CN108044315A - 一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法 - Google Patents

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李贤泉
刘彦伟
马俊
芮天安
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Abstract

本发明公开了一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法,本发明提供了一种成本相对较低的大口径钛(钛合金、锆、铌等)/钢双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法。采用本发明所制得的双金属复合耐蚀无缝管材，其钛(钛合金、锆、铌)等耐蚀稀贵金属管层可以作为外管，也可以作为内管。

Description

一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法
技术领域
本发明属于金属制品领域，具体涉及一种大口径钛(钛合金、锆、铌等)/钢双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法。
背景技术
钛(钛合金、锆、铌等)作为耐蚀稀贵金属材料，虽然不如铜、铁、铝那样广为人知，广泛应用，但其具有熔点高、耐蚀性强、冷热加工性能好等优点，具有一系列特殊的用途，但是因为其提炼与加工难度较大，生产成本高，严重影响其大面积推广使用。为了既充分利用耐蚀稀贵金属材料的各项优越性能(特别是高耐蚀性)，又能降低使用成本，板材领域已能大量生产钛(钛合金、锆、铌等)/钢的***复合板，但是管材领域因为***加工难度大，一直没能大量生产类似的复合无缝管材产品，严重制约相关工业产品的规模化应用。本发明可以填补这一领域的技术空白。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种成本相对较低的大口径钛(钛合金、锆、铌等)/钢双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法。采用本发明所制得的双金属复合耐蚀无缝管材，其钛(钛合金、锆、铌)等耐蚀稀贵金属管层可以作为外管，也可以作为内管。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法,包括以下步骤：
(1)备用外管的制作：
备用外管包括钢管和钛管，所述的钢管选用厚壁钢管经加工而成；钛管的制备方法如下：
a.选用钛材(钛合金、锆、铌)原料，经真空熔炼制成钛锭(钛合金、锆、铌)；
b.对钛锭(钛合金、锆、铌)进行锻造和机械加工获得光滑匀称的棒材；
c.用步骤b制得的棒材在温度为900℃～1050℃的条件下，用三辊斜轧穿孔制成厚壁管坯；
d.再将管坯矫直后用激光清洗、抛光或机加工等方法去除管坯内外表面氧化皮至合适的规格尺寸、真空退火处理后备用；
(2)制备冶金级的钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯，包括如下步骤：
将备用外管置于真空凝壳炉中，先抽真空，再将备用外管预热，预热温度约为150～300度；再高温熔化、去渣，然后将熔化去渣后的优质钛(钛合金、锆、铌)和钢料以离心浇铸的形式浇铸管内芯，然后在真空凝壳炉内充分冷却，经机械加工去除内外表面缺陷，即可获得冶金级的钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯；
(3)斜轧穿孔法制备钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯的无缝荒管，包括以下步骤：
A、采用感应炉与电炉保温的加热工艺手段，通过光学测温仪器严格控制电炉加热温度，按工艺要求控制加热升温速度确保钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯加热均匀，要求温度控制在900℃～1060℃；
B、采用三辊穿孔机进行穿孔，调整好穿孔机的推料中心线、轧制中心线和顶杆小车中推力轴承中心线，在同一条线上；
C、顶头位置为出轧辊压缩带30-100mm，顶头冷却水压力控制在0.3-0.8Mpa，保证顶头能快速持续冷却，防止闷车、卡轧现象发生；D、选用合适的顶头尺寸，同时调整顶头位置，保证荒管壁厚尺寸，控制轧制速度，速度为0.30-0.55m/s；
所述的三辊穿孔机的调整参数选择如下：δ＝12～15％，δ0＝5～9％，α＝8～100，δ为管坯直径总压缩率，δ0为顶头前压缩率量，α为轧辊锥角。
若用挤压的方法制作无缝管，则要注意选用合适的挤压比、挤压速度和润滑方式，挤压筒、挤压杆、穿孔针、挤压垫等工模具要配置合适。
本发明的优点：
采用本发明所制得的双金属复合无缝管材，其钛(钛合金、锆、铌)等耐蚀贵金属管层可以作为外管，也可以作为内管。所制得的大口径钛(钛合金、锆、铌等)/钢双金属复合无缝管材因为采用的是冶金加大压力塑性变形加工，其复合强度要大于***复合的强度，能满足石油石化等行业的使用要求，如规模使用能有效提高管材使用寿命，较大幅度降低综合使用成本。
具体实施方式
实施例1
一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法,包括以下步骤：
1、备用外管的制作：
备用外管包括钢管和钛管，所述的钢管选用厚壁钢管经加工而成；钛管的制备方法如下：
a.选用钛材(钛合金、锆、铌)原料，经真空熔炼制成钛锭(钛合金、锆、铌)；
b.对钛锭(钛合金、锆、铌)进行锻造和机械加工获得光滑匀称的棒材；
c.用步骤b制得的棒材在温度为900℃～1050℃的条件下，用三辊斜轧穿孔制成厚壁管坯；
d.再将管坯矫直后用激光清洗、抛光或机加工等方法去除管坯内外表面氧化皮至合适的规格尺寸、真空退火处理后备用；
2、制备冶金级的钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯，包括如下步骤：
将备用外管置于真空凝壳炉中，先抽真空，再将备用外管预热，预热温度约为150～300度；再高温熔化、去渣，然后将熔化去渣后的优质钛(钛合金、锆、铌)和钢料以离心浇铸的形式浇铸管内芯，然后在真空凝壳炉内充分冷却，经机械加工去除内外表面缺陷，即可获得冶金级的钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯；
3、斜轧穿孔法制备钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯的无缝荒管，包括以下步骤：
A、采用感应炉与电炉保温的加热工艺手段，通过光学测温仪器严格控制电炉加热温度，按工艺要求控制加热升温速度确保钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯加热均匀，要求温度控制在900℃～1060℃；
B、采用三辊穿孔机进行穿孔，调整好穿孔机的推料中心线、轧制中心线和顶杆小车中推力轴承中心线，在同一条线上；
C、顶头位置为出轧辊压缩带30-100mm，顶头冷却水压力控制在0.3-0.8Mpa，保证顶头能快速持续冷却，防止闷车、卡轧现象发生；
D、选用合适的顶头尺寸，同时调整顶头位置，保证荒管壁厚尺寸，控制轧制速度，速度为0.30-0.55m/s；
所述的三辊穿孔机的调整参数选择如下：δ＝12～15％，δ0＝5～9％，α＝8～100，δ为管坯直径总压缩率，δ0为顶头前压缩率量，α为轧辊锥角。
若用挤压的方法制作无缝管，则要注意选用合适的挤压比、挤压速度和润滑方式，挤压筒、挤压杆、穿孔针、挤压垫等工模具要配置合适。

Claims (2)

1.一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)备用外管的制作：
备用外管包括钢管和钛管，所述的钢管选用厚壁钢管经加工而成；钛管的制备方法如下：
a.选用钛材(钛合金、锆、铌)原料，经真空熔炼制成钛锭(钛合金、锆、铌)；
b.对钛锭(钛合金、锆、铌)进行锻造和机械加工获得光滑匀称的棒材；
c.用步骤b制得的棒材在温度为900℃～1050℃的条件下，用三辊斜轧穿孔制成厚壁管坯；
d.再将管坯矫直后用激光清洗、抛光或机加工等方法去除管坯内外表面氧化皮至合适的规格尺寸、真空退火处理后备用；
(2)制备冶金级的钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯，包括如下步骤：
将备用外管置于真空凝壳炉中，先抽真空，再将备用外管预热，预热温度约为150～300度；再高温熔化、去渣，然后将熔化去渣后的优质钛(钛合金、锆、铌)和钢料以离心浇铸的形式浇铸管内芯，然后在真空凝壳炉内充分冷却，经机械加工去除内外表面缺陷，即可获得冶金级的钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯；
(3)斜轧穿孔法制备钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯的无缝荒管，包括以下步骤：
A、采用感应炉与电炉保温的加热工艺手段，通过光学测温仪器严格控制电炉加热温度，按工艺要求控制加热升温速度确保钛(钛合金、锆、铌)/钢复合管坯加热均匀，要求温度控制在900℃～1060℃；
B、采用三辊穿孔机进行穿孔，调整好穿孔机的推料中心线、轧制中心线和顶杆小车中推力轴承中心线，在同一条线上；
C、顶头位置为出轧辊压缩带30-100mm，顶头冷却水压力控制在0.3-0.8Mpa，保证顶头能快速持续冷却，防止闷车、卡轧现象发生；
D、选用合适的顶头尺寸，同时调整顶头位置，保证荒管壁厚尺寸，控制轧制速度，速度为0.30-0.55m/s。
2.根据权利要求1所述的一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法，其特征在于：所述的三辊穿孔机的调整参数选择如下：δ＝12～15％，δ0＝5～9％，α＝8～100，δ为管坯直径总压缩率，δ0为顶头前压缩率量，α为轧辊锥角。
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