[发明专利]一种金属复合管制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属复合管制备方法。

 

背景技术

金属复合管是由两种或两种以上不同种金属材料构成的层状复合管材，内、外层甚至中间层通过机械或冶金的方法连接，在外界应力的作用下，各层金属能够同时协调变形。由于复合管的内外层材料选择的不同，复合管有着不同的广泛用途。在石油、化工等领域，复合管广泛用于原油的采掘、输送和化学反应所需的各种输送管路、加热器管道、热交换器管路和检查用喷管等；在海水处理中，内层防锈蚀的复合管用作抗腐蚀的导水管；在建筑行业，内层由耐磨层的复合管用作输送混凝土浆料的管路，等等。

金属复合管的种类繁多，可以是碳钢与不锈钢复合，钢或不锈钢与轻金属（Al, Ti, Mg，Zn）复合，钢或不锈钢与贵金属（Cu、Ni、Co、W、Cr）复合，轻金属与轻金属的复合，轻金属与贵金属的复合等等。金属复合管将两中或两种以上金属材料的性能得到充分的发挥，同时可以减少高成分贵金属的使用，降低制造和应用的成本。

目前，金属复合管的制造方法多种多样，主要包括：爆炸复合法、铸造复合法、轧制复合法，拉拔或挤压复合法、包覆复合、钎焊法等。

爆炸复合工艺比较复杂，它是两种金属板或管以爆炸冲击焊接的方式将两种金属焊接的方法，经过去应力退火可以直接使用，也可以爆炸焊接后再经热轧、冷轧得到最终产品，该方法最大的限制是在爆炸过程中的管端效应，难以制备较长的管材。

铸造复合方法，是通过离心铸造的方法将两种金属材料连续铸造复合的方法( 如US PATENT 4405398，US PATENT 3069209)，可以在铸造完成后进行后续的加热、轧制或挤压等工序进行精成型；该工艺的主要限制是两种铸造的材料的熔点，对钢和轻金属进行铸造复合就难以实现。

轧制复合法是先将内外层金属管形成过盈配合或间隙，经过焊接封闭和加热轧制成型的方法（如专利申请CN 03142610.7，JP8025063A），这种方法更适用于高温性能相近的材料进行复合，如普碳钢与合金钢、高合金钢，不锈钢与高合金钢等，也有使用在钢和钛复合的报导。另外，在内层管在大管径和长管材条件下实现过盈配合十分困难；采用间隙配合方式解决了组装问题，但是在斜轧方式中因剪切变形易于让焊接界面开裂，导致表面氧化影响界面复合质量。

挤压和拉拔是将两种不同金属管或管坯套在一起，在模具中挤压或拉拔使其产生结合的方式。这种方法对内层外层管的要求较高，在生产规格上适合生产中小规格，结合层不够紧密（如CN87103183A，日本特许公报(B2)平2 – 9543）。

包覆复合法是在前后两套焊管机组上通过轧辊孔型包覆成因一次完成，包覆复合法如果不适用钎焊方法，往往得到的是机械复合，复合层结合不紧密，采用钎焊料涂层和感应加热方法可获得冶金结合的复合管材（US Patent 3598156）。

钎焊法：是在内管外表面或外管内表面涂敷钎焊料，成型后再加热钎焊料进行连接的方法，它解决了复合管的复合层的界面结合问题。这种方法的限制是钎焊料与基体界面反应必须得到控制，另外高温复合过程中受界面反应的影响往往限制了结合面强度，再次是成本较高。因此使得钎焊法的应用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种金属复合管制备方法，为具有冶金结合的双金属或多层金属复合管提供了一种灵活、简便的方法，克服上述复合管制造方法中的种种限制和不足。

本发明的技术方案是：一种金属复合管制造方法，具体包括以下步骤：

步骤1：选择和设计需要内层金属管，外层金属管的材质和规格，对内层金属管外表面和外层金属管内表面去除表面氧化层；其中，所述内层金属管和外层金属管的外径为8～300mm，壁厚为1.5～40mm，外层金属管内径比内层金属管外径大5%-25%；

步骤2：将所述内层金属管置于所述外层金属管内部，用第一密封材料将所述外层金属管域内层金属管之间的间隙端部密封，用第二密封材料将内层金属管两端封闭，使之形成一个组合件；