棒63，将预先熔炼好的待复合的Q235普碳钢金属熔体浇注到浇铸空腔3内，直到Q235普碳钢金属熔体全部充满浇铸空腔3，形成复合管件；
[0059]当Q235普碳钢金属熔体全部充满浇铸空腔3后，利用吹风或喷雾冷却的方法从复合管件的下部开始逐渐向复合管件的上部进行冷却，同时，向浇铸空腔3内补充Q235普碳钢金属熔体，保持金属熔体充满浇铸空腔3，以填补下部金属熔体的冷却收缩；当浇铸空腔3内的Q235普碳钢金属熔体全部冷却后，利用常规的火焰切割切除复合管件的两个端头，从而获得优质的304不锈钢/Q235普碳钢/304不锈钢复合管坯。
[0060]实施例2
[0061]以制备16Mn低合金钢/316不锈钢复合方管为例，具体制备方法示意图如图2所示，选取两根钢管，其中一根为16Mn低合金方管，作为金属外管1，方管边长为200X 200mm,壁厚为5mm，长度为2m，另一根为316不锈钢方管，作为金属内管2，方管边长为80 X 80mm，壁厚为4.0mm,长度为2m ;选取16Mn低合金钢金属熔体为待浇铸金属熔体；采用10%质量分数的碳酸钠溶液清洗待复合的金属外管I和金属内管2的内外表面的油污和泥渍，烘干后再利用10%质量分数的盐酸水溶液酸洗去除金属外管I的内表面氧化铁皮，再用清水冲洗干净后烘干，采用高速旋转的钢丝刷刷掉金属内管2的外表面氧化铁皮。
[0062]将金属内管2插入金属外管I内部，将预先准备好的底部密封法兰4和顶部密封法兰5套进金属外管I和金属内管2之间的环缝，底部密封法兰4和顶部密封法兰5采用Q235普碳钢材质制成，法兰厚度为8_，法兰由本体和凸台组成，组装时将底部密封法兰4的凸台部位41和顶部密封法兰5的凸台部位51套进金属外管I和金属内管2之间的环缝，采用埋弧焊将金属外管1、金属内管2与底部密封法兰4的本体部分、顶部密封法兰5的本体部分之间的接缝焊接密实，在金属外管I和金属内管2之间形成浇铸空腔3。
[0063]利用塞棒63堵住喇叭口砖62的浇口，关闭进排气管71上的进气阀门72，利用真空抽气装置通过进排气管71上的排气阀门73对浇铸空腔3进行抽真空，当浇铸空腔3内的真空度达到1Pa时关闭排气阀门73，打开进气阀门72，向浇铸空腔3内充入氩气；采用普通的电阻炉将金属外管I和金属内管2预热，预热温度为500°C，预热过程中不断地向浇铸空腔3内充入氩气，确保浇铸空腔3内氩气的压力不小于大气压力，以防止金属外管I的内表面和金属内管2的外壁氧化，然后打开喇叭口砖62上方的塞棒63，将预先熔炼好的待复合的16Mn低合金钢金属熔体浇注到浇铸空腔3内，直到16Mn低合金钢金属熔体全部充满浇铸空腔3，形成复合管件。
[0064]当16Mn低合金钢金属熔体全部充满浇铸空腔3后，利用吹风或喷雾冷却的方法从复合管件的下部开始逐渐向复合管件的上部进行冷却，同时，向浇铸空腔3内补充16Mn低合金钢金属熔体，保持金属熔体充满浇铸空腔3，以填补下部金属熔体的冷却收缩；当浇铸空腔3内的16Mn低合金钢金属熔体全部冷却后，利用常规的火焰切割切除复合管件的两个端头从而获得优质的16Mn低合金钢/316不锈钢复合方管坯。
[0065]上述具体实施例表明，采用本发明的工艺方法可以低成本地制备出界面呈冶金结合的双层或多层金属复合管坯，本发明制备的金属复合管坯具有工艺简单、生产成本低，界面结合质量好，成材率高，管坯形状尺寸规格灵活多样等特点。需要说明的是，这些例子仅是本发明的制备方法提供的一些应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
【主权项】
1.一种双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 51.将待复合的金属外管和金属内管进行清洗、除油，烘干后利用常规的机械方法或化学方法去除所述金属外管的内表面氧化皮和金属内管的外表面氧化皮，烘干备用； 52.将金属内管插入金属外管，以焊接或螺纹连接的固定方式将所述金属内管和所述金属外管分别与顶部密封法兰和底部密封法兰相固定和密封，所述金属外管和所述金属内管之间形成浇铸空腔； 53.在所述顶部密封法兰上开设浇铸孔和进排气孔，在所述浇铸孔位置安装浇铸装置，在所述进排气孔位置安装进排气装置，所述进排气装置包括进气管，以及设置在进气管上的进气阀门和排气阀门； 54.利用塞棒堵住顶部密封法兰上的浇铸孔，关闭进排气装置上的进气阀门，利用真空抽气装置通过进排气装置上的排气阀门对所述浇铸空腔进行抽真空，当浇铸空腔内的真空度达到1Pa以上时关闭排气阀门，通过进排气装置上的进气阀门向浇铸空腔内充入纯净的氮气或氩气； 55.采用火焰加热装置或电阻加热装置或感应加热装置，从组合后的金属外管的外表面或金属内管的中心部位对金属外管和金属内管进行预热，预热温度控制在100°C?1200 °C 之间； 56.向所述浇铸空腔内连续充入纯净氮气或氩气，确保浇铸空腔内氮气或氩气的压力大于大气压力，然后打开塞棒，将预先熔炼好的待复合的金属熔体浇注到所述浇铸空腔内，直到金属熔体完全充满浇铸空腔，形成复合管件； 57.采用风冷、气雾冷却或水冷的冷却方式对所述复合管件进行冷却，冷却时需要继续向浇铸空腔内补充金属熔体，以保持金属熔体充满浇铸空腔； 58.采用常规的火焰切割法、带锯、无齿锯，或等离子切割法切除所述复合管件的两个端头，获得复合管坯。2.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，所述金属内管和所述金属外管长度相同，化学成分相同或不同。3.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，所述金属内管和所述金属外管的横截面形状为圆形、矩形、正方形、异形断面或变断面，所述金属内管和所述金属外管的横截面形状相同或不同。4.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，所述金属内管和所述金属外管的化学成分相同，所述金属内管和所述金属外管的化学成分与所述待复合的金属熔体的化学成分不同。5.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，所述金属内管和所述金属外管的化学成分不同，所述待复合的金属熔体的化学成分与所述金属内管或所述金属外管其中之一的化学成分相同。6.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述常规的机械方法包括喷砂、打磨或钢丝刷；常规的化学方法包括碱洗法和酸洗法。7.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，步骤S2中，顶部密封法兰和底部密封法兰上分别设有和所述金属内管和所述金属外管对应的同心环缝，通过焊接的方式将所述金属内管或所述金属外管之间的环缝进行密封。8.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，步骤S2中，顶部密封法兰和底部密封法兰上分别设有和所述金属内管和所述金属外管对应的带螺纹的同心环缝，在所述金属内管的外壁和所述金属外管的内壁设有与所述同心环缝匹配的螺纹。9.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，步骤S7中，冷却时，从所述复合管件下部开始逐渐向复合管件的上部进行冷却。10.根据权利要求1所述的双层或多层金属复合管坯的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述预热温度为500 °C?600 °C。
【专利摘要】本发明提供了一种双层或多层金属复合管坯的制备方法，将经过预处理的金属内管和外管上下两端分别固定在上下两个密封法兰的环缝上，二者之间形成浇铸空腔，通过上部的密封法兰安装浇铸装置和进排气装置对浇铸内腔进行排气和预热，并向浇铸空腔内浇注金属熔体形成复合管坯，对复合管坯进行冷却和精整，获得优质复合管坯。本发明提供的方法，可以制备出现有方法无法生产的具有固-液相冶金结合界面的双层或多层金属复合管坯，本发明的工艺方法具有工艺简单，制造成本低，复合管坯界面结合质量好、成材率高，可制备多种双层或多层金属复合管坯等特点。
【IPC分类】B22D19/08
【公开号】CN105170947
【申请号】
【发明人】井玉安
【申请人】井玉安
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月25日