CN102278541A - 双金属复合管及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种双金属复合管，外管和内管之间通过冷拔连接。所述的外管和内管之间设有磷化层和/或皂化磷化层。一种双金属复合管的制备方法，包括以下步骤：1）外管和内管表面处理后分别冷拔，外管内壁与内管外壁的间隙为2—5mm；2）分别对内管及外管进行校直并进行表面处理；3）外管与内管套合后复合冷拔，使外管与内管紧密结合；通过上述步骤得到双金属复合管。本发明通过将不同材质的管材采用冷拔加工复合的方式。在确保产品良好的韧性和抗冲击性的前提下，强度及耐磨性方面较以前单一材质16Mn钢管提高了4-5倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及复合管，特别是一种双金属复合管。
背景技术
在电力、矿山、冶金等行业，物料的输送，通常都是采用近距离、高压管道输送，由于输送物在管道内流体运动使管道承受着相当大的压力，并经受很严重的磨损，单一材质的管道很难满足此工况的要求。而目前国内外普遍采用16Mn无缝钢管，致使管道内壁严重磨损，更换频繁。而采用中、高碳合金钢替代则加工难度增大，且抗冲击能力弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双金属复合管，在具有高强度和耐磨性的同时，也具有良好的韧性和抗冲击性能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种双金属复合管，外管和内管之间通过冷拔连接。
所述的外管和内管之间设有磷化层和/或皂化磷化层。
所述的外管为含碳量≤0.2%或合金元素总量小于3.5%的低合金钢。
所述的内管为含碳量≥0.45%的合金结构钢或含碳量≥0.6%的碳素结构钢。
一种双金属复合管的制备方法，包括以下步骤：
1）外管和内管表面处理后分别冷拔，外管内壁与内管外壁的间隙为2—5mm；
2）分别对内管及外管进行校直并进行表面处理，所述的表面处理为酸洗、清洗中和、磷化和皂化；
3）外管与内管套合后复合冷拔，使外管与内管紧密结合；
通过上述步骤得到双金属复合管。
在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的6%—24%。
优化的，在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的10%—20%。
进一步优化的，在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的10%—15%。
复合冷拔后，内管（2）的内壁还进行中频淬火。
本发明提供的一种双金属复合管及制备方法，通过将不同材质的管材采用冷拔加工复合的方式。在确保产品良好的韧性和抗冲击性的前提下，强度及耐磨性方面较以前单一材质16Mn钢管提高了4-5倍以上，并且该产品把不同材质钢管的优异性能有机地结合在一起，具有较高的性价比，大大延长钢管使用寿命，经济效益明显，市场前景广阔。
本发明采用足够的过盈量使内管和外管形成紧密配合，且在内管和外管之间设置有磷化层和/或皂化磷化层，特别是皂化磷化层除了具有表面防腐蚀功能外，还具有润滑功能，这样在拉拔过程中，这种润滑功能在有较大材料变形的工况中，如本发明的实施例中所述的减壁量达到壁厚的6%—24%时，也可以有效避免管材被拉伤，从而使内管和外管通过过盈配合而紧密结合在一起。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的加工示意图。
具体实施方式
如图1中，一种双金属复合管，外管1和内管2之间通过冷拔连接。
所述的外管1和内管2之间设有磷化层和/或皂化磷化层。
所述的外管1为含碳量≤0.2%或合金元素总量小于3.5%的低合金钢。
所述的内管2为含碳量≥0.45%的合金结构钢或含碳量≥0.6%的碳素结构钢。碳素结构钢是俗称的优质碳素结构钢。
一种双金属复合管的制备方法，包括以下步骤：
1）外管1和内管2表面处理后分别冷拔，外管1内壁与内管2外壁的间隙为2—5mm；
2）分别对内管及外管进行校直并进行表面处理，所述的表面处理为酸洗、清洗中和、磷化和皂化；
3）外管1与内管2套合后复合冷拔，使外管1与内管2紧密结合；
通过上述步骤得到双金属复合管。
在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的6%—24%。
优化的，在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的10%—20%。
进一步优化的，在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的10%—15%。
酸洗为采用15%±5%质量浓度的硫酸HSO4、硝酸HN3O或盐酸HCL，清洗钢管表面的氧化层。
清洗中和为采用碱性溶液冲洗中和钢管表面酸性溶液。
磷化一般采用磷酸锌、锰盐附着磷化膜。磷化的目的主要是给钢管提供润滑附着层，在一定程度上防止金属被腐蚀。
皂化是采用硬脂酸钠对磷化膜进行处理。得到的皂化磷化膜具有很好的润滑性，在变形中能很好的保持连续性，减少摩擦系数。通常采用将钢管在100g/l的硬脂酸钠溶液中60-85℃ 15min，110℃干燥30min。
复合冷拔后，内管2的内壁还进行中频淬火。
实施例：
1、原材料规格20#Φ140×4×5200mm，首先进行表面处理（酸洗—清洗中和—磷化—皂化），然后通过内外模具的冷挤压可冷拔得到尺寸规格为Φ135×2.5×8200mm的精密管作为外管1。
2、原材料规格45Mn2Φ127×4×6000mm，经过表面处理后并冷拔可得尺寸规格为Φ127×2.5×8200mm的精密管作为内管2。
3、分别对内管及外管进行校直并进行表面处理；
4、将校直后的45Mn2内管放置在20#外管内孔中并对齐，同时进行复合冷拔后内管和外管合二为一，紧密结合无间隙，冷拔复合后尺寸为φ133×4.5×8200mm，长度尺寸为去除成品两端夹头后的尺寸。在本例中减壁量为0.5mm，经试验，根据钢管直径的不同，将减壁量控制在0.3-1.2mm，相当于壁厚的6%—24%，都是可行的。低于该数值则内管和外管之间的结合不够紧密，而高于该数值则性价比不高，且变形较大。
5、精密复合后成品的具体技术指标如下：
尺寸精度：IT10-IT12
直线度：0.3-1.0mm/1000mm
内外表面粗糙度Ra0.8-3.2
6、进一步的优化方案为，成品内孔进行中频淬火。
外表面基体硬度HB160-200,抗拉强度σb:≥410MPa，屈服强度σs:≥245MPa，延伸率δ5（%）: ≥25，断面收缩率ψ（%）: ≥55，内表面基体硬度HRC55-62. ,抗拉强度σb:≥2000 Mpa。
Claims (9)
1.一种双金属复合管，其特征在于：外管（1）和内管（2）之间通过冷拔连接。
2.根据权利要求1所述的一种双金属复合管，其特征在于：所述的外管（1）和内管（2）之间设有磷化层和/或皂化磷化层。
3.根据权利要求1所述的一种双金属复合管，其特征在于：所述的外管（1）为含碳量≤0.2%或合金元素总量小于3.5%的低合金钢。
4.根据权利要求1所述的一种双金属复合管，其特征在于：所述的内管（2）为含碳量≥0.45%的合金结构钢或含碳量≥0.6%的碳素结构钢。
5.一种双金属复合管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）外管（1）和内管（2）表面处理后分别冷拔，外管（1）内壁与内管（2）外壁的间隙为2—5mm；
2）分别对内管及外管进行校直并进行表面处理，所述的表面处理为酸洗、清洗中和、磷化和皂化；
3）外管（1）与内管（2）套合后复合冷拔，使外管（1）与内管（2）紧密结合；
通过上述步骤得到双金属复合管。
6.根据权利要求5所述的一种双金属复合管的制备方法，其特征在于：在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的6%—24%。
7.根据权利要求5所述的一种双金属复合管的制备方法，其特征在于：在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的10%—20%。
8.根据权利要求5所述的一种双金属复合管的制备方法，其特征在于：在步骤3）中，复合冷拔时控制减壁量为壁厚的10%—15%。
9.根据权利要求5所述的一种双金属复合管的制备方法，其特征在于：复合冷拔后，内管（2）的内壁还进行中频淬火。
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