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目前金屬復合無縫管冷成型法大致有以下兩種:內(nèi)擴漲型和外減徑型。內(nèi)擴漲型,即:采用兩種材質(zhì)的無縫管相互穿套(如外管采用一般普碳鋼無縫鋼管,內(nèi)穿一薄壁不銹鋼管作為內(nèi)層金屬管),在內(nèi)管中施以高壓,使內(nèi)層無縫管發(fā)生塑性變形外層無縫管僅產(chǎn)生彈性變形,從而使內(nèi)管與外管緊密結(jié)合,形成雙金屬復合無縫管。外減徑型,即:仍采用兩種材質(zhì)的無縫管相互穿套,對外層管進行減徑拉拔或軋制,使內(nèi)管與外管緊密結(jié)合,形成雙金屬復合無縫管。以上兩種工藝生產(chǎn)的金屬復合無縫管的不足之處在于:生產(chǎn)成本高昂,內(nèi)外管均必須采用現(xiàn)成的熱軋或冷拔無縫管,加上其后的內(nèi)漲或減徑工序使其制造成本大幅度上升;以上兩種類型的無縫管并非完全意義上的金屬復合,兩層金屬相互間并無冶金熔合,在受軸向力的情況下內(nèi)外兩層金屬難以傳遞和均衡外力,在需要熱傳遞的應用領域,由于內(nèi)外兩層金屬間存在間隙,熱阻必將大幅度增加。
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(chǎn),后者適用于無縫復合管的生產(chǎn)。軋制是一種傳統(tǒng)的制備復合金屬的方法。熱軋復合實質(zhì)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(yōu)缺點分別為:優(yōu)點:生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、成本低,并可大量節(jié)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(chǎn)技術。軋制結(jié)合的復合板占復合板總產(chǎn)量的90%,而且經(jīng)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(xiàn)。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。
熱擠壓一般是針對雙金屬管坯進行的,稱為復合擠壓(coextrude)。復合擠壓目前是生產(chǎn)不銹鋼和高鎳合金無縫復合管的好方法,日本制鋼所利用這種方法生產(chǎn)8in(203.2mm)以下的雙金屬復合管。它是將兩種以上的金屬組成的一大直徑復合坯料加熱到1200℃左右,然后擠過由模具和芯軸形成的環(huán)狀空間。當擠壓坯料截面縮減到10:1時,高的擠壓壓力和溫度會在界面處產(chǎn)生“壓力焊”的焊接效應,促進界面間的快速擴散和廣泛結(jié)合,實現(xiàn)界面的冶金結(jié)合。擠壓前的復合管坯制造方法有三種:由鍛造坯料通過熱穿孔和放大擠壓獲得;直接離心旋鑄;用耐蝕粉末顆粒。也有內(nèi)外兩種金屬原材料均采用粉末的,稱為“nuval”工藝,可以開發(fā)新型合金,但粉末制備成本太高。
優(yōu)點:界面為冶金結(jié)合;擠壓過程中涉及的力完全是壓應力,因此特別適合于熱加工性不好、塑性低的高合金金屬的加工。缺點:由于結(jié)合決定于擠壓過程中極短時間內(nèi)的元素界面擴散,通常會因氧化物膜的存在而受到影響,因此目前復合擠壓僅限于碳鋼、不銹鋼和高鎳合金間的復合。需要指出的是,熱擠壓的變形抗力小,允許每次變形程度大,導致表面粗糙度較高,因此也有先熱擠壓再進行冷軋(或冷拔)制造復合管的方法。
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不銹鋼作建造新建筑物和來修復歷史名勝古跡結(jié)構(gòu)材料已有70多年了。早期設計是按照基本則進行計算。今天,設計規(guī)范,例如,土木工程師標準ANSI/ASCE-8-90"冷成不銹鋼結(jié)構(gòu)件設計規(guī)范"和NiDI與EuroInox聯(lián)合版"結(jié)構(gòu)不銹鋼設計冊"已簡化了使壽命長,完整性好建筑結(jié)構(gòu)件設計。
不銹鋼是經(jīng)濟重要組成部分,它對拉動經(jīng)濟增長具有重要作,但是,從目前不銹鋼對外貿(mào)易情況來看,不銹鋼遇到了較大阻力。不銹鋼復合管途廣泛,可以于橋梁護欄、過街天橋護欄、景觀園林護欄、火車汽車護欄、道路交通護欄,以及摩托車杠、自行車把橫等領域,堅固耐、造美觀。
作為節(jié)能和綠色新材料,不銹鋼復合管于2002年被列入中國社會調(diào)查研究所特別產(chǎn)品,2003年初,不銹鋼復合管標準GB/t18704-2002正式頒布,從此,不銹鋼復合管從材料選擇、工藝方法、質(zhì)量校驗、市場等各方面,都有了一套嚴格管理規(guī)范。
不銹鋼雙金屬復合管介紹:將不銹鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼兩種金屬材料,采高科技無膠壓力同步復合,不僅顯著改善普通鋼管表面缺陷和實性能,而且兼具不銹鋼良好抗腐蝕性和卓越美觀華麗外表,使裝飾和負荷完美結(jié)合。由于集中體現(xiàn)了豪華、美觀、質(zhì)堅、價廉等一系列突優(yōu)點,不銹鋼復合管問世幾年來,已廣泛于市政建設、機械構(gòu)建、現(xiàn)家具、裝飾裝潢、體育醫(yī)護等眾多領域,成為裝飾-結(jié)構(gòu)兩新材料。
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