熱成型法

??熱成型制造工藝包括熱軋和熱擠壓兩種方法，前者主要適用于有縫復(fù)合管的生產(chǎn)，后者適用于無(wú)縫復(fù)合管的生產(chǎn)。

??軋制是一種傳統(tǒng)的制備復(fù)合金屬的方法。熱軋復(fù)合實(shí)質(zhì)上屬于壓力焊，如果變形量足夠大，軋輥施加的壓力就會(huì)破壞金屬表面的氧化膜，使表面達(dá)到原子接觸，從而使兩表面焊在一起。軋制的優(yōu)缺點(diǎn)分別為：

??優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、成本低，并可大量節(jié)省金屬材料的損耗，因此是目前應(yīng)用極為廣泛的復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)。軋制結(jié)合的復(fù)合板占復(fù)合板總產(chǎn)量的90%，而且經(jīng)常應(yīng)用于壁厚小于32mm的管材的加工。

??② 缺點(diǎn)：一次性投資大，而且很多材料組合不能通過(guò)軋制復(fù)合實(shí)現(xiàn)。目前應(yīng)用廣泛的還是利用軋制工藝進(jìn)行碳鋼、不銹鋼有縫復(fù)合管的制造。

? ?熱擠壓一般是針對(duì)雙金屬管坯進(jìn)行的，稱(chēng)為復(fù)合擠壓（coextrude）。復(fù)合擠壓目前是生產(chǎn)不銹鋼和高鎳合金無(wú)縫復(fù)合管的方法，日本制鋼所利用這 種方法生產(chǎn)8in（203.2mm）以下的雙金屬?gòu)?fù)合管。它是將兩種以上的金屬組成的一大直徑復(fù)合坯料加熱到1200℃左右，然后擠過(guò)由模具和芯軸形成的 環(huán)狀空間。當(dāng)擠壓坯料截面縮減到10：1時(shí)，高的擠壓壓力和溫度會(huì)在界面處產(chǎn)生“壓力焊”的焊接效應(yīng)，促進(jìn)界面間的快速擴(kuò)散和廣泛結(jié)合，實(shí)現(xiàn)界面的冶金結(jié) 合。擠壓前的復(fù)合管坯制造方法有三種：由鍛造坯料通過(guò)熱穿孔和放大擠壓獲得；直接離心旋鑄；用耐蝕粉末顆粒。也有內(nèi)外兩種金屬原材料均采用粉末的，稱(chēng)為 “nuval”工藝，可以開(kāi)發(fā)新型合金，但粉末制備成本太高。

離心鑄造和離心鋁熱劑法

? ?離心鑄造是為適應(yīng)海洋油氣生產(chǎn)而開(kāi)發(fā)的，適用于制造內(nèi)襯金屬熔點(diǎn)低于外層金屬熔點(diǎn)的復(fù)合管。襯層和基體均采用液態(tài)金屬。首先，將制外管的鋼液引入一旋轉(zhuǎn) 金屬模，在外管凝固過(guò)程中監(jiān)測(cè)管內(nèi)溫度。當(dāng)外管凝固并達(dá)到一定溫度時(shí)，澆入耐蝕合金等內(nèi)層金屬。通過(guò)控制鑄造條件，可以生產(chǎn)出牢固的冶金結(jié)合的雙金屬?gòu)?fù)合 管。

??當(dāng)應(yīng)用液態(tài)金屬進(jìn)行表面堆敷時(shí)，采用離心技術(shù)可消除復(fù)合層容易出現(xiàn)的氣孔和夾雜。這時(shí)，熔化金屬中密度低的渣、雜質(zhì)和氣體上升到表面，而較重的金屬成分下沉，在管壁上形成一致密層，從而提高熔敷質(zhì)量和再現(xiàn)性。因此其優(yōu)缺點(diǎn)分別為：

??① 優(yōu)點(diǎn)：界面實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，致密度高，排渣、排氣性好。

??② 缺點(diǎn)：若沒(méi)有其后的熱變形，于鑄態(tài)使用，其粗大的鑄態(tài)組織導(dǎo)致各層金屬的力學(xué)性能不能充分發(fā)揮。另外，該方法不能生產(chǎn)外層為輕合金的復(fù)合鋼管。

? ?離心鋁熱法也稱(chēng)為shs—離心法，shs是self propagating high temperature synthesis的縮寫(xiě)。離心鋁熱法的實(shí)質(zhì)是在離心力場(chǎng)中引起鋁熱反應(yīng)，所謂鋁熱反應(yīng)就是金屬和其他金屬氧化物粉末均勻的混合在一起， 通過(guò)點(diǎn)燃而發(fā)生的非常迅速的放熱反應(yīng)（mo al→m al2o3 q）。反應(yīng)絕熱溫度可接近3000k，因此產(chǎn)物都處于液態(tài)，在離心力作用下，比重大的 產(chǎn)物如fe、cr、ni等集中在靠近碳鋼鋼管內(nèi)壁處，形成內(nèi)襯金屬層；al2o3形成內(nèi)層殘?jiān)?，通過(guò)機(jī)械方法除去，則制備出雙金屬?gòu)?fù)合鋼管。

雙金屬?gòu)?fù)合管生產(chǎn)方法——機(jī)械滾壓法

形成機(jī)理：

      內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管材的復(fù)合技術(shù)是根據(jù)金屬材料的彈塑性變形特性復(fù)合而成的。 即利用外基管（碳鋼管）彈性變形范圍大，利用內(nèi)襯管（不銹鋼管）屈服強(qiáng)度低的特性。在旋壓機(jī)具螺旋進(jìn)給的擠壓下，使內(nèi)襯管連續(xù)局部塑性變形，外基管始終保持在彈性變形范圍之內(nèi)。當(dāng)外力去除后，外基管彈性收縮，內(nèi)襯管由于已呈塑性變形無(wú)法收縮。從而達(dá)到內(nèi)襯管外表面強(qiáng)力的嵌合在外基管的內(nèi)表面中，復(fù)合成型。

滾壓復(fù)合的優(yōu)點(diǎn)：

   經(jīng)過(guò)螺旋滾壓技術(shù)對(duì)管材內(nèi)壁進(jìn)行了滾壓，冷作硬化提高了內(nèi)層金屬材料的硬度，從而提高了管材的耐磨性流體的暢通性。由于滾壓模具直徑調(diào)節(jié)為大于基管內(nèi)徑0.3-0.5mm，使內(nèi)層金屬管產(chǎn)生較大的塑性變形，而外管彈性變形，使內(nèi)管緊密地貼合在外層管的內(nèi)壁上，壓力消失后基管恢復(fù)使基管與內(nèi)襯管能夠以較高的強(qiáng)度結(jié)合在一起。