專利名稱：異種材料雙層管材的熱脹形制備方法
技術領域：
本發明涉及一種雙層管材的熱脹形制備方法。
背景技術：
雙層復合管是由兩種不同材料的管材復合而成的，綜合利用了內層管與外層管的不同性能，使其在保持母材特性的同時具有更好的承壓能力、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗沖擊等性能，被廣泛的應用于航天航空、汽車工業、化工設備及環保等領域。傳統的雙層管制備方法主要有復合板卷焊、爆炸焊、堆焊、固定針擠壓、離心鑄造等。復合板卷焊法是采用經軋制復合獲得的復合板帶材，經裁切后進行卷曲，然后焊接得到后續復合管，該方法工藝復雜、設備投入大、成本高。爆炸焊法通過炸藥爆轟產生的高壓脈沖載荷，推動一種材料高速傾斜碰撞另一種材料，實現兩種金屬的冶金結合，該方法采用炸 藥做能源，適用于小批量生產。堆焊法是用焊接的方法，在母材的表面堆焊一層具有一定性能材料的工藝過程，該方法生產效率較低。固定針擠壓法采取先分別制備兩種不同成分的合金管材，然后通過固定針調節擠壓比例，將兩種管材套在一起進行固定針擠壓，得到復合管材，該方法在擠壓過程中，固定針不易固定，使得所得產品尺寸偏心嚴重，導致成品率不高。離心鑄造法是先鑄造外層金屬后再澆注內層金屬，從而得到雙層管坯，該方法存在鑄造組織不均勻，晶粒大，產品質量較差的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，以解決現有的異種材料雙層管材的制備方法工藝復雜，效率低及產品質量差的問題。本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是所述方法包括以下步驟步驟一、將外層管套在內層管的外部，外層管內壁與內層管外壁之間保持均勻間隙O. 5-5mm ;步驟二、對內層管兩端進行密封；步驟三、感應線圈套在外層管的外部，采用感應線圈對內層管進行加熱，加熱到200°C-90(TC;步驟四、將介質通入內層管，使內層管發生脹形并貼靠外層管，介質的壓力為O. 5Mpa-30MPa;步驟五、脹形結束后，卸除內層管內部壓力，得到需要的雙層管材。本發明具有以下有益效果1、制備工藝簡便易行、適用性強，產品質量好，可適用于大多數內層為金屬、外層為非金屬的雙層管材的制備；2、制備所用裝置結構簡單、成本低；3、采用感應加熱的方法對內層管進行加熱，加熱速度快，效率高。加熱狀態下內層管的脹形性能好，可實現初始徑向間隙較大的異種雙層管材制備；4、利用感應加熱方法，可對內層管進行局部加熱或整體加熱，可實現雙層管材的局部脹形結合以及較長雙層管材的制備；5、采用高壓氣體作為脹形介質，可制備的雙層管材的截面可為圓形，方形或異形。
圖I是具體實施方式
二的異種材料雙層管材的熱脹形制備方法示意圖；圖2是具體實施方式
四的異種材料雙層管材的熱脹形制備方法示意圖；圖3是異種材料雙層管材的熱脹形制備方法示意圖(移動感應線圈進行加熱且采用密封頭密封)；圖4是異種材料雙層管材的熱脹形制備方法示意圖(移動管材進行加熱且采用密封頭密封)；圖5是異種材料雙層管材的熱脹形制備方法示意圖(移動感應線圈進行加熱且采用聚氨酯環密封)，圖6是異種材料雙層管材的熱脹形制備方法示意圖(移動管材進行加熱且采用聚氨酯環密封)；其中I為內層管，2為外層管，3為支撐環，5為感應線圈，6為聚氨酯環，7為墊片，8為螺母，9為內置拉桿，P表壓力介質，Vl表感應線圈移動方向，V2表管材移動方向。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式的方法包括以下步驟步驟一、將外層管2套在內層管I的外部，外層管2內壁與內層管I外壁之間保持均勻間隙O. 5-5mm ;步驟二、對內層管I兩端進行密封；步驟三、感應線圈5套在外層管2的外部，采用感應線圈5對內層管I進行加熱，加熱到200°C -900°C ;步驟四、將介質通入內層管1，使內層管I發生脹形并貼靠外層 管2，介質的壓力為O. 5Mpa-30MPa ;步驟五、脹形結束后，卸除內層管I內部壓力，得到需要的雙層管材。夕卜層管2為非金屬管，內層管I為金屬管。具體實施方式
二 結合圖I-圖6說明本實施方式，本實施方式的步驟一中在外層管2與內層管I之間設有兩個支撐環3，每個支撐環3設在外層管2的端部。其他實施步驟與具體實施方式
一相同。具體實施方式
三結合圖I、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式的步驟二中采用兩個密封頭4對內層管I密封，并在對兩個密封頭4施加外力，內層管I的兩端緊貼在密封頭4上；其他實施步驟與具體實施方式
一或二相同。具體實施方式
四結合圖2、圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式的步驟二中內層管I內設有拉桿9，拉桿9上設有兩個封閉平面9-1，兩個墊片7各設在內層管I的端部且通過螺母8固定，在墊片7與封閉平面9-1之間設有聚氨酯環6，通過擰緊螺母8，帶動墊片7運動，聚氨酯環6受到壓縮而發生膨脹，聚氨酯環6貼靠在內層管I的內壁上實現內層管I兩端的密封，此種密封方式簡單易行，不需施加外力即可實現。其他實施步驟與具體實施方式
一或二相同。具體實施方式
五結合圖3-圖6說明本實施方式，本實施方式的步驟三中感應線圈5對內層管I的加熱方式有兩種一種方式為移動感應線圈5對內層管I加熱，其中感應線圈5的匝數為4，長度為100mm，參見圖3和圖5 ;另一種方式為感應線圈5不動，移動內層管I進行加熱，其中感應線圈5的匝數為4,長度為200mm,參見圖4和圖6。如此設置可以降低加熱器功率，減少設備成本。其他實施步驟與具體實施方式
一相同。具體實施方式
六本實施方式的步驟四中的介質為空氣或氮氣，此類介質容易獲得并對環境無污染。其他實施步驟與具體實施方式
一同。工作原理通過感應線圈5對金屬材料的內層管I進行加熱，加熱速度快，效率高，而外層管2為非金屬材料，感應線圈5對其不起作用。當內層管I上被加熱的區域在內壓的作用下發生塑性脹形并貼靠外層管2后，與其對應部位的外層管2也發生彈性脹形。當內壓卸去后，外層管2不能收縮到初始狀態，仍然保留了一定的彈性變形，使內層管I和外 層管2之間形成過盈配合，從而實現了異種雙層管材的緊密結合。
權利要求
1.一種異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟步驟一、將外層管(2)套在內層管(I)的外部，外層管(2)內壁與內層管(I)外壁之間保持均勻間隙0.5-5mm;步驟二、對內層管(I)兩端進行密封；步驟三、感應線圈(5)套在外層管(2)的外部，采用感應線圈(5)對內層管⑴進行加熱，加熱到200°C-90(TC;步驟四、將介質通入內層管(I)，使內層管(I)發生脹形并貼靠外層管(2)，介質的壓力為0. 5Mpa-30MPa ；步驟五、脹形結束后，卸除內層管(I)內部壓力，得到需要的雙層管材。
2.根據權利要求I所述異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，其特征在于步驟一中在外層管⑵與內層管⑴之間設有兩個支撐環(3)，每個支撐環(3)設在外層管⑵的端部。
3.根據權利要求I或2所述異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，其特征在于步驟二中采用兩個密封頭(4)對內層管(I)密封，并對兩個密封頭(4)施加外力，內層管(I)的兩端緊貼在密封頭(4)上。
4.根據權利要求I或2所述異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，其特征在于步驟二中內層管(I)內設有拉桿(9)，拉桿(9)上設有兩個封閉平面(9-1)，兩個墊片(7)各設在內層管(I)的端部且通過螺母(8)固定，在墊片(7)與封閉平面(9-1)之間設有聚氨酯環(6)，通過擰緊螺母(8)，帶動墊片(7)運動，聚氨酯環(6)受到壓縮而發生膨脹，聚氨酯環(6)貼靠在內層管(I)的內壁上實現內層管(I)兩端的密封。
5.根據權利要求I所述異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，其特征在于步驟三中感應線圈(5)對內層管(I)的加熱方式有兩種一種方式為移動感應線圈(5)對內層管(I)加熱，其中感應線圈(5)的匝數為4，長度為100mm;另一種方式為感應線圈(5)不動，移動內層管(I)進行加熱，其中感應線圈(5)的匝數為4，長度為200mm。
6.根據權利要求I所述異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，其特征在于步驟四中的介質為空氣或氮氣。
全文摘要
異種材料雙層管材的熱脹形制備方法，它涉及一種雙層管材的熱脹形制備方法。該方法解決現有的異種材料雙層管材的制備方法工藝復雜，效率低及產品質量差的問題。將外層管套在內層管的外部；對內層管兩端進行密封；感應線圈套在外層管的外部，采用感應線圈對內層管進行加熱，加熱到200℃-900℃；將介質通入內層管，使內層管發生脹形并貼靠外層管，介質的壓力為0.5MPa-30MPa；脹形結束后，卸除內層管內部壓力，得到需要的雙層管材。本發明用于制備異種材料雙層管材。
文檔編號B32B37/06GK102700223SQ2012101400
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者何祝斌, 劉武, 楊誠, 王志彪, 陳久亮, 黃荊城 申請人:哈爾濱工業大學