[发明专利]一种钢铝复合管及其制造方法

说明书

本发明涉及双金属复合管材领域，公开了一种钢铝复合管及其制造方法，该钢铝复合管包括无缝钢管和浇筑在无缝钢管外的铝管；在无缝钢管的管壁上设置有螺纹孔；在螺纹孔的侧壁上设置有螺纹；铝管的内壁填充满螺纹孔；在无缝钢管的外壁焊接有螺钉；螺钉外表面设置有螺牙；螺钉穿入铝管内。本发明通过液态铝材与碳素钢进行固‑液相复合，将液态的铝材以浇铸的方式复合在无缝钢管外，使两种金属材料达到冶金复合的效果，在无缝钢管上设置螺纹孔以及焊接螺钉，在两种金属材料铸造过程中产生成形力，当铝材处于冷却阶段时，对铝材起到加固作用，并促进两种金属材料形成冶金结合，提高了钢铝复合管的复合强度，生产效率高。

技术领域

本发明涉及复合管材领域，特别涉及一种钢铝复合管及其制造方法。

背景技术

近年来随着科技进步和国民经济的快速发展，我国基础金属材料面临总体产能严重过剩、产品结构不合理、高端应用领域尚不能完全实现自给等三大突出何题，单纯的去产能和资源优化重组只是暂时缓解，不能从本质上改变现状，并且在此过程中还会给社会带来巨大的就业压力。面对设备和技术封锁两大限制，传统行业难以转型进入特殊高端材料行列，与此同时，普通基础材料受其性能限制难以服役恶劣环境，因此，迫切需要发展高性能、轻贵化、功能化的先进基础材料，推动基础材料产业的转型升级和可持续发展。

钢铝复合钢管可广泛应用于核电、汽车、能源、电子电力、航空航天、海洋工程等领域，然而，其与双金属复合板相比起步较晚，并且制备难度也相对较大，虽然国内外学者提出了多种制备工艺，为推动行业的发展和进步做出了重要贡献，但大部分工艺只能获得机械结合，并且需要用成品管材预制复合管，对于管材装配精度及表面质量要求较高，成形效率较低，复合管界面结合质量和生产效率严重制约了其工业应用的进程，目前报道的应用案例相对较少，市场供给与需求间严重不平衡。因此，如何获得良好结合效果和提高生产效率以满足工业化需求成为行业研究重点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钢铝复合管及其制造方法，通过碳素钢与铝材采用固-液相复合，解决了现有的钢铝复合钢管的结合强度差，配合精度低，生产效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种钢铝复合管，包括无缝钢管和浇筑在所述无缝钢管外的铝管；在所述无缝钢管的管壁上设置有贯穿所述无缝钢管的侧壁的螺纹孔；所述螺纹孔的轴向沿所述无缝钢管的径向设置；在所述螺纹孔的侧壁上设置有螺纹；所述铝管的内壁填充满所述螺纹孔；在所述无缝钢管的外壁焊接有螺钉；所述螺钉外表面设置有螺牙；所述螺钉穿入所述铝管内。该方案通过螺纹孔和螺钉的设置，较传统的钢铝复合管结合强度大大提高，同时对无缝钢管与铝管之间的配合精度要求低，整体成形质量好。

作为本发明的一种优选方案，所述螺纹孔沿所述无缝钢管的轴向呈等间距的多排排列设置，每排所述螺纹孔环绕所述无缝钢管均匀间隔设置。螺纹孔有序规律排列，能够保证钢铝复合管的整体强度，避免局部螺纹孔分布过密，影响结构强度。

作为本发明的一种优选方案，所述无缝钢管的材质为碳素钢，所述碳素钢中的元素含量：wC≤0.255％,wP≤0.035％，wS≤0.035％。本发明优选采用优质碳素钢，成本低，机械强度好。

作为本发明的一种优选方案，所述无缝钢管的外径为90-360mm。

作为本发明的一种优选方案，相邻排所述螺纹孔沿所述无缝钢管的轴向间距为50mm，所述无缝钢管的两端距最邻近排的所述螺纹孔的距离都为100mm。

作为本发明的一种优选方案，所述螺纹孔的螺纹孔径为M20；所述螺钉为M5螺钉。

作为本发明的一种优选方案，单排所述螺纹孔的数量为D/18后按四舍五入取的整数值，D是以mm为单位的无缝钢管外径数值。

一种钢铝复合管的制造方法，包括以下步骤：