一種金屬層壓復(fù)合管的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬?gòu)?fù)合材料領(lǐng)域，特別是涉及一種金屬層壓復(fù)合管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空航天、海洋工程、能源電力、石油化工等產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，單一材料在性能上越來(lái)越難以滿(mǎn)足實(shí)際的使用要求，將具有不同性能的兩種或多種材料復(fù)合在一起，顯著提高綜合使用性能的復(fù)合材料日益受到重視。因此，利用金屬?gòu)?fù)合技術(shù)生產(chǎn)的兼有兩或多種金屬優(yōu)點(diǎn)的層狀復(fù)合管應(yīng)運(yùn)而生。目前雙金屬?gòu)?fù)合管的制備方法主要有:拉拔復(fù)合、液壓脹形復(fù)合、滾壓復(fù)合和熱擴(kuò)散焊接等方法。這些復(fù)合法均存在工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大、能耗高等問(wèn)題，且在高溫下保持時(shí)間較長(zhǎng)，界面處容易產(chǎn)生脆性金屬間化合物，影響雙金屬管的使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種金屬層壓復(fù)合管的制備方法，能夠解決現(xiàn)有復(fù)合管制備技術(shù)存在的上述不足之處。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種金屬層壓復(fù)合管的制備方法，包括如下步驟:
(1)選擇金屬管:以?xún)?nèi)外兩種金屬管套裝組合制備層壓復(fù)合管，其中，內(nèi)層金屬管和外層金屬管的管壁厚為10?30mm，內(nèi)層金屬管和外層金屬管的外徑為100?300mm，套裝后，外層金屬管的內(nèi)徑與內(nèi)層金屬管的外徑之間的間隙為0.2?0.3mm ；
(2)金屬管預(yù)處理:對(duì)步驟(I)中選擇的外層金屬管的內(nèi)表面及內(nèi)層金屬管的內(nèi)外表面分別進(jìn)行除油、除銹、打磨和干燥處理；
(3)管件組合:將步驟(2)中與處理后的內(nèi)層金屬管套裝在外層金屬管內(nèi)，并在內(nèi)層金屬管內(nèi)插入表面涂有潤(rùn)滑油的芯棒；
(4)壓制復(fù)合:將步驟(3)中組合后的管件置入高溫爐中，在300?600°C下恒溫預(yù)熱10?30min，取出后迅速置于壓制成型機(jī)上進(jìn)行變徑壓制復(fù)合成型；
(5)塑性加工:將步驟(4)中壓制復(fù)合成型的復(fù)合管進(jìn)行I?3次塑性加工，得到所需管徑的金屬層壓復(fù)合管；
(6)后處理:將步驟(5)中經(jīng)塑性加工后的復(fù)合管切去頭部和尾部，再對(duì)其內(nèi)外表面進(jìn)行酸洗、水洗和干燥處理，得到管界面平整且含有層壓過(guò)渡層的的金屬層壓復(fù)合管。
[0005]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(I)中的內(nèi)層金屬管為不銹鋼管、熱鍍鋅鋼管或鋁管；所述外層管為銅管、鈦管或鋁合金管。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述除油方法為用質(zhì)量濃度為8%的強(qiáng)堿性溶液洗滌，所述除銹方法為用質(zhì)量濃度為8%的強(qiáng)酸性溶液洗滌，其中，鈦管用質(zhì)量濃度為20%HN03+5%HF溶液洗滌。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(4)中，所述變徑壓制復(fù)合工藝為:壓縮變徑率30?70%，出料速率2?5m/min。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(5)中，所述塑性加工方法為室溫拉拔縮徑，單道次變形量為10?20%。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(6 )中，所述酸洗液為質(zhì)量濃度為3?5%的強(qiáng)酸性溶液.在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述強(qiáng)酸為無(wú)機(jī)酸。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述強(qiáng)堿性為無(wú)機(jī)堿。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種金屬層壓復(fù)合管的制備方法，生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單、模具壽命高、生產(chǎn)成本低，可根據(jù)實(shí)際需求更改芯棒尺寸及塑性加工的條件，以制備出不同規(guī)格的雙金屬層壓復(fù)合管；所制備的雙金屬層壓復(fù)合管含有金屬過(guò)度層，實(shí)現(xiàn)了雙金屬管的冶金結(jié)合，又可控制界面無(wú)脆性金屬間化合物生成，提高界面結(jié)合強(qiáng)度和復(fù)合管的后續(xù)加工性能，應(yīng)用前景廣闊。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種金屬層壓復(fù)合管的制備方法的壓制成型機(jī)的工藝過(guò)程示意圖； 附圖中各部件的標(biāo)記如下:1.外層金屬管，2.內(nèi)層金屬管，3.芯棒，4.壓制模具，5.金屬層壓復(fù)合管。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例包括:
本發(fā)明揭示了一種金屬層壓復(fù)合管的制備方法，具體步驟如下:
(1)選擇金屬管:以?xún)?nèi)外兩種金屬管套裝組合制備層壓復(fù)合管，其中，內(nèi)層金屬管和外層金屬管的管壁厚為10?30mm，內(nèi)層金屬管和外層金屬管的外徑為100?300mm，套裝后，外層金屬管的內(nèi)徑與內(nèi)層金屬管的外徑之間的間隙為0.2?0.3mm ;其中，內(nèi)層金屬管為不銹鋼管、熱鍍鋅鋼管或鋁管；外層管為銅管、鈦管或鋁合金管；
(2)金屬管預(yù)處理:對(duì)步驟(I)中選擇的外層金屬管的內(nèi)表面及內(nèi)層金屬管的內(nèi)外表面分別進(jìn)行除油、除銹、打磨和干燥處理；其中，除油方法為用質(zhì)量濃度為8%的無(wú)機(jī)強(qiáng)堿性溶液洗滌，所述除銹方法為用質(zhì)量濃度為8%的無(wú)機(jī)強(qiáng)酸性溶液洗滌，其中，鈦管用質(zhì)量濃度為20%HN03+5%HF溶液洗滌；
(3)管件組合:將步驟(2)中與處理后的內(nèi)層金屬管套裝在外層金屬管內(nèi)，并在內(nèi)層金屬管內(nèi)插入表面涂有潤(rùn)滑油的芯棒；
(4)壓制復(fù)合:將步驟(3)中組合后的管件置入高溫爐中，在300?600°C下恒溫預(yù)熱10?30min，取出后迅速置于壓制成型機(jī)上進(jìn)行變徑壓制復(fù)合成型；所述變徑壓制復(fù)合工藝為:壓縮變徑率30?70%，出料速率2?5m/min ；
(5)塑性加工:將步驟(4)中壓制復(fù)合成型的復(fù)合管進(jìn)行I?3次塑性加工，得到所需管徑的金屬層壓復(fù)合管；所述塑性加工方法為室溫拉拔縮徑，單道次變形量為10?20% ;
(6)后處理:將步驟(5)中經(jīng)塑性加工后的復(fù)合管切去頭部和尾部，再對(duì)其內(nèi)外表面進(jìn)行酸洗、水洗和干燥處理，得到管界面平整且含有層壓過(guò)渡層的的金屬層壓復(fù)合管，其中酸洗液為質(zhì)量濃度為3?5%的無(wú)機(jī)強(qiáng)酸性溶液.實(shí)施例1
(1)選擇金屬管:以?xún)?nèi)外兩種金屬管套裝組合制備層壓復(fù)合管，其中，內(nèi)層金屬管為不銹鋼管，其規(guī)格為管壁厚為10mm，外徑為100mm，外層金屬管為銅管，其規(guī)格為管壁厚為30mm，外徑為 131mm ；
(2)金屬管預(yù)處理:對(duì)銅管的外層金屬管的內(nèi)表面及不銹鋼管的內(nèi)外表面分別用質(zhì)量濃度為8%的氫氧化鈉溶液洗滌除油，再用質(zhì)量濃度為8%的鹽酸溶液洗滌除銹，然后用鋼絲刷將處理后的表面打磨出新鮮金屬表面，最后用熱風(fēng)將處理后的表面進(jìn)行干燥；
(3 )管件組合:將處理后的不銹鋼管套裝在銅管內(nèi)，并在不銹鋼管內(nèi)插入表面涂有潤(rùn)滑油的芯棒；
(4)壓制復(fù)合:將步驟(3)中組合后的管件置入300°C的高溫爐中恒溫預(yù)熱lOmin，取出后迅速置于壓制成型機(jī)上，以70%壓縮變徑率和5m/min的出料速率進(jìn)行變徑壓制復(fù)合成型；。
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