CN1367050A - 复合双金属管的生产方法 - Google Patents

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刘德义
陈汝淑
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Abstract

本发明提供一种复合双金属管的生产方法,包括如下步骤:对内、外管进行表面处理;将内管装入外管,内、外管过盈配合形成复合管坯;在复合管坯的两端头将空气、液体密封在内管内,并密封内、外管间缝;加热扩散退火。克服了现有复合双金属管制作中的技术偏见,避开了高温变形等复杂工艺,利用金属固相复合新技术,用低温拉拔扩挤、高温扩散退火的简单工艺,实现内外管金属间的冶金结合。生产工艺简单,可降低双金属管产品的成本,可广泛应用于各种防腐管道。

Description

复合双金属管的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种复合双金属管的生产方法，特别是以碳钢圆管为外管、薄壁耐腐蚀金属管为内管的复合双金属管的生产方法。
背景技术：
众所周知，物流管道既要具备高强度又要具备耐腐蚀性。为了保证强度，就必须采用管壁较厚的金属管，而为了保证耐腐蚀性，又必须使用铜、铜合金、不锈钢等贵重金属材料。因此，为了满足高强度、耐腐蚀的双重要求，就需消耗大量铜、铬、镍等贵重金属资源，且产品价格昂贵。
为了解决贵重金属的浪费问题，人们研制出复合双金属管(又称内复合金属管、内包覆金属管等)，是由内层金属管与外层金属管复合形成的金属管。内管一般为贵重的耐腐蚀金属材料，如铜、铜合金、不锈钢等，外管一般为碳钢管。这样的双金属管既保证管道的高强度、耐腐蚀性，又节约了大量的贵重金属材料，已应用在工业、民用防腐蚀管道方面。
但是，到目前为止，这种复合双金属管的生产方法尚存在许多问题。如专利申请号为96123012.6、名称为“金属复合管及制作方法和管接结构”的专利申请技术，便公开了一种双金属管及其制作方法。所公开的双金属管以碳钢管为外管，不锈钢薄壁衬管为内管，其制作方法为先将内管轧制成轴向至少有两处内凹的导形管，使内管的外径缩小至可放入钢质圆管内，然后套入钢质圆管内，将一专用拉挤模放置在薄壁衬管一端内作轴向相对移动，通过扩挤薄壁衬管后使其贴合于钢质圆管的内壁上。用此种方法制得的复合管，其内外层金属间没有实现冶金结合，在随后的加工和使用中会出现内外管分离现象而无法使用。此外，还有一种与此生产方法基本相同的方法，即专利申请号为97101519.8、名称为“一种可用于双金属管和内壁耐磨金属管生产的方法”的专利申请技术。该专利申请技术公开的生产方法是首先用液压胀形或其它现有工艺方法使上述金属内外管达到小间隙松配合，再用滚动元件通过管内壁完成滚压过程，以达到内、外管的过盈配合。若要达到内、外管的冶金配合，滚压过程必须在高温下进行。此种生产方法主要还是通过对内管的挤压完成双金属管的复合，其生产设备昂贵，生产过程复杂。另外，采用***复合等方法也可实现内外管金属间的冶金结合，但同样存在着设备昂贵、工艺复杂等缺点，其应用受到限制。
发明内容：
本发明的目的是解决现有技术所存在的生产设备昂贵、生产过程复杂的技术问题，提供一种工艺简单、不需复杂设备的复合双金属管生产方法。
本发明的技术方案是：一种复合双金属管的生产方法，包括如下步骤：
a.对内、外管进行表面处理；
b.将内管装入外管，内、外管过盈配合形成复合管坯；
c.在复合管坯的两端头将空气、液体密封在内管内，并密封内、外管间缝；
d.加热扩散退火。
所述的a步骤为去除外管内表面油脂后再去除表面氧化皮；去除内管外表面油脂；对内、外管的复合面进行刷洗。
所述的b步骤为将内管装入外管后，对内管扩径拉拔，使内、外管过盈配合。
所述的加热扩散退火温度为以绝对温标表示的内、外管材料中低熔点温度的60％～85％，退火时间以内、外管界面冶金结合为准。
本发明克服了现有复合双金属管制作中的技术偏见，避开了高温变形等复杂工艺，利用金属固相复合新技术，用低温拉拔扩挤、高温扩散退火的简单工艺，实现内外管金属间的冶金结合。生产工艺简单，可降低双金属管产品的成本，可广泛应用于各种防腐管道。
附图说明：
图1为本发明实施例的生产工艺流程图。
图2为本发明实施例生产过程示意图。
具体实施方式：
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。
根据复合双金属管的力学性能要求，选择不同含碳量的碳素结构钢管为外管1。本实施例的外管选用外径为25mm、壁厚为2.5mm的10钢圆管。根据耐腐蚀性能的要求，选择不同的耐腐蚀金属管为内管2。本实施例的内管选择外径为19mm、壁度为0.5mm的T2圆铜管。碳钢圆管的内径略大于铜管的外径，使铜管易于***钢管中。
本发明实施例的生产工艺如图1、2所示：
(1)碳钢外管内表面的处理
①将碳钢圆管在金属清洗剂槽中清洗，去除内表面油脂，然后用清水冲洗干净。
②将去除油脂的碳钢圆管放入10～15％盐酸水溶液的酸洗槽中酸洗，除去内表面氧化皮，并用清水冲洗干净，晾干。
③对碳钢圆管内表面刷洗，彻底清除内表面的氧化物。
(2)铜管外表面的处理
①将铜管在金属清洗剂槽中清洗，去除外表面油脂，然后用清水冲洗干净、晾干。
②对铜管外表面进行刷洗，彻底清除外表面的氧化物。
(3)套装与内管扩径拉挤
将铜管***钢管中，使用扩管拉拔方法，对铜管进行扩管拉挤，排除内外管间的气体并使铜管紧贴在钢管的内壁上，形成过盈配合，得到复合管坯。
(4)充填液体与端头密封
先向复合管坯的一端压入钢塞3、对端头缝隙4焊接密封。
根据耐腐蚀内管材料的性质选择液体介质。在本实施例中，对于铜管，选择水为液体介质。根据管内腔的体积和扩散退火时的压力要求，确定水的加入量。将水5装入铜管中，并用同样的方法将复合管坯另一端的端头密封。
(5)扩散退火
本实施例将复合管坯加热到500～900℃(铜的熔点温度1084+273K的60～85％)温度后，液体5变成气体6，在管内产生压力，该压力足以使在扩散退火温度下金属结合面产生微量塑性变形；在内压力和温度的共同作用下保温10～60min，则会通过金属原子间的扩散过程使铜管与钢管界面实现冶金结合。
(6)后处理
对扩散退火后的双金属管进行端头处理、表面处理、尺寸调整等后处理。

Claims (4)

1.一种复合双金属管的生产方法，包括如下步骤：
a.对内、外管进行表面处理；
b.将内管装入外管，内、外管过盈配合形成复合管坯；
c.在复合管坯的两端头将空气、液体密封在内管内，并密封内、外管间缝；
d.加热扩散退火。
2.根据权利要求1所述的复合双金属管的生产方法，其特征在于：所述的a步骤为去除外管内表面油脂后再去除表面氧化皮；去除内管外表面油脂；对内、外管的复合面进行刷洗。
3.根据权利要求1或2所述的复合双金属管的生产方法，其特征在于：所述的b步骤为将内管装入外管后，对内管扩径拉拔，使内、外管过盈配合。
4.根据权利要求3所述的复合双金属管的生产方法，其特征在于：所述的加热扩散退火温度为以绝对温标表示的内、外管材料中低熔点温度的60％～85％，退火时间以内、外管界面冶金结合为准。
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