[发明专利]一种不锈钢管与碳钢管冶金复合制坯的方法

说明书

一种不锈钢管与碳钢管冶金复合制坯的方法，属于复合管制造技术领域，特征是实施步骤为：<1>.选取内径为d碳钢管与外径为D的不锈钢管进行复合，D=d。<2>.将铝粉和氧化铁粉按1:3质量比混合均匀，加水搅拌成泥状物。<3>.将上述泥状物均匀地涂抹在不锈钢管的外表面上烘干。<4>.将碳钢管加热膨胀后套装在不锈钢管的外面，放入加热炉中加热至800℃~1000℃，碳钢管和不锈钢管的结合面上发生铝热反应，产生大量热量，温度达280℃，此时，完成了不锈钢管与碳钢管的冶金复合工艺成型。优点：①有效的解决了碳钢管与不锈钢管冶金复合的难题。②此方法简单可行，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于复合钢管制造技术领域，具体涉及一种不锈钢管与碳钢管冶金复合制坯的方法。

背景技术

对于强腐蚀、高磨损、高工作压力环境下使用的流体管道，通常采用高品质的不锈钢或高合金含量的无缝钢管，这类管材由于大量添加合金元素， 其价格是普通无缝钢管的几倍或几十倍。多年来，管材用户和生产商一直在努力寻求通过不同金属的复合，从而获得一种既能满足苛刻的使用环境又价廉物美的高性能复合管材。

双金属复合管能最大限度地实现材料的优势互补，节省合金元素，降低工程费用，在保证原基管各项性能的基础上，提高管道的耐腐蚀性、耐磨性，延长管道的使用寿命，是纯不锈钢管、铜管或其他耐腐蚀性合金管的替代产品。

国内双金属复合管研究和应用较晚，虽然国内已有部分油气田使用，但是应用技术尚不完善，在复合工艺，高效生产及检测技术方面与国外相比仍有较大的差距。在国外复合管是近年发展较快， 主要的工艺方法包括热轧复合方法、热挤压复合法、铸造复合方法、爆炸焊接复合方法、组合式双金属复合管生产方法、激光包覆法等。但工艺都相对比较繁琐，成本也比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种不锈钢管与碳钢管冶金复合制坯的方法，可有效地解决碳钢管和不锈钢管冶金复合的难题。

本发明是这样实现的，其特征是实施步骤如下：

1.选取内径为d碳钢管与外径为D的不锈钢管进行冶金复合，d=D。将其结合面进行除锈、除油并打磨。

2.将铝粉和氧化铁粉按照1:3的质量比混合均匀，加水搅拌成泥状。

3.将上述铝粉与氧化铁粉混合成的泥状物均匀地涂抹在不锈钢管的外表面上，涂层厚度为0.1~0.5mm，根据钢管结合面尺寸大小确定。

4.将碳钢管加热膨胀后套装在不锈钢管的外面。放入加热炉中加热至800℃~1000℃，此时复合管坯结合面上按照2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3发生铝热反应，产生大量的热，温度可达2800℃左右。在此超高温下，不锈钢管与碳钢管发生冶金融合，完成不锈钢管与碳钢管的冶金复合工艺成型。

5.出炉、空冷至室温。

本发明的积极效果为：

1. 本发明提供了一种复合管坯的制坯方法，可有效的解决碳钢和不锈钢冶金复合的难题。

2. 本发明结构简单，工人劳动强度低、使用方便，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明示意图；图中：1----碳钢管、2----涂料层、3----不锈钢管。

具体实施方式

如图1所示：①将外径D=50mm，厚度h=1mm的不锈钢管3的外表面和内径d=50mm，厚度h=2mm的普碳钢管的内表面做除锈、除油并打磨光滑。②取铝粉和氧化铁粉按照质量比1:3混合、加水、搅匀，制成泥状物。Al粉纯度为99%，粒度400目，Fe2O3纯度为99%，粒度400目。③用刷子将上述泥状混合物均匀地刷在不锈钢管3的外表面上，涂层的厚度选0.5mm。将涂好涂层的不锈钢管加热至涂层烘干状态。然后将不锈钢管冷却至常温状态。④将普碳钢管1通过加热炉加热至400℃左右，迅速取出并立即套装在不锈钢管3外面。装配好后再空冷至常温状态，实现了复合管坯的过盈配合。将做好的复合管坯试件放入加热炉中，将温度调整至800℃，涂层将按照2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3发生铝热反应，产生大量的热，温度达到2800℃足以熔化普碳钢与不锈钢的结合面，使两种金属以熔融状态焊接在一起，实现了冶金融合。在加热炉内保持800摄氏度的保温条件5分钟左右，直至复合层的铝热反应充分彻底的反应完全，使得两种熔融态的金属充分熔合。⑤然后打开加热炉，取出制备好的复合管坯，空冷至常温状态即可。