雙金屬復(fù)合管的制備方法——離心鑄造

   工程實(shí)際中，有時(shí)要求管子的內(nèi)壁或外壁具有防腐蝕性能等。有色金屬(如銅、鈦、鎳)、不銹鋼都是防腐蝕的材料，但純有色金屬管價(jià)格昂貴。如采用復(fù)合管，例如在普通鋼的外層或內(nèi)層覆上一層薄的銅管，銅層的一面則具有防腐蝕性能，加之普通鋼又有較好的強(qiáng)度，故這種兩層金屬的復(fù)合管在工程上有著非常廣泛的應(yīng)用。雙金屬復(fù)合管的制造技術(shù)繁多，主要有：離心鑄造法、熱擠壓法、冷成型法、熱膨脹焊接法、復(fù)合板卷焊法和復(fù)合法等。

1．離心鑄造生產(chǎn)雙金屬復(fù)合管

  離心鑄造是將兩層金屬液依次澆入旋轉(zhuǎn)的錠模中，在離心力的作用下形成空心雙金屬管坯或半成品，其后經(jīng)其他變形加工方法制成成品。

   這種澆鑄工藝雖能一次形成空心管坯，但鑄坯質(zhì)量不穩(wěn)定，如層間容易氧化、兩層容易混合、外層內(nèi)表面鋼渣不易脫離等均影響銹坯質(zhì)量，特別是當(dāng)外層凝固溫度比內(nèi)層低時(shí)澆鑄就更為困難。離心鑄造法可澆鑄直徑為lO～250mm的多種雙金屬復(fù)合管，在與冷熱變形配合時(shí)可生產(chǎn)直徑6-550mm、壁厚>1mm的成品。

拉拔復(fù)合法

形成機(jī)理：?將裝配好的內(nèi)外管，通過一個(gè)帶有錐度的（通常錐度為1:25、1:50），輪廓外圓尺寸固定的模具，沿內(nèi)襯管軸線拉拔前行。通過拉拔模具擠壓、擴(kuò)張的方式，將內(nèi)襯管在直徑方向復(fù)合到外基管的內(nèi)表面上，并通過繼續(xù)擴(kuò)張使外基管也處于彈性變形的范圍內(nèi)。當(dāng)外力去除后，內(nèi)襯管呈塑性變形無法收縮，外基管處于彈性變形呈收縮趨勢，但受內(nèi)襯管的限制，外基管內(nèi)表面強(qiáng)力的嵌合在內(nèi)襯管的外表面上，復(fù)合成形。?特點(diǎn)：①生產(chǎn)工藝比較簡單，價(jià)格較便宜 。② 復(fù)合管內(nèi)表面圓整度好。

影響品質(zhì)的因素:

① 由于外基管內(nèi)表面形狀不規(guī)則，不平高度影響了模具輪廓外圓尺寸全行程的通過。

拉拔模具輪廓是機(jī)械加工的整圓，必須沿軸心線平行前行。模具與內(nèi)襯管的材質(zhì)為硬鋼于軟鋼，在拉拔擴(kuò)張過程中，模具嵌入在內(nèi)襯管內(nèi)表面中。當(dāng)外基管不規(guī)則的內(nèi)表面影響拉拔模具通過時(shí)，會(huì)造成拉拔模具軸線與內(nèi)襯管軸線形成夾角，擴(kuò)大了模具輪廓直徑。當(dāng)出現(xiàn)對(duì)稱的不平高度時(shí)，由于作用在拉拔模具上的力，在3600方向上是對(duì)稱的，這樣就會(huì)造成拉拔模具無法避讓。兩種現(xiàn)象都會(huì)使內(nèi)襯管受擠壓處彎曲變形加大，造成拉拔模具輪廓處，切削內(nèi)襯管表面，引起表面光潔度的破壞，甚至無法通過。這種狀況在復(fù)合較大直徑的雙金屬復(fù)合管時(shí)更為明顯。

為了保證表面品質(zhì)和功效，通常采用減小拉拔模具輪廓尺寸，因此復(fù)合后的雙金屬復(fù)合管結(jié)合力小。通常僅為0.2~0.3MPa之間。

② 由于結(jié)合力低使得內(nèi)外管環(huán)狀結(jié)合面間隙大，內(nèi)襯管在管端焊接處將反復(fù)承受介質(zhì)輸送過程中，壓力交變的扭動(dòng)、折彎，致使連接處出現(xiàn)材料疲勞、開裂，導(dǎo)致耐腐蝕性能下降-(折翹現(xiàn)象)。

③ 由于內(nèi)襯管沒有達(dá)到充分的塑性變形，內(nèi)襯管內(nèi)表面由作用力與反作用力產(chǎn)生的表面壓應(yīng)力，達(dá)不到充分的體現(xiàn)，表面壓應(yīng)力幾乎沒有反映。此時(shí)，內(nèi)襯管中直縫焊接處仍處于拉應(yīng)力狀態(tài)，因此內(nèi)襯管表面整體，尤其是直縫焊接處，抗熱應(yīng)力腐蝕能力下降。另外，采用拉拔工藝，拉拔模具呈直線運(yùn)動(dòng)，內(nèi)襯管表面始終處于拉應(yīng)力狀態(tài)。

雙金屬耐磨復(fù)合管焊接工藝

 雙金屬耐磨復(fù)合管外壁采用普通無縫鋼管，通過離心成型工藝形成高鉻鑄鋼內(nèi)襯復(fù)合而成。彎管外壁采用蝦米彎頭，內(nèi)層選用高鉻鑄鋼，既具有高合金鑄鋼的耐磨性能，又能耐壓，又有較高的機(jī)械性能。

雙金屬耐磨復(fù)合管內(nèi)襯合金材料中，硬度和耐磨性能是高鉻抗磨白口鑄鐵和合金耐磨鑄鋼（統(tǒng)稱為超硬耐磨合金）。高鉻鑄鐵的硬質(zhì)相為M7C3型碳化物，其硬度達(dá)到HV1500～1800，因而具有很好的耐磨性能，而由于這種Ka型碳化物的結(jié)構(gòu)為棒狀，從而使其具有較高的韌性。并在傳統(tǒng)配料的基礎(chǔ)上加入了稀有金屬和碳化硼硬合劑，大大增加了傳統(tǒng)產(chǎn)品的硬度和耐疲勞性，使其耐磨性能優(yōu)于其他產(chǎn)品。