 °C,浇注完毕至120(TC 1350。C;浇注完毕至1150'C 1300°C。
(5) 浇注完成后在外层金属内表面加一层玻璃渣作为抗氧化剂，然后进行内层不锈钢金 属液体浇注；浇注量224kg;内层不锈钢金属的浇注温度控制在1500'C 155(rC。
(6) 内层金属液体浇注完成后，形成外径150咖，内径约50咖，长度约2500mm的粗管 坯，5 15分钟后，打开管坯成型模，将管粗坯件套入内部通冷却水的顶孔导向管外，顶孔 导向管的大管体外径为70mm，小管体50mm,由于粗管坯的温度还保持在1050°C 1150°C 的高温，立即在无缝穿孔拉拔机组内挤压成无缝热拔管坯。
利用本发明的方法加工的无缝热拔管坯，可以按现有技术直接在精拔机组内，拉拔成不 同规格的无缝复合管，以满足不同的使用要求。
权利要求
1. 一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于包括下述步骤(1)将两个半圆形的管模组合成管坯成型模，并将管坯成型模放置在转动装置的多组转动滚轮上；(2)启动转动装置使管坯成型模保持在500～1000转/分钟的转速；(3)在管坯成型模的内表面涂腹膜砂；(4)进行外层金属液体浇注；(5)浇注完成后在外层金属内表面加抗氧化剂，然后进行内层金属液体浇注；(6)内层金属液体浇注完成5～15分钟后打开管坯成型模将管粗坯件套入内部通冷却水的顶孔导向管外，在无缝穿孔拉拔机组内挤压成无缝热拔管坯。
2. 根据权利要求1所述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，步骤(3) 中所述的腹膜砂厚度为1 2mrn。
3. 根据权利要求1所述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，步骤(4) 和步骤(5)之间的间隔时间为2 3分钟。
4. 根据权利要求1所述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，步骤(5) 所述的抗氧化剂为玻璃渣。
5. 根据权利要求1所述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，步骤(4) 中所述的外层金属为碳素钢，步骤(5)中所述的内层金属为不锈钢。
6. 根据权利要求1所述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，步骤(4) 中所述的外层金属为不锈钢，步骤(5)中所述的内层金属为碳素钢。
7. 根据权利要求5所述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，所述的外层 金属的浇注条件为浇注温度控制在150(TC 155(rC，浇注完毕至1150'C 130(TC;内层金 属的浇注温度控制在1550'C 160CrC之间。
8. 根据权利要求6所述的一种金属无缝复合管坯的制造方法，其特征在于，所述的外层 金属的浇注条件为浇注温度控制在1550°C 1600°C，浇注完毕至1200°C 1350°C;内层金 属的浇注温度控制在150(TC 1550'C之间。
9. 一种实现权利要求l所述金属无缝复合管坯制造方法的装置，包括管坯成型模(1)、 转动装置(2)和定型装置，其特征在于所述的管坯成型模(1)是由两个半圆形管模组合而 成，所述的转动装置(2)包括驱动装置(21)和支承装置(22)，支承装置(22)设有多组 支承管坯成型模(1)的滚轮(23),驱动装置(21)通过传动机构与滚轮(23)联动；所述 的定型装置为改进的穿孔机组，改进的地方是用通冷却水的顶孔导向管(3)代替穿孔机组使 用的穿孔模头；所述的顶孔导向管(3)由大管体(31)和小管体G2)两段构成，大管体(31) 和小管体(32)之间设有锥形过渡段(33);大管体(31)的外径与待定型的热拔管坯内径一 致。
全文摘要
本发明公开了一种金属无缝复合管坯的制造方法及装置，属金属复合管制造技术，其技术方案的要点包括下述步骤(1)组合管坯成型模并放置在转动装置的多组转动滚轮上；(2)使管坯成型模保持在500～1000转/分钟；(3)涂腹膜砂；(4)外层金属液体浇注；(5)浇注完成后加抗氧化剂，进行内层金属液体浇注；(6)内层金属液体浇注完成5～15分钟后将管粗坯件套入内部通冷却水的导向管外，在无缝穿孔拉拔机组内挤压成无缝热拔管坯；本发明的装置包括管坯成型模、转动装置和定型装置，其中定型装置为改进的穿孔机组，是用通冷却水的顶孔导向管代替穿孔机组使用的穿孔模头。本发明的方法简单易行，是金属复合管制造的全新技术方案。
文档编号B22D13/02GK101428388SQ20081021958
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者飚 严, 严孟杰 申请人:河北鲍德不锈钢复合管制造有限公司;严孟杰;严 飚