CN112662862A - 一种双金属复合管热处理装置及热处理工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及双金属复合管领域，公开了一种双金属复合管热处理装置及热处理工艺方法，该双金属复合管热处理装置包括进行电磁感应加热的装置主体以及配合双金属复合管使用的热处理封装筒。通过巧妙地将非接触式加热模式的装置主体与能够对双金属复合管单侧进行降温冷却的热处理封装筒结合，实现了独立对双金属复合管外管和内管进行热处理的功能，通过热处理后的双金属复合管，具有良好的材料性能和晶粒组织，减少和改善了因异种材料经过同一热处理而产生的质量缺陷，有助于大大提升双金属复合管的产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及复合管材领域，特别涉及一种双金属复合管热处理装置及热处理工艺方法。
背景技术
双金属复合管是用两种金属管复合而成，因而具备两种材料的特性，在输送流体过程中能适应腐蚀性强、磨损大及压力、温度较高的环境。其以碳素钢管或合金钢管为基管，在其内表面覆衬一定厚度的不锈钢、镍基合金等耐蚀合金层。双金属复合管与单材质钢管相比，可节省材料，降低成本，在很多领域得到大量应用。
目前双金属复合管热处理方式是将其加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉冷却、空冷或者水(油)冷，其实质是将钢加热奥氏体后进行珠光体转变。热处理工艺的目的是：1)细化晶粒，消除因细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，使得材料的组织更加均匀，改善材料性能，为下一步的热处理工序做好准备；2)消除残余的内应力，降低使用过程中材料的变形与开裂倾向；3)降低材料的硬度，提高其韧、塑性，有利于进一步切削及冷变形加工的进行。采用上述热处理工艺，存在以下缺陷：双金属复合管的两种异种材料的热处理工艺参数不尽相同，现有的热处理工艺使两种异种金属材料经过同一热处理工艺参数进行处理，会导致其产生质量缺陷，影响双金属复合管的性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种双金属复合管热处理装置及热处理工艺方法，通过对热处理装置及热处理工艺方法进行改进，实现独立对双金属复合管的内管和外管进行热处理，解决了现有的热处理工艺使两种异种金属材料经过同一热处理工艺参数进行处理，会导致其产生质量缺陷，影响双金属复合管的性能的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种双金属复合管热处理装置，包括
用于热处理加热的装置主体；所述装置主体设置有机台；所述机台上设置有加热通道；在所述加热通道两端对应位置分别设置有进料孔和出料孔；在所述加热通道上安装有电磁感应加热机构；在所述机台上还设置有驱动机构；
以及配合所述双金属复合管使用的热处理封装筒；所述热处理封装筒包括与所述双金属复合管同轴设置并套设于所述双金属复合管外的密封筒体和安装于所述密封筒体两端的密封端盖；所述密封筒体、密封端盖和双金属复合管形成外冷却水道；所述双金属复合管和密封端盖形成内冷却水道；所述驱动机构驱动所述热处理封装筒沿所述加热通道运动。
作为本发明的一种优选方案，在所述密封端盖上设置有与所述外冷却水道连通的外进水口和外出水口。
作为本发明的一种优选方案，在所述密封端盖上设置有与所述内冷却水道连通的内进水口和内出水口。
作为本发明的一种优选方案，所述密封筒体采用绝缘耐热材料制成。
作为本发明的一种优选方案，所述电磁感应加热机构包括套设在所述加热通道外的感应加热线圈，以及驱动控制所述感应加热线圈的高频加热器。
作为本发明的一种优选方案，所述驱动机构包括安装在所述加热通道上的主动滚轮和驱动所述主动滚轮转动的驱动电机。
作为本发明的一种优选方案，所述驱动机构包括驱动电机、主动轴、主动滚轮、从动轴和从动滚轮；所述驱动电机通过皮带与所述主动轴连接，驱动所述主动轴转动；所述主动轴垂直所述加热通道长度方向安装于所述机台上；在所述主动轴上安装有与所述主动轴同步转动的所述主动滚轮；所述主动滚轮与热处理封装筒接触，通过转动驱动所述热处理封装筒沿所述加热通道运动；在所述机台上还设置有与所述主动轴平行的所述从动轴；在所述从动轴上安装有所述从动滚轮；所述从动滚轮与所述主动滚轮配合，限制所述热处理封装筒沿所述加热通道运动。
一种双金属复合管的热处理工艺方法，采用上述的双金属复合管热处理装置，包括以下步骤：
步骤1，对双金属复合管的外管进行热处理；将双金属复合管密封安装在热处理封装筒内，向内冷却水道内通入水冷水，外冷却水道内不通入水冷却，使热处理封装筒通过装置主体的加热通道，并使用电磁感应加热机构对双金属复合管电磁感应加热，对双金属复合管的外管进行热处理；
步骤2，对双金属复合管的内管进行热处理；将双金属复合管密封安装在热处理封装筒内，向外冷却水道内通入水冷水，内冷却水道内不通入水冷却，使热处理封装筒通过装置主体的加热通道，并使用电磁感应加热机构对双金属复合管电磁感应加热，对双金属复合管的内管进行热处理。
作为上述热处理工艺方法的优选方案，通过电磁感应加热机构的加热功率以及驱动机构驱动热处理封装筒沿加热通道移动的速率，控制热处理工艺参数。
作为上述热处理工艺方法的优选方案，通过水泵分别对外冷却水道和内冷却水道进行供水，通过水泵控制冷却水流量。
本发明具有如下有益效果：本发明通过双金属复合管热处理装置可以实现独立对双金属复合管外管和内管进行热处理，可以根据双金属复合管外管和内管的不同材质，调整具体的热处理工艺参数，通过热处理后的双金属复合管，具有良好的材料性能和晶粒组织，减少和改善了因异种材料经过同一热处理而产生的质量缺陷，有助于大大提升双金属复合管的产品质量。同时本发明的双金属复合管热处理装置结构简单合理，操作简易，灵活性好，适用于各种不同的双金属复合管，可调节性能好，采用的工艺方法简单，良品率高，并具有较高的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的装置主体的结构示意图。
图2为本发明的热处理封装筒的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.机台 2.进料孔 3.驱动电机
4.主动轴 5.主动滚轮 6.从动滚轮
7.感应加热线圈 8.高频加热器 9.密封筒体
10.密封端盖。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
结合图1和图2，本发明公开了一种双金属复合管热处理装置，用于对双金属复合管进行热处理，解决传统的双金属复合管无法单独对内管或外管进行热处理的缺陷。该双金属复合管热处理装置包括进行电磁感应加热的装置主体以及配合双金属复合管使用的热处理封装筒。通过巧妙地将非接触式加热模式的装置主体与能够对双金属复合管单侧进行降温冷却的热处理封装筒结合，实现了独立对双金属复合管外管和内管进行热处理的功能。
具体的，装置主体设置有机台1。机台1上设置有加热通道。加热通道为直型结构，在加热通道两端对应位置分别设置有进料孔2和出料孔。待热处理的双金属复合管从进料孔2进入机台1，沿加热通道移动，经过热处理后，从出料孔移出。在加热通道上安装有电磁感应加热机构，采用电磁感应原理，通过感应加热线圈7配合高频变化的电流，实现对双金属复合管进行加热。优选的，电磁感应加热机构包括套设在加热通道外的感应加热线圈7，以及驱动控制感应加热线圈7的高频加热器8。通过高频加热器8控制感应加热线圈7内的感应电流，从而调节加热功率。如电磁感应加热机构包括套设在加热通道外的感应加热线圈7，以及驱动控制感应加热线圈7的高频加热器8。该电磁感应加热机构属于现有的设备和结构，与电磁炉的原理完全类似，因此不再赘述。为了驱动双金属复合管沿加热通道移动，在机台1上设置有驱动机构。驱动机构的具体结构不限，只要能实现直线运动驱动即可，如常规的直线运动副，直线气缸或直线运动电机等。本申请中优选采用驱动机构包括安装在加热通道上的主动滚轮5和驱动主动滚轮5转动的驱动电机3。通过驱动电机3驱动主动滚轮5转动，从而实现直线驱动。主动滚轮5可以采用陶瓷材料或其他绝缘耐高温材料制成。具体的，如结合图1，驱动机构包括驱动电机3、主动轴4、主动滚轮5、从动轴和从动滚轮6。驱动电机3通过皮带与主动轴4连接，驱动主动轴4转动。主动轴4垂直加热通道长度方向安装于机台1上。在主动轴4上安装有与主动轴4同步转动的主动滚轮5。主动滚轮5与热处理封装筒接触，通过转动驱动热处理封装筒沿加热通道运动。在机台1上还设置有与主动轴4平行的从动轴。在从动轴上安装有从动滚轮6。从动滚轮6与主动滚轮5配合，限制热处理封装筒沿加热通道运动，如主动滚轮5和从动滚轮6相对间隔设置。1个主动滚轮5和1个从动滚轮6为1组，可以根据实际情况进行调整布置，可以为1组或多组。主动滚轮5和从动滚轮6中间可以为凹形结构，能够更好的保证热处理封装筒运动时的稳定性。
结合图2，热处理封装筒包括与双金属复合管同轴设置并套设于双金属复合管外的密封筒体9和安装于密封筒体9两端的密封端盖10。密封端盖10与双金属复合管密封接触，从而使双金属复合管的管壁内外两侧相互隔绝，形成由密封筒体9、密封端盖10和双金属复合管围成的外冷却水道，以及由双金属复合管和密封端盖10围成的内冷却水道。密封筒体9采用绝缘耐热材料制成，最好为耐高温陶瓷材料制成。此处的耐热只要满足不管对内管或外管进行热处理，密封筒体9能保持较好的耐久性能即可。
为了更方便实现对外冷却水道和内冷却水道进行储水和放水，同时提高冷却效率，在密封端盖10上设置有与外冷却水道连通的外进水口和外出水口。在密封端盖10上设置有与内冷却水道连通的内进水口和内出水口。
一种双金属复合管的热处理工艺方法，采用上述的双金属复合管热处理装置，包括以下步骤：
步骤1，对双金属复合管的外管进行热处理；将双金属复合管密封安装在热处理封装筒内，向内冷却水道内通入水冷水，外冷却水道内不通入水冷却，使热处理封装筒通过装置主体的加热通道，并使用电磁感应加热机构对双金属复合管电磁感应加热，对双金属复合管的外管进行热处理；
步骤2，对双金属复合管的内管进行热处理；将双金属复合管密封安装在热处理封装筒内，向外冷却水道内通入水冷水，内冷却水道内不通入水冷却，使热处理封装筒通过装置主体的加热通道，并使用电磁感应加热机构对双金属复合管电磁感应加热，对双金属复合管的内管进行热处理。
本热处理工艺方法中的步骤1和步骤2之间是相互独立、并列的关系，并无顺序先后的意思表示，可以根据实际热处理工艺的需要，调节具体的先后顺序。
为了进一步优化热处理工艺，扩大该热处理工艺的适用范围，提高可调性和灵活性，本发明通过电磁感应加热机构的加热功率以及驱动机构驱动热处理封装筒沿加热通道移动的速率，控制热处理工艺参数，即电磁感应加热机构调节热处理温度，驱动机构控制热处理时间。通过水泵分别对外冷却水道和内冷却水道进行供水，通过水泵控制冷却水流量。如双金属复合管的外径小于100mm，可以控制热处理时间为5米/分钟，双金属复合管的外径位于100mm至150mm之间，热处理时间10米/分钟；冷却水流量控制在5-20立方米/小时。
结合以上实施例，可以看出本发明具有优点：本发明通过双金属复合管热处理装置可以实现独立对双金属复合管外管和内管进行热处理，可以根据双金属复合管外管和内管的不同材质，调整具体的热处理工艺参数，通过热处理后的双金属复合管，具有良好的材料性能和晶粒组织，减少和改善了因异种材料经过同一热处理而产生的质量缺陷，有助于大大提升双金属复合管的产品质量。同时本发明的双金属复合管热处理装置结构简单合理，操作简易，灵活性好，适用于各种不同的双金属复合管，可调节性能好，采用的工艺方法简单，良品率高，并具有较高的生产效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种双金属复合管热处理装置，其特征在于，包括
用于热处理加热的装置主体；所述装置主体设置有机台；所述机台上设置有加热通道；在所述加热通道两端对应位置分别设置有进料孔和出料孔；在所述加热通道上安装有电磁感应加热机构；在所述机台上还设置有驱动机构；
以及配合所述双金属复合管使用的热处理封装筒；所述热处理封装筒包括与所述双金属复合管同轴设置并套设于所述双金属复合管外的密封筒体和安装于所述密封筒体两端的密封端盖；所述密封筒体、密封端盖和双金属复合管形成外冷却水道；所述双金属复合管和密封端盖形成内冷却水道；所述驱动机构驱动所述热处理封装筒沿所述加热通道运动。
2.根据权利要求1所述的双金属复合管热处理装置，其特征在于，在所述密封端盖上设置有与所述外冷却水道连通的外进水口和外出水口。
3.根据权利要求2所述的双金属复合管热处理装置，其特征在于，在所述密封端盖上设置有与所述内冷却水道连通的内进水口和内出水口。
4.根据权利要求2所述的双金属复合管热处理装置，其特征在于，所述密封筒体采用绝缘耐热材料制成。
5.根据权利要求4所述的双金属复合管热处理装置，其特征在于，所述电磁感应加热机构包括套设在所述加热通道外的感应加热线圈，以及驱动控制所述感应加热线圈的高频加热器。
6.根据权利要求5所述的双金属复合管热处理装置，其特征在于，所述驱动机构包括安装在所述加热通道上的主动滚轮和驱动所述主动滚轮转动的驱动电机。
7.根据权利要求5所述的双金属复合管热处理装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机、主动轴、主动滚轮、从动轴和从动滚轮；所述驱动电机通过皮带与所述主动轴连接，驱动所述主动轴转动；所述主动轴垂直所述加热通道长度方向安装于所述机台上；在所述主动轴上安装有与所述主动轴同步转动的所述主动滚轮；所述主动滚轮与热处理封装筒接触，通过转动驱动所述热处理封装筒沿所述加热通道运动；在所述机台上还设置有与所述主动轴平行的所述从动轴；在所述从动轴上安装有所述从动滚轮；所述从动滚轮与所述主动滚轮配合，限制所述热处理封装筒沿所述加热通道运动。
8.一种双金属复合管的热处理工艺方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的双金属复合管热处理装置，包括以下步骤：
步骤1，对双金属复合管的外管进行热处理；将双金属复合管密封安装在热处理封装筒内，向内冷却水道内通入水冷水，外冷却水道内不通入水冷却，使热处理封装筒通过装置主体的加热通道，并使用电磁感应加热机构对双金属复合管电磁感应加热，对双金属复合管的外管进行热处理；
步骤2，对双金属复合管的内管进行热处理；将双金属复合管密封安装在热处理封装筒内，向外冷却水道内通入水冷水，内冷却水道内不通入水冷却，使热处理封装筒通过装置主体的加热通道，并使用电磁感应加热机构对双金属复合管电磁感应加热，对双金属复合管的内管进行热处理。
9.根据权利要求8所述的双金属复合管的热处理工艺方法，其特征在于，通过电磁感应加热机构的加热功率以及驱动机构驱动热处理封装筒沿加热通道移动的速率，控制热处理工艺参数。
10.根据权利要求9所述的双金属复合管的热处理工艺方法，其特征在于，通过水泵分别对外冷却水道和内冷却水道进行供水，通过水泵控制冷却水流量。
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