專(zhuān)利名稱(chēng)：釬焊熱軋金屬?gòu)?fù)合管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬?gòu)?fù)合管的制造方法，尤其是一種利用釬焊料生產(chǎn)金屬?gòu)?fù)合管的方法。
背景技術(shù)：
金屬?gòu)?fù)合管的應(yīng)用主要基于經(jīng)濟(jì)性和節(jié)約資源的目的，以及在各種設(shè)備上的特殊用途。例如，要求具備抗腐蝕能力的壓力容器、管道等，以采用不銹鋼管制造比較合理，但成本高；如果采用普通碳素鋼管與不銹鋼管復(fù)合制得的復(fù)合管制造同樣的壓力容器、管道等，不銹鋼管的厚度僅整體厚度的2～10％，這樣不僅滿足了容器的抗腐蝕性能和足夠高的強(qiáng)度，而且也大大的降低了成本。另外，某些具有優(yōu)異耐熱、耐腐蝕及導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的金屬材料，如銅、錳、鈦或鉻等，存在資源稀缺的問(wèn)題，若采用雙層或多層復(fù)合管，不但有利于節(jié)省資源，也能滿足很多工程中的特殊需要。
目前，金屬?gòu)?fù)合管主要是采用機(jī)械復(fù)合方法加工制造，如水壓復(fù)合法、拉拔復(fù)合法等，或采用復(fù)合鋼板折彎焊接的焊接復(fù)合法等，水壓復(fù)合法和拉拔復(fù)合法生產(chǎn)的復(fù)合管存在的缺點(diǎn)是二層金屬之間的結(jié)合強(qiáng)度低，復(fù)合管的后加工性能差(不能進(jìn)行彎、折、焊、壓等加工)；焊接復(fù)合法生產(chǎn)的復(fù)合管存在的缺點(diǎn)是由于復(fù)合層端面焊接存在不同金屬元素間的滲透作用，影響復(fù)合管的使用性能。
中國(guó)專(zhuān)利“一種金屬?gòu)?fù)合用釬料”(專(zhuān)利號(hào)ZL94108021.7)公開(kāi)了一種金屬?gòu)?fù)合用釬料配方，在此基上，發(fā)明人經(jīng)多年努力，開(kāi)發(fā)出利用該釬料生產(chǎn)復(fù)合金屬管的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制造金屬?gòu)?fù)合管的方法，利用該方法制備的金屬?gòu)?fù)合管具有復(fù)合強(qiáng)度高，再加工性能好、用途廣泛。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種釬焊熱軋金屬?gòu)?fù)合管的制造方法，包括以下步驟(1)將基層金屬管和復(fù)層金屬管的待復(fù)合面清理干凈，在所述的待復(fù)合面之間放置釬焊料；(2)將基層金屬管和復(fù)層金屬管進(jìn)行套裝成雙層管；(3)將套裝好的雙層管兩端周邊封焊，抽真空備用；(4)將步驟(3)得到抽真空雙層管加熱至650℃～1200℃之間進(jìn)行復(fù)合軋制；(5)冷卻精整后即得到金屬?gòu)?fù)合管。
按照本發(fā)明的方法，所述的基層金屬管包括碳素鋼管和合金鋼管，所述的復(fù)層金屬管包括不銹鋼管、銅管或鈦管。
本發(fā)明的方法中釬焊料可以是箔料或鍍料或刷料，相應(yīng)的采用貼、噴、刷的方式上料，厚度為1～10微米。
本發(fā)明的方法中抽真空最好在加熱至350℃～450℃條件下進(jìn)行，可以提高復(fù)合率，真空度控制在1.33×10-2Pa以下，真空度高，有利于提高復(fù)合率，提高復(fù)合強(qiáng)度。
利用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的熱軋金屬?gòu)?fù)合管，其機(jī)械性能、防腐蝕性能和再加工性能都十分優(yōu)良，二層金屬之間的結(jié)合強(qiáng)度高，其剪切強(qiáng)度可達(dá)210MPa～350MPa，克服了機(jī)械復(fù)合管不能進(jìn)行彎、焊、壓等再加工性能差的不足；同時(shí)也解決了復(fù)合板折彎成型端面焊接不同元素滲透問(wèn)題；而且，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)基層金屬管的內(nèi)復(fù)合，從而使金屬?gòu)?fù)合管在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
如圖1所示，本發(fā)明的釬焊熱軋金屬?gòu)?fù)合管的制造方法，其具體的工藝流程為復(fù)合面清理、放置釬焊料→基層管、復(fù)層管套裝→封口抽真空→復(fù)合軋制→冷卻精整，現(xiàn)將各工序分述如下(1)復(fù)合面清理、放置釬焊料將基層金屬管和復(fù)層金屬管的待復(fù)合面清理干凈，主要是除銹和去除復(fù)合面的表面油污，為復(fù)合創(chuàng)造良好的表面條件；在所述的待復(fù)合面之間放置釬焊料，釬焊料可以是箔料或鍍料或刷料，相應(yīng)的采用貼、噴、刷的方式上料，厚度為1～10微米。
(2)基層管、復(fù)層管套裝套裝采用兩種方法，第一種通常適合于小口徑管套裝(20mm～76mm)，基層管與復(fù)層管之間有較大的間隙以便套裝，套裝后為縮小間隙將基層管減徑，復(fù)層管擴(kuò)徑，它是以基層管內(nèi)徑為基準(zhǔn)尺寸自作復(fù)層管，在基層管減徑的同時(shí)，復(fù)層管內(nèi)裝相向運(yùn)動(dòng)擴(kuò)張器，以同步進(jìn)展逐漸擴(kuò)徑到加熱復(fù)合軋制尺寸，也可以利用通用制管機(jī)組精整部分整組壓輪作為基層管減徑設(shè)備。第二種套裝采用寬15米壓力機(jī)，長(zhǎng)3～15米滾動(dòng)壓模裝置、套裝機(jī)構(gòu)套裝，按以下工藝程序操作(a)用15m壓力機(jī)模壓一次成型，按照要求的定尺長(zhǎng)度，用不同規(guī)格的滾動(dòng)壓模器固定形狀；(b)固定薄封圈將滾動(dòng)壓模器固定在變形復(fù)材之上；(c)與基層管套裝，用拉力機(jī)將滾動(dòng)壓模器拉進(jìn)推出；(d)在熱軋制線上，用可調(diào)擴(kuò)張器將復(fù)層管變形部分完全定位，完成套裝，后一種套裝方法通常適用與中、大口徑(76mm～406mm)的復(fù)合管，以減小基層管和復(fù)層管之間的間隙，有利于復(fù)合。
(3)封口抽真空將套裝好的雙層管兩端周邊封焊，在加熱至350℃～450℃條件下進(jìn)行抽真空，真空度控制在1.33×10-2Pa以下，防止待復(fù)合管的表面氧化。
(4)復(fù)合軋制將步驟(3)得到抽真空雙層管，根據(jù)不同的要求采用中頻、高頻加熱或其他加熱形式加熱至650℃～1200℃，進(jìn)入特制軋機(jī)熱軋(或用通用制管機(jī)組改裝軋制)。對(duì)管徑小于76m的小口徑復(fù)合管，可在基材減徑、復(fù)材擴(kuò)徑運(yùn)動(dòng)過(guò)程至復(fù)合面緊密結(jié)合時(shí)，使用中頻、高頻加熱或其他加熱形式控制結(jié)合段達(dá)到復(fù)合溫度，根據(jù)不同規(guī)格和產(chǎn)品性能要求，復(fù)合溫度在650℃～1200℃之間，整機(jī)設(shè)備功能包括復(fù)管擴(kuò)徑、基管減徑運(yùn)動(dòng)、加熱復(fù)合。對(duì)中、大口徑復(fù)合管(通常為76mm～406mm)考慮到復(fù)合管直徑、厚度偏大、內(nèi)裝復(fù)合管用“可調(diào)擴(kuò)張器”擴(kuò)徑、加熱復(fù)合、軋制。
(5)冷卻精整后即得到金屬?gòu)?fù)合管。
采用本發(fā)明的方法，可生產(chǎn)公稱(chēng)直徑20mm～406mm的各種金屬?gòu)?fù)合管，滿足不同的需要。
實(shí)施例1采用26mm×2.5mm碳鋼管(碳鋼型號(hào)為20Z)為基層管、20mm×0.5mm不銹鋼管為復(fù)層管生產(chǎn)25mm×2.5mm復(fù)合鋼管。
首先將基層管的內(nèi)表面和復(fù)層管的外表面的氧化物和油污清除干凈，在不銹鋼管外包覆2.5微米的釬焊料箔，并將不銹鋼管小心的放入基層管內(nèi)，并將復(fù)合管放入12道次的平立連軋機(jī)，在復(fù)層管內(nèi)裝上固定擴(kuò)張器，進(jìn)行外徑減徑、內(nèi)徑擴(kuò)徑，達(dá)到復(fù)合尺寸后完成套裝；將套裝后的復(fù)合管兩端封焊，采用中頻加熱爐預(yù)熱到350℃并抽真空，至真空度達(dá)到1.33×10-2Pa；根據(jù)軋制產(chǎn)品要求調(diào)整好軋機(jī)的尺寸精度，進(jìn)行加熱復(fù)合軋制；軋制采用中頻加熱爐加熱，出爐溫度控制在1150℃～1200℃之間；通過(guò)在12道次的平立連軋機(jī)，小壓下、多道次軋制使復(fù)合管外徑減徑，復(fù)層管定擴(kuò)徑(微量擴(kuò)徑)增加釬焊強(qiáng)度達(dá)到軋制后的力學(xué)性能；終軋溫度控制在850℃，然后快速冷卻；最后，對(duì)復(fù)合管進(jìn)行切凈預(yù)焊口、定長(zhǎng)加工處理，即得復(fù)合鋼管。
實(shí)施例2采用177mm×5mm碳鋼管(碳鋼型號(hào)為20Z)為基層管、167mm×2.5mm不銹鋼管為復(fù)層管生產(chǎn)176mm×7mm復(fù)合鋼管。
首先將基層管的內(nèi)表面和復(fù)層管的外表面的氧化物和油污清除干凈，在壓力機(jī)上將復(fù)層管進(jìn)行圓周彈性變形，將變形外圓尺寸的復(fù)層管套上滾動(dòng)變形器后與釬焊料共同裝入基層管內(nèi)，將滾動(dòng)變形器抽出，用拉拔可調(diào)擴(kuò)張器將復(fù)層管內(nèi)徑定形；將套裝后的復(fù)合管兩端封焊，采用中頻加熱爐預(yù)熱到400℃并抽真空，至真空度達(dá)到1.33×10-2Pa；根據(jù)軋制產(chǎn)品要求調(diào)整好軋機(jī)的尺寸精度，進(jìn)行加熱復(fù)合軋制；軋制采用中頻加熱爐加熱，出爐溫度控制在1150℃～1200℃之間；通過(guò)在12道次的平立連軋機(jī)，小壓下、多道次軋制使復(fù)合管外徑減徑，復(fù)層管定擴(kuò)徑(微量擴(kuò)徑)增加釬焊強(qiáng)度達(dá)到軋制后的力學(xué)性能；終軋溫度控制在850℃，然后快速冷卻；最后，對(duì)復(fù)合管進(jìn)行切凈預(yù)焊口、定長(zhǎng)加工處理，即得復(fù)合鋼管。
實(shí)施例3采用與實(shí)施例2相同的方法，用222mm×6mm碳鋼管(碳鋼型號(hào)為20Z)為基層管、210mm×4.5mm不銹鋼管為復(fù)層管生產(chǎn)219mm×9mm復(fù)合鋼管。
將上述3個(gè)實(shí)施例得到的復(fù)合管進(jìn)行機(jī)械物理性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。
表1復(fù)合管的機(jī)械物理性能 利用本發(fā)明的方法，選擇不同釬焊料配方，根據(jù)復(fù)合要求設(shè)定復(fù)合溫度，可以實(shí)現(xiàn)各種材質(zhì)管之間的復(fù)合，如碳鋼管內(nèi)復(fù)筒管、鋁管、鈦管等，可滿足不同的需要。
權(quán)利要求
1.一種釬焊熱軋金屬?gòu)?fù)合管的制造方法，其特征是包括以下步驟(1)將基層金屬管和復(fù)層金屬管的待復(fù)合面清理干凈，在所述的待復(fù)合面之間放置釬焊料；(2)將基層金屬管和復(fù)層金屬管進(jìn)行套裝成雙層管；(3)將套裝好的雙層管兩端周邊封焊，抽真空備用；(4)將步驟(3)得到抽真空雙層管加熱至650℃～1200℃之間進(jìn)行復(fù)合軋制；(5)冷卻精整后即得到金屬?gòu)?fù)合管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬?gòu)?fù)合管制造方法，其中所述的基層金屬管包括碳素鋼管和合金鋼管，所述的復(fù)層金屬管包括不銹鋼管、銅管或鈦管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬?gòu)?fù)合管制造方法，其中步驟(1)中的釬焊料為箔料或鍍料或刷料，厚度為1～10微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬?gòu)?fù)合管制造方法，其中步驟(3)是在加熱至350℃～450℃條件下抽真空，真空度控制在1.33×10-2Pa以下。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種釬焊熱軋金屬?gòu)?fù)合管的制造方法，它包括以下工藝流程復(fù)合面清理、放置釬焊料→基層管、復(fù)層管套裝→封口抽真空→復(fù)合軋制→冷卻精整，軋制的溫度為650℃～1200℃。采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的金屬?gòu)?fù)合管其機(jī)械性能、防腐蝕性能和再加工性能都十分優(yōu)良，應(yīng)用非常廣泛。
文檔編號(hào)B21B19/00GK1618540SQ20031011222
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者嚴(yán)孟杰 申請(qǐng)人:吉欣(英德)熱軋不銹復(fù)合鋼有限公司, 嚴(yán)孟杰