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復合管的熱成型法:熱成型制造工藝包括熱軋和熱擠壓兩種方法,前者主要適用于有縫復合管的生產,后者適用于無縫復合管的生產。
軋制是一種傳統的制備復合金屬的方法。熱軋復合實質上屬于壓力焊,如果變形量足夠大,軋輥施加的壓力就會破壞金屬表面的氧化膜,使表面達到原子接觸,從而使兩表面焊在一起。軋制的優缺點分別為:
優點:生產率高、質量好、成本低,并可大量節省金屬材料的損耗,因此是目前應用極為廣泛的復合材料生產技術。軋制結合的復合板占復合板總產量的90%,而且經常應用于壁厚小于32mm的管材的加工。
缺點:一次性投資大,而且很多材料組合不能通過軋制復合實現。目前應用廣泛的還是利用軋制工藝進行碳鋼、不銹鋼有縫復合管的制造。
目前雙金屬復合管的生產方法主要包括冷成型法、熱成型法、離心鑄造法、離心鋁熱劑法、爆炸焊成型法、電磁成型法等等。
冷成型法:冷成型制造工藝的基本特征是將預加工好的薄壁不銹鋼管套入碳鋼管中,然后通過機械方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內壁上。薄壁不銹鋼管有兩種獲得途徑:一種是通過選擇合適規格的無縫不銹鋼管,通過旋壓的方法使之變薄,達到要求的外徑和厚度;另一種是用薄的不銹鋼板或鋼帶在專用的制管機上用tig焊接成直縫或螺旋縫不銹鋼管。采用拉拔、脹接、旋壓和滾壓等方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內壁上,其中拉拔和脹接為常用。拉拔是取兩根分別制成的無縫鋼管,將一根套在另一根外面,然后將兩管通過一模具同時進行拉拔,從而實現緊密配合的機械結合。這種管的優點是生產工藝比較簡單,價格較便宜。缺點是界面非擴散結合,只是依靠對外層進行的冷加工來獲得緊密配合,因此冷加工復合管如果遭遇高溫就有分層傾向,復合管會因應力釋放而失效。這就限制了冷加工管的使用環境和應用領域。脹接分機械脹接和液壓脹接兩種。機械脹接是目前生產不銹鋼復合管的一種主要方法,它是利用滾脹芯軸回轉擠壓使復合管內管發生塑性變形,外管發生彈性變形,從而使復合管的外管對內管產生接觸壓力,以達到復合管內外壁的緊密貼合。液壓脹接原理與機械脹接相同,只是用管內高壓水施壓代替滾脹芯軸回轉擠壓。機械脹接時脹接力大小難以確定,易發生欠脹或過脹,且多次滾脹易造成襯里開裂。液壓脹接時脹接力均勻且大小可進行計算,因此更具優越性。兩種脹接法的共同缺點是內外層只是機械結合,和拉拔成型一樣,在高溫環境下會因應力松弛而分層失效。
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