一种钛铜钢三层金属复合翅片管材及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钛铜钢三层金属复合翅片管材，包括基管，所述基管由从内向外依次设置的钢层、铜层和钛层复合制成，所述基管表面还设置有翅片，所述翅片由基管的本体轧制形成，所述基管和翅片外表面上还设置有氮化钛涂层，其制备工艺如下：对钢棒基体外表面镀铜，然后；将镀铜钢棒插入钛管基体中，用拉管机拉拔至贴合，两端采用氩弧焊焊接密封，接着用过感应线圈加热，采用斜轧穿孔机穿孔得到复合管材，再将复合管材轧制出翅片，最后放入氮气环境中加热，得到复合翅片管。本发明专利技术能够一次性制备出壁厚均匀、表面光滑、延伸率高的金属复合管材，所用设备投资少、生产效率高、加工成本低。

Titanium copper steel three layer metal composite fin pipe material and preparation process thereof

The invention discloses a titanium copper steel three layer metal composite fin tube comprises a base tube, the base tube from inside to outside the steel layer, a copper layer and a titanium layer composite made of the base tube surface is provided with a fin, the fin rolling body consists of a base pipe formed by the base pipe and the fins is arranged on the surface of titanium nitride coating, its preparation process is as follows: the steel rod and the external surface of the base copper, then the copper plated steel; titanium tube rod inserted into the matrix, by drawing machine to fit, both ends of the argon arc welding and sealing, and then used the induction heating coil, using oblique rolling piercing composite pipe, composite pipe and rolling fin, finally into the heating gas environment, the composite fin tube. The invention can prepare metal composite pipes with uniform wall thickness, smooth surface and high elongation rate at one time. The utility model has the advantages of low investment, high production efficiency and low processing cost.

【技术实现步骤摘要】
一种钛铜钢三层金属复合翅片管材及其制备工艺
本专利技术涉及复合管材制备领域，具体涉及一种钛铜钢三层金属复合翅片管材及其制备工艺。
技术介绍
翅片管主要用于电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、以及工业和民用采暖燃煤锅炉的省煤器管道。目前，该产品主要为ND钢材质，由于所处环境温度超过400℃，同时存在大量SO2等酸性气体，翅片管的耐蚀问题待解决。目前常用的方案均是采用耐蚀合金，但成本较高，很难满足工业需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种钛铜钢三层金属复合翅片管材及其制备工艺，本专利技术能够一次性制备出壁厚均匀、表面光滑、延伸率高的金属复合管材，所用设备投资少、生产效率高、加工成本低。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种钛铜钢三层金属复合翅片管材，包括基管，所述基管由从内向外依次设置的钢层、铜层和钛层复合制成，所述基管表面还设置有翅片，所述翅片由基管的本体轧制形成，所述基管和翅片外表面上还设置有氮化钛涂层。制备一种钛铜钢三层金属复合翅片管材的工艺，包括以下步骤：步骤1)选用钛管和钢棒作为基材，对钛管的内表面和钢棒外表面进行清洁处理，得到表面光亮的钛管基体和钢棒基体；步骤2)对钢棒基体外表面进行金属镀层处理，将铜层镀设在钢棒基体上，得到镀铜钢棒；步骤3)将镀铜钢棒插入钛管基体中，用拉管机将钛管基体和镀铜钢棒拉拔至两者贴合，成为复合棒材，并排出钛管基体和镀铜钢棒中间的空气，在复合棒材两端采用氩弧焊焊接密封；步骤4)将复合棒材用感应线圈加热，采用斜轧穿孔机将复合棒材穿孔轧制成复合管材，采用斜轧穿孔机时，会对复合棒材产生两个力，一个位于复合棒材外表面并朝向中心，另一个位于复合棒材内部中心并朝向外表面，两个作用力的相互轧制有效的压缩复合管材壁厚和密度，使得连接强度高，结合度好，并且厚度一次成型；步骤5)将复合管材在卧式旋压机上旋压出翅片，得到半成品；步骤6)将半成品放入氮气环境中加热，使复合管材表面表面生成氮化钛涂层，得到复合翅片管。进一步的，所述步骤1中的清洁处理为除油、打磨和抛光，除油时，先喷涂清洁液，然后通过高压风机将清洁液吹除，钛管直径40至100mm，壁厚5至20mm，钢棒直径30至80mm。进一步的，所述步骤2中铜层的镀设厚度为20至150μm，能够有效的起到连接层的作用，并且复合时，不会产生过多的无法反应的铜而影响复合效果，镀膜的方式使得铜层能够均匀且有效的包覆在钢棒表面，在复合时，保证每一处的结合效果均一致，保证复合层之间不会因结合度不一致而出现分层现象。进一步的，所述步骤3中镀铜钢棒的外径小于钛管的内径，范围为0.5至2mm。进一步的，所述步骤4中复合棒材用感应线圈加热温度为800至1000℃，加热时间为10至30min，复合管材的外径为45至110mm，壁厚为4至8mm。进一步的，所述步骤5中轧制的翅片的高度为1至2mm，半成品的壁厚为4至6mm。进一步的，所述步骤6中将半成品放入99.99％的氮气环境中，并加热到900至1100℃，加热时间为5至10min，氮气与半成品外表面的钛层反应生成氮化钛涂层。本专利技术的有益效果是:1、本方法先将钢棒与太棒通过铜层贴合在一起，然后再采用感应加热和斜扎穿孔工艺制备三层金属复合管材，其加热和穿孔效率高，穿孔时变形量大，延伸率高，成品内部组织致密度显著提高，提高了管坯性能。2、采用三层材料复合，在内层钢棒外侧镀铜，使外层钛与中间铜层、内层钢与中间铜层生成单相固溶体，有效防止脆性相的生成，保证各界面的结合强度。3、采用将钛、铜、钢复合金属翅片管放入氮气环境中加热，使复合管材表面表面生成氮化钛涂层，该涂层具有高耐磨性高耐冲击性，大幅度减少了翅片管材的外部磨损。4、采用上述方法制备的复合翅片管材通过一次性加热穿孔复合成形，得到的壁厚均匀、表面光滑、延伸率高，所用设备投资少、生产效率高、加工成本低，并且能够适用于生产直径小于60mm、壁厚小于5mm、且长度大于6m以上的管材，是一种全新的翅片管生产工艺，针对高温恶劣环境下使用的翅片管也能够低成本的批量生产，大大满足市场需要。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的管材结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1所示，本专利技术主要用于制备一种钛铜钢三层金属复合翅片管材，复合翅片管材由基管1和基管上的翅片2组成，基管与翅片一体成型制备，基管由从内向外依次设置的钢层3、铜层4和钛层5复合制成，翅片由基管的本体轧制形成，基管和翅片外表面上还设置有氮化钛涂层，以大幅度减少了翅片管材的外部磨损，保证翅片管材的使用耐久度，提高使用寿命。实施例1制备外径为50mm，壁厚为5mm的钛、铜、钢三层金属复合翅片管材步骤1)选用直径为45mm的钛管和直径为30mm的钢棒作为基材，其中，钛管内径比钢棒外径大1mm，对钛管的内表面和钢棒外表面进行清洁处理，得到表面光亮的钛管基体和钢棒基体；步骤2)对钢棒基体外表面进行金属镀层处理，将铜层镀设在钢棒基体上，得到镀铜钢棒，铜层厚度为30μm；步骤3)将镀铜钢棒插入钛管基体中，用拉管机将钛管基体和镀铜钢棒拉拔至两者贴合，成为复合棒材，并排出钛管基体和镀铜钢棒中间的空气，在复合棒材两端采用氩弧焊焊接密封；步骤4)将复合棒材用感应线圈加热，加热温度850℃，加热时间为10min，采用斜轧穿孔机将复合棒材穿孔轧制成复合管材；步骤5)将复合管材在卧式旋压机上旋压出翅片，轧制翅片的高度为1mm，得到半成品，其中半成品的长度为5m、厚度为4mm；步骤6)将半成品放入氮气环境中加热，加热温度900，加热时间为5min，使复合管材表面表面生成氮化钛涂层，得到复合翅片管。实施例2制备外径为60mm，壁厚为8mm的钛、铜、钢三层金属复合翅片管材步骤1)选用直径为55mm的钛管和直径为40mm的钢棒作为基材，其中，钛管内径比钢棒外径大1.5mm，对钛管的内表面和钢棒外表面进行清洁处理，得到表面光亮的钛管基体和钢棒基体；步骤2)对钢棒基体外表面进行金属镀层处理，将铜层镀设在钢棒基体上，得到镀铜钢棒，铜层厚度为50μm；步骤3)将镀铜钢棒插入钛管基体中，用拉管机将钛管基体和镀铜钢棒拉拔至两者贴合，成为复合棒材，并排出钛管基体和镀铜钢棒中间的空气，在复合棒材两端采用氩弧焊焊接密封；步骤4)将复合棒材用感应线圈加热，加热温度900℃，加热时间为20min，采用斜轧穿孔机将复合棒材穿孔轧制成复合管材；步骤5)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛铜钢三层金属复合翅片管材，其特征在于：包括基管，所述基管由从内向外依次设置的钢层、铜层和钛层复合制成，所述基管表面还设置有翅片，所述翅片由基管的本体轧制形成，所述基管和翅片外表面上还设置有氮化钛涂层。

【技术特征摘要】
1.一种钛铜钢三层金属复合翅片管材，其特征在于：包括基管，所述基管由从内向外依次设置的钢层、铜层和钛层复合制成，所述基管表面还设置有翅片，所述翅片由基管的本体轧制形成，所述基管和翅片外表面上还设置有氮化钛涂层。2.制备权利要求1中所述的一种钛铜钢三层金属复合翅片管材的工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)选用钛管和钢棒作为基材，对钛管的内表面和钢棒外表面进行清洁处理，得到表面光亮的钛管基体和钢棒基体；步骤2)对钢棒基体外表面进行金属镀层处理，将铜层镀设在钢棒基体上，得到镀铜钢棒；步骤3)将镀铜钢棒插入钛管基体中，用拉管机将钛管基体和镀铜钢棒拉拔至两者贴合，成为复合棒材，并排出钛管基体和镀铜钢棒中间的空气，在复合棒材两端采用氩弧焊焊接密封；步骤4)将复合棒材用感应线圈加热，采用斜轧穿孔机将复合棒材穿孔轧制成复合管材；步骤5)将复合管材在卧式旋压机上旋压出翅片，得到半成品；步骤6)将半成品放入氮气环境中加热，使复合管材表面表面生成氮化钛涂层，得到复合翅片管。3.根据权利要求2所述的一种钛铜钢三层金属复合翅片管材的制备工艺，其特征在于：所述步骤1中的清洁处理为除油、打磨和...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁贺，穆开洪，万嵘，
申请(专利权)人：苏州创浩新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32