一種冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝的制作方法

本發(fā)明涉及一種管坯生產(chǎn)工藝，具體是一種冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

目前復(fù)合管的成型工藝主要有水壓成型、爆炸焊接成型、離心澆注、熱擠壓、堆焊和復(fù)合板卷焊。其中離心澆注、堆焊、爆炸焊、復(fù)合板卷焊、熱擠壓等工藝屬于冶金復(fù)合，其余屬于機(jī)械復(fù)合；在結(jié)合強(qiáng)度方面離心澆注與堆焊持平，略大于其他成型工藝；在界面結(jié)合狀態(tài)上，除離心澆注和堆焊成型外，其余工藝均存在點(diǎn)狀分層或者連續(xù)式分層缺陷；在純凈度控制上，除堆焊和離心澆注外，外層和內(nèi)層原料均可采用電渣冶煉原料，堆焊工藝的基層金屬(非堆焊層)也可采用電渣冶煉原料，但是離心澆注存在C和Ti元素的偏析，而且離心澆注的純凈度偏低。復(fù)合棒的成型工藝目前有堆焊，熱壓焊，噴涂工藝等。其中熱壓焊同熱擠壓復(fù)合管材結(jié)合機(jī)理相同，存在著點(diǎn)狀分層；而堆焊和噴涂工藝則受到規(guī)格和厚度的局限性。對(duì)于復(fù)合材料而言，除滿足外層和內(nèi)層材料的基本性能要求外，還要充分發(fā)揮其復(fù)合材料的性能，其結(jié)合強(qiáng)度和界面結(jié)合狀況則直接影響著復(fù)合材料的功能發(fā)揮。比如傳熱用復(fù)合材料，則要求復(fù)合材料不得有任何點(diǎn)狀分層缺陷，因其嚴(yán)重影響傳熱效率和使用安全；對(duì)于耐蝕合金和管線材料，則要求材料的純凈度越高越好，雜質(zhì)元素，如P、S和夾雜物等越低越好，以期提高其復(fù)合材料的耐蝕性能、沖擊焊接和疲勞性能。對(duì)于制作復(fù)合管件材料，則要求材料的結(jié)合強(qiáng)度越高越好，以保證彎曲、受壓、受拉和疲勞時(shí)不發(fā)生分層失穩(wěn)變形。本發(fā)明專利則是提供一種結(jié)合強(qiáng)度高，界面無(wú)分層缺陷，高純凈度，生產(chǎn)效率高的復(fù)合管材或棒材的生產(chǎn)工藝，克服了上述工藝的不足，兼顧了上述工藝的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下：

步驟一，選材：根據(jù)工況條件選用外層和內(nèi)層材質(zhì)，外層或內(nèi)層材質(zhì)可為碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鎳基合金和鐵鎳基合金；根據(jù)成品管材或棒材外層和內(nèi)層的面積比例選定外層和內(nèi)層材料的尺寸；

步驟二，電渣重熔復(fù)合：以選定的外層鋼管或鋼坯作為自耗模，選定內(nèi)層棒材作為電極棒，通過發(fā)泡渣電渣重熔復(fù)合工藝，將外層材質(zhì)和內(nèi)層材質(zhì)進(jìn)行冶煉熔合得到復(fù)合坯料；發(fā)泡渣采用50～70％CaF₂—35～55％CaCO₃—0～30％MgCO₃—0～20％Al₂O₃—0～10％TiO₂渣系；電渣重熔復(fù)合的過程是：心部重熔：將外層鋼坯放置在底板上，準(zhǔn)備心部重熔；安裝電極：將電極棒放在底板的心部并且加入起弧劑；重熔：開始加熱并且加入泡沫渣進(jìn)行重熔直至液體金屬重新凝固，重熔完畢。

步驟三，鍛造：將步驟二得到的復(fù)合坯料進(jìn)行徑向鍛造；

步驟四，表面加工：對(duì)鍛造后的復(fù)合坯料進(jìn)行表面加工；

步驟五，熱擠壓：將步驟四所得的原料進(jìn)行熱擠壓，制備成品復(fù)合棒材或管材。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：外層選用材質(zhì)為ASME SA-213，512/412的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度1米，內(nèi)層選用300的材質(zhì)為A210-A的電極棒，長(zhǎng)度為2m，發(fā)泡渣采用60％CaF₂—40％CaCO₃。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：外層選用材質(zhì)為X70QS，510/290的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度1米，內(nèi)層選用220的材質(zhì)為UNS N08825的電極棒，長(zhǎng)度為1.8m，發(fā)泡渣采用60％CaF₂—20％CaCO₃—10％Al₂O₃—10％TiO₂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的工藝制備的復(fù)合管材或棒材生產(chǎn)結(jié)合強(qiáng)度高，界面無(wú)分層缺陷，純凈度高，生產(chǎn)效率高，滿足了人們的使用需求。

附圖說明

圖1為冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝中準(zhǔn)備心部重熔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝中安裝電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝中重熔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝中重熔完畢的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1-底板，2-外層鋼坯，3-電極棒，4-起弧劑，5-泡沫渣，6-液態(tài)金屬，7-內(nèi)層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

實(shí)施例1

一種冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下：

步驟一，選材：外層選用材質(zhì)為ASME SA-213，512/412的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度1米，內(nèi)層選用300的材質(zhì)為A210-A的電極棒，長(zhǎng)度為2m；

步驟二，電渣重熔復(fù)合：發(fā)泡渣采用60％CaF₂—40％CaCO₃，將外層無(wú)縫鋼管放置在底板上，準(zhǔn)備心部重熔；將電極棒放在底板的心部并且加入起弧劑；重熔：開始加熱并且加入60％CaF₂—40％CaCO₃的發(fā)泡渣進(jìn)行重熔直至液體金屬重新凝固，重熔完畢，重熔復(fù)合后復(fù)合坯料尺寸為512/422/0*1000mm，其中外層厚度為45mm，內(nèi)層厚度為211mm。

步驟三，鍛造：對(duì)步驟二得到的復(fù)合坯料進(jìn)行徑向鍛造，鍛造后復(fù)合坯料尺寸為255/212/0*4000mm。

步驟四，表面加工：對(duì)鍛造后的復(fù)合坯料進(jìn)行表面加工，加工至245/212/100*1000mm*4段；

步驟五，熱擠壓：將步驟四得到的復(fù)合坯料進(jìn)行熱擠壓，擠壓成品至89/84/71*10000mm*4段的復(fù)合管材；將步驟三所得復(fù)合坯料進(jìn)行外表面加工，加工至245/212/0*1000mm*4段，進(jìn)行熱擠壓，則得到89/77.5/0*7500mm*4段的復(fù)合棒材。

實(shí)施例2

一種冶金復(fù)合雙金屬管坯的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下：

步驟一，選材：外層選用材質(zhì)為X70QS，510/290的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度1米，內(nèi)層選用2200的材質(zhì)為UNS N08825的電極棒，長(zhǎng)度為1.8m；

步驟二，電渣重熔復(fù)合：發(fā)泡渣采用60％CaF₂—20％CaCO₃—10％Al₂O₃—10％TiO₂，將外層無(wú)縫鋼管放置在底板上，準(zhǔn)備心部重熔；將電極棒放在底板的心部并且加入起弧劑；重熔：開始加熱并且加入60％CaF₂—20％CaCO₃—10％Al₂O₃—10％TiO₂的發(fā)泡渣進(jìn)行重熔直至液體金屬重新凝固，重熔完畢，重熔復(fù)合后復(fù)合坯料尺寸為508/302/0*1000mm，其中外層厚度為103mm，內(nèi)層厚度為151mm。

步驟三，鍛造：對(duì)步驟二得到的復(fù)合坯料進(jìn)行徑向鍛造，鍛造后復(fù)合坯料尺寸為305/181.5/0*2770mm。

步驟四，表面加工：對(duì)鍛造后的復(fù)合坯料進(jìn)行表面加工，加工至299/181.5/110*900mm*3段；

步驟五，熱擠壓：將步驟四得到的復(fù)合坯料進(jìn)行熱擠壓，擠壓成品至133/110.5/101*9000mm*3段的復(fù)合管材；將步驟三所得復(fù)合坯料進(jìn)行外表面加工，加工至299/181.5/0*900mm*3段，進(jìn)行熱擠壓，則得到133/81/0*4500mm*3段的復(fù)合棒材

上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。