一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，包括：一、將裝配好的基管和襯管夾持于模具中；二、計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力Pi和第二階段理論成形壓力P′i；三、將夾持于模具中的基管的兩端與襯管之間采用密封圈密封，然后向襯管內(nèi)充水排氣；四、向襯管內(nèi)部打壓，待壓力上升至第一階段壓力設定值P1后保壓2min～10min；五、繼續(xù)升壓至第二階段壓力設定值P2后保壓10s～240s；六、卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。該方法能夠保證襯管在復合過程中環(huán)向和軸向發(fā)生充分變形，因此采用該方法制造的雙金屬復合管的基/襯接觸面積大、沿軸向和環(huán)向的結合強度均勻性好。
【專利說明】
一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于復合材料加工技術領域，具體涉及一種全管體均勻變形的雙金屬復合 管的制造方法。
【背景技術】
[0002] 隨著油氣資源開采、輸送經(jīng)驗的不斷豐富，雙金屬復合管以其耐蝕性能和力學性 能達到設計要求的同時，成本遠低于純不銹鋼管的優(yōu)點，得到越來越多的應用。目前國內(nèi)生 產(chǎn)雙金屬復合管的方式較多，以液壓復合技術制造雙金屬復合管的方法較常見，但該技術 生產(chǎn)的雙金屬復合管存在以下兩個方面的缺陷。
[0003] -方面，目前國內(nèi)和國際常用的液壓復合方法，會在襯管變形前對基襯管管端進 行約束（比如封焊），使內(nèi)襯管在變形階段形成較大的環(huán)向殘余應力和軸向殘余應力，這其 中環(huán)向殘余應力是復合管基襯緊密貼合的保障，但軸向殘余應力會對基襯間的剪切強度產(chǎn) 生削弱作用，特別是在環(huán)向殘余應力減少到無法束縛軸向殘余應力時，軸向殘余應力會對 基襯間的焊接部分(封焊或堆焊)造成應力集中效果，使基襯焊接部分更容易遭到破壞。
[0004] 另一方面，國內(nèi)的液壓復合方法，受制于材料、設備、工藝限制，在復合壓力設計上 均為保守計算，將導致液壓復合管整管各位置貼合強度不均，貼合力小于預期，或者管體發(fā) 生不受約束的塑性變形，產(chǎn)生危險或使產(chǎn)品尺寸超出規(guī)范要求。目前國內(nèi)無縫鋼管受制造 工藝影響，存在管體壁厚、力學性能的不均現(xiàn)象，目前鋼管制造廠可接受的無縫鋼管壁厚最 小偏差為± 8 % (標準允許壁厚有± 12.5 %的偏差），而市場上常見的鋼管，其管體各處的屈 服強度偏差在50MPa左右，甚至更高。這將導致如果按照某個測量值來設計復合壓力，很可 能會出現(xiàn)管體局部由于壁厚偏薄、屈服強度偏小，在該壓力下首先發(fā)生塑性變形，該變形在 不受約束的情況下，是非常危險的。國內(nèi)目前的液壓復合工藝為解決該問題采用保守計算 法，按安全系數(shù)或一個固定數(shù)值減少理論計算值。該方法會使局部基襯管發(fā)生彈性變形得 到較好的貼合強度，但也會使壁厚偏厚、屈服強度偏高的局部沒有得到合適的變形力而不 能得到理想的貼合強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種全管體均勻 變形的雙金屬復合管的制造方法。該方法將水壓過程分階段設定壓力，第一階段壓力為襯 管開始發(fā)生塑性變形的壓力，在該階段進行保壓，能夠確保襯管發(fā)生充分變形，直徑變大的 同時長度變短，即襯管在環(huán)向上，外壁與基管內(nèi)壁貼緊，襯管在軸向上，兩端不受約束，自由 收縮，長度變短，使復合管基襯間接觸的同時無明顯軸向殘余應力;第二階段壓力大于等于 基襯管同時發(fā)生塑性變形所需水壓值的臨界點，在該階段進行保壓，基襯管內(nèi)部承受高于 基襯管發(fā)生同步彈性變形的力，并將額外的力通過基管外壁傳遞給模具內(nèi)腔，由模具內(nèi)腔 給基襯管外壁一個反作用力，約束其繼續(xù)發(fā)生變形，全管體受模具夾持約束發(fā)生均勻變形。 采用該方法制造的雙金屬復合管的尺寸、橢圓度及直線度均能精確保證。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種全管體均勻變形的雙金屬 復合管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0007] 步驟一、將裝配好的基管和襯管夾持于模具中;所述襯管的長度大于基管的長度；
[0008] 步驟二、按照以下公式計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力 P1和第二階段理論成形壓力K i;
[0012] P7i = InKo7 o+lnko7! (4)；
[0013]其中d。為襯管的外徑，單位為Him5Cl1為襯管的內(nèi)徑，單位為mmj為基管和襯管的單 邊間隙，單位為πιπι;δ'為基管和模具之間的單邊間隙，單位為mm;D。為基管的外徑，單位為 mm;〇sl為襯管的屈服強度，單位為MPa5E71為襯管的強化模量，單位為MPad'。為基管的強化 模量，單位為MPa;K為基管的外徑與內(nèi)徑之比，無量綱;k為襯管的外徑與內(nèi)徑之比，無量綱； 〇s。為基管的屈服強度，單位為MPa;(/ i為襯管的流動應力，單位為MPa;(/。為基管的流動應 力，單位為MPa;
[0014] 步驟三、將步驟一中夾持于模具中的基管的兩端與襯管之間采用密封圈密封，然 后向襯管內(nèi)充水排氣；
[0015] 步驟四、步驟三中所述排氣完成后向襯管內(nèi)部打壓，待壓力上升至第一階段壓力 設定值P1后保壓2min~lOmin，所述第一階段壓力設定值P 1為第一階段理論成形壓力 0.8 ~2.0 倍；
[0016] 步驟五、待步驟四中保壓完成后繼續(xù)升壓至第二階段壓力設定值?2后保壓IOs~ 240s，所述第二階段壓力設定值P 2 = P' i+Pm，其中PmSO~IOOMPa;
[0017]步驟六、待步驟五中保壓完成后卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。
[0018] 上述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在于，步驟一中 所述襯管兩端穿出基管的長度L不小于70mm。
[0019] 上述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在于，步驟二中 所述基管和襯管的單邊間隙δ不大于2mm。
[0020] 上述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在于，步驟二中 所述基管和模具之間的單邊間隙V不大于2_。
[0021] 上述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在于，步驟四中 所述第一階段壓力設定值P1為第一階段理論成形壓力&的〇. 9~1.2倍。
[0022] 上述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在于，步驟五中 所述 Pm 為 30MPa ~80MPa。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：
[0024] 1、本發(fā)明將水壓過程分階段設定壓力，第一階段壓力為襯管開始發(fā)生塑性變形的 壓力，在該階段進行保壓，能夠確保襯管發(fā)生充分變形，直徑變大的同時長度變短，即襯管 在環(huán)向上，外壁與基管內(nèi)壁貼緊，襯管在軸向上，兩端不受約束，自由收縮，長度變短，使復 合管基襯間接觸的同時無明顯軸向殘余應力;第二階段壓力大于等于基襯管同時發(fā)生塑性 變形所需水壓值的臨界點，在該階段進行保壓，基襯管內(nèi)部承受高于基襯管發(fā)生同步彈性 變形的力，并將額外的力通過基管外壁傳遞給模具內(nèi)腔，由模具內(nèi)腔給基襯管外壁一個反 作用力，約束其繼續(xù)發(fā)生變形，全管體受模具夾持約束發(fā)生均勻變形。
[0025] 2、采用本發(fā)明的方法制造的雙金屬復合管的尺寸、橢圓度及直線度均能精確保 證，避免了由于復合不當導致的尺寸、橢圓度、直線度不達標的生產(chǎn)問題。
[0026] 3、本發(fā)明的方法能夠保證襯管在復合過程中環(huán)向和軸向發(fā)生充分變形，因此采用 該方法制造的雙金屬復合管的基/襯接觸面積大、沿軸向和環(huán)向的結合強度均勻性好。
[0027] 4、本發(fā)明突破原有水壓復合的保守壓力計算，提高了基襯間隙的結合強度。
[0028] 下面通過實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細說明。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明基管和襯管的裝配示意圖。
[0030] 附圖標記說明：
[0031] 1-基管； 2-襯管； 3-模具；
[0032] 4 一密封圈。
【具體實施方式】
[0033] 實施例1
[0034] 本實施例成形Φ217. ImmX (10mm+2.5mm)的雙金屬復合管，管長11. lm，其中基管 為Φ217. ImmX IOmm的L360QS碳鋼管，基管管長為11. lm，襯管為Φ 195mmX2.5mm的409L合 金鋼管，襯管管長為11.24m。
[0035] 檢測屈服強度:首先在待檢測管材(基管或襯管)管端截取長度為200mm的短管，然 后沿短管軸向截取四組拉伸試樣，所述四組拉伸試樣沿短管的橫截面圓周均勻分布，最后 按照GBT-228《金屬材料室溫拉伸試驗方法》標準進行拉伸試樣的屈服強度測試，計算四組 拉伸試樣的屈服強度的平均值，相應的得到基管的屈服強度和襯管的屈服強度，結果見表 1〇
[0036] 表1基管和襯管的屈服強度檢測結果
[0038] 強化模量的確定：
[0039] 首先將待檢測管材(基管或襯管）的四組拉伸試樣的應力應變試驗數(shù)據(jù)導出，然后
，計算不同變形量下的強化模量，再對這些強化模量求平均值， 得到一組拉伸試樣的平均強化模量，將其他三組拉伸試樣按照上述方法求出平均強化模 量，再對四組平均強化模量求平均值，得到襯管的強化模量EZ1S1960MPa,基管的強化模量 為1780MPa;其中，為通過金屬拉伸試驗測試的實測屈服強度；(?)?艘為應變達到 0.5 %時所對應的屈服強度;為通過金屬拉伸試驗測試的實測應變值。
[0040] 本實施例的具體成形方法包括以下步驟：
[0041] 步驟一、如圖1所示，將裝配好的基管1和襯管2夾持于模具3中，襯管2兩端伸出基 管1的長度均為70mm;
[0042] 步驟二、按照以下公式計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力 P1和第二階段理論成形壓力K i;
[0046] P/ = InKo7 o+lnko7! (4)；
[0047]其中d。為襯管的外徑，195mm; di為襯管的內(nèi)徑，190mm; δ為基管和襯管的單邊間隙， 1.05111111，為基管和模具之間的單邊間隙，1111111;0。為基管的外徑，217.1 111111;(^1為襯管的屈服 強度，361ΜΡ&;Ε\為襯管的強化模量，IgeOMPa 5E^為基管的強化模量，1780MPa;K為基管的 外徑與內(nèi)徑之比，I. I; k為襯管的外徑與內(nèi)徑之比，1.03; 〇s。為基管的屈服強度，380.75MPa;
[0048] σ' i為襯管的流動應力，經(jīng)計算得到(/ i為382. IMPa; (/。為基管的流動應力，經(jīng)計算 得到σ'。為397. IMPa;
[0049] 經(jīng)計算得到Pi = 9.82MPa，P' i = 12.05MPa;
[0050] 步驟三、將步驟一中夾持于模具3中的基管1的兩端與襯管2之間采用密封圈4密 封，然后向襯管內(nèi)充水排氣；
[0051] 步驟四、步驟三中所述排氣完成后向襯管2內(nèi)部打壓，待壓力上升至10.SMPa后保 壓2min;
[0052] 步驟五、待步驟四中保壓完成后繼續(xù)升壓至49.2MPa后保壓30s;
[0053] 步驟六、待步驟五中保壓完成后卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。
[0054]本實施例制造的雙金屬復合管的管端和管中外徑均為219.1mm，即等于模具內(nèi)腔 的尺寸，管端和管中的不圓度均有所減小，直線度均有所增加，說明采用本發(fā)明的方法進行 復合能夠很好的控制復合后管子的尺寸。將本實施例制造的雙金屬復合管的管端切除后未 出現(xiàn)襯管收縮現(xiàn)象，這是由于本發(fā)明采用密封圈密封，能夠保證在復合過程中襯管可以沿 軸向的自由收縮，復合前后襯管管端預留段縮短了50mm，因此復合后切掉兩端襯管并無收 縮。
[0055] 對比例I
[0056] 采用與實施例1相同的基管和襯管為原料，將基管和襯管裝配好，然后將基管的兩 端與襯管之間采用密封圈密封，不使用夾持模具，按照實施例1的打壓方式進行基管和襯管 的水壓復合，得到雙金屬復合管。
[0057]對比例1水壓復合得到的雙金屬復合管的管端外徑無變化，均為Φ 217.1mm，但雙 金屬復合管中間段(約1米長度)外徑變?yōu)棣?218mm，其余部分外徑無變化。
[0058] 對比例2
[0059] 采用與實施例1相同的基管為原料，襯管為Φ 195_ X 2.5_的409L合金鋼管，襯管 管長為11. lm，將基管和襯管兩端封焊后按照實施例1的打壓方式進行基管和襯管的水壓復 合，得到雙金屬復合管。
[0060] 對比例2水壓復合得到的雙金屬復合管用鋸床切掉封焊焊縫后，發(fā)現(xiàn)襯管縮進 10mm，這說明"兩端封焊"的復合管復合后襯管軸向存在較大的殘余應力。其原因為兩端封 焊是將襯管與基管兩端焊接這樣就阻止了在復合過程中襯管的自由變形，因此復合后襯管 內(nèi)部存在較大的殘余應力，當切掉封焊端時管口附近的殘余應力得到了釋放，導致襯管的 收縮。
[0061] 對比實施例1、對比例1和對比例2發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的方法進行復合能夠很好的控 制復合后管子的尺寸，實現(xiàn)雙金屬復合管的全管體均勻變形，并且避免了切除雙金屬復合 管的管端后襯管收縮的問題。
[0062] 對實施例1、對比例1和對比例2的雙金屬復合管的剪切強度進行檢測，并沿雙金屬 復合管管長方向每隔2m取一個試樣，檢測試樣的剪切強度，計算試樣剪切強度的最大差值， 結果見表2。
[0063] 表2實施例1、對比例1和對比例2的雙金屬復合管的剪切強度
[0065] 從表2中可以明顯看出，采用本發(fā)明的方法制造的雙金屬復合管的平均剪切強度 明顯高于對比例1和對比例2,且管子不同部位的剪切強度差異不大。這說明采用本發(fā)明的 方法制造的雙金屬復合管沿軸向結合強度分布較均勻。
[0066] 實施例2
[0067] 本實施例成形Φ 219mm X (6mm+2mm)的雙金屬復合管，管長5.3m，其中基管為Φ 219mmX 6mm的L245NS碳鋼管，基管管長5.3m，襯管為Φ 203mmX 2mm的316L不銹鋼管，襯管管 長5·5m〇
[0068] 采用實施例1中所述方法檢測襯管的屈服強度〇sl = 301MPa;襯管的強化模量E^ = 1650MPa;基管的屈服強度〇s。= 330MPa;基管的強化模量E^ = HSOMPa13
[0069 ]本實施例的具體成形方法包括以下步驟：
[0070]步驟一、如圖1所示，將裝配好的基管1和襯管2夾持于模具3中，襯管2兩端伸出基 管1的長度均為100mm;
[0071]步驟二、按照以下公式計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力 P1和第二階段理論成形壓力K i;
[0075] P/ = InKo7 o+lnko7! (4)；
[0076] 其中d。為襯管的外徑，203mm;di為襯管的內(nèi)徑，199πιπι;δ為基管和襯管的單邊間隙， 為基管和模具之間的單邊間隙，2mm;D。為基管的外徑，219mm; 〇sl為襯管的屈服強度， 30IMPa; 為襯管的強化模量，IeSOMPa5E7。為基管的強化模量，1430MPa; K為基管的外徑與 內(nèi)徑之比，1.06; k為襯管的外徑與內(nèi)徑之比，1.02; 〇s。為基管的屈服強度，330MPa;
[0077] σ' i為襯管的流動應力，經(jīng)計算得到(/ i為333 · 5MPa; (/。為基管的流動應力，經(jīng)計算 得到。為356. IMPa;
[0078] 經(jīng)計算得到Pi = 6 ·SMPa^ i = 11 ·8MPa;
[0079] 步驟三、將步驟一中夾持于模具3中的基管4的兩端與襯管2之間采用密封圈4密 封，然后向襯管內(nèi)充水排氣；
[0080] 步驟四、步驟三中所述排氣完成后向襯管內(nèi)部打壓，待壓力上升至5.2MPa后保壓 IOmin;
[0081] 步驟五、待步驟四中保壓完成后繼續(xù)升壓至11.SMPa后保壓240s;
[0082] 步驟六、待步驟五中保壓完成后卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。
[0083] 實施例3
[0084] 本實施例成形Φ219ηιηιΧ (10mm+2mm)的雙金屬復合管，管長11 ·5ηι，其中基管為Φ 219mmX IOmm的415L不銹鋼管，基管管長為11.5m，襯管為Φ 197mmX2mm的409L不銹鋼管，襯 管管長為11.8m。
[0085] 采用實施例1中所述方法檢測襯管的屈服強度〇sl = 289MPa;襯管的強化模量E^ = 1450MPa;基管的屈服強度σs。= 425MPa;基管的強化模量E/。= 1922MPa。
[0086] 本實施例的具體成形方法包括以下步驟：
[0087] 步驟一、如圖1所示，將裝配好的基管1和襯管2夾持于模具3中，襯管2兩端伸出基 管1的長度均為150mm;
[0088] 步驟二、按照以下公式計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力 P1和第二階段理論成形壓力K :;
[0092] P/ = InKo7 o+lnko7! (4)；
[0093]其中d。為襯管的外徑，197mm; di為襯管的內(nèi)徑，193mm; δ為基管和襯管的單邊間隙， ImmJ'為基管和模具之間的單邊間隙，lmm;D。為基管的外徑，219mm;〇sl為襯管的屈服強度， 289MPa; E'i為襯管的強化模量，1450MPa; E7。為基管的強化模量，1922MPa; K為基管的外徑與 內(nèi)徑之比，I. I; k為襯管的外徑與內(nèi)徑之比，1.02; 〇s。為基管的屈服強度，425MPa;
[0094] σ' i為襯管的流動應力，經(jīng)計算得到(/ i為303.7MPa;(/。為基管的流動應力，經(jīng)計算 得到 為442.6MPa;
[0095] 經(jīng)計算得到Pi = 6 · 2MPa，P' i = 11 · 9MPa;
[0096] 步驟三、將步驟一中夾持于模具3中的基管1的兩端與襯管2之間采用密封圈4密 封，然后向襯管內(nèi)充水排氣；
[0097]步驟四、步驟三中所述排氣完成后向襯管內(nèi)部打壓，待壓力上升至5.58MPa后保壓 5min；
[0098] 步驟五、待步驟四中保壓完成后繼續(xù)升壓至42MPa后保壓200s;
[0099] 步驟六、待步驟五中保壓完成后卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。
[0100] 實施例4
[0101 ] 本實施例成形〇219mmX (10mm+2mm)的雙金屬復合管，管長11 · 16m，其中基管為Φ 21 9mm X IOmm的415L不鎊鋼管，基管管長11.16m，襯管為Φ 197mmX 2mm的316L不鎊鋼管，襯 管管長11.56m。
[0102]采用實施例1中所述方法檢測襯管的屈服強度〇sl = 308MPa;襯管的強化模量E^ = 1700MPa;基管的屈服強度〇s。= 430MPa;基管的強化模量E7。= 1950MPa。
[0103 ]本實施例的具體成形方法包括以下步驟：
[0104] 步驟一、如圖1所示，將裝配好的基管1和襯管2夾持于模具3中，襯管2兩端伸出基 管1的長度均為200mm;
[0105] 步驟二、按照以下公式計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力 P1和第二階段理論成形壓力K:;
[0109] P/ = InKo7 o+lnko7! (4)；
[0110]其中d。為襯管的外徑，197mm; di為襯管的內(nèi)徑，193mm; δ為基管和襯管的單邊間隙， ImmJ'為基管和模具之間的單邊間隙，2mm;D。為基管的外徑，219mm;〇sl為襯管的屈服強度， 308MPa; E'i為襯管的強化模量，1700MPa; E7。為基管的強化模量，1950MPa; K為基管的外徑與 內(nèi)徑之比，I. I; k為襯管的外徑與內(nèi)徑之比，1.02; 〇s。為基管的屈服強度，430MPa;
[0111] σ' i為襯管的流動應力，經(jīng)計算得到σ' i為325.3MPa; (/。為基管的流動應力，經(jīng)計算 得到 為465.6MPa;
[0112] 經(jīng)計算得到Pi = 6 · 6MPa，P' i = 12MPa;
[0113] 步驟三、將步驟一中夾持于模具3中的基管1的兩端與襯管2之間采用密封圈4密 封，然后向襯管內(nèi)充水排氣；
[0114] 步驟四、步驟三中所述排氣完成后向襯管內(nèi)部打壓，待壓力上升至13.2MPa后保壓 2min；
[0115] 步驟五、待步驟四中保壓完成后繼續(xù)升壓至112MPa后保壓10s;
[0116] 步驟六、待步驟五中保壓完成后卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。
[0117] 實施例5
[0118] 本實施例成形Φ 168.3mmX (8mm+2mm)的雙金屬復合管，管長8.5m，其中基管為Φ 168 · 3mm X 8mm的L360QS碳鋼管，基管管長8 · 5m，襯管為Φ 150mm X 2mm的316L不銹鋼管，襯管 管長8.78m。
[0119] 采用實施例1中所述方法檢測襯管的屈服強度〇sl = 315MPa;襯管的強化模量E71 = 1720MPa;基管的屈服強度〇s。= 428MPa;基管的強化模量E。= 1560MPa。
[0120] 本實施例的具體成形方法包括以下步驟：
[0121] 步驟一、如圖1所示，將裝配好的基管1和襯管2夾持于模具3中，襯管2兩端伸出基 管1的長度均為140mm;
[0122] 步驟二、按照以下公式計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力 P1和第二階段理論成形壓力K :;
[0126] P/ = InKo7 o+lnko7! (4)；
[0127]其中d。為襯管的外徑，150mm; di為襯管的內(nèi)徑，146mm; δ為基管和襯管的單邊間隙， 1 · 15mm; δ'為基管和模具之間的單邊間隙，1 · 5mm;D。為基管的外徑，168 · 3mm; 〇si為襯管的屈 服強度，SlSMPa5E7 i為襯管的強化模量，為基管的強化模量，1560MPa;K為基管 的外徑與內(nèi)徑之比，1.105 ;k為襯管的外徑與內(nèi)徑之比，1.027 ;〇s。為基管的屈服強度， 428MPa；
[0128] (/ i為襯管的流動應力，經(jīng)計算得到(/ i為341.4MPa;(/。為基管的流動應力，經(jīng)計算 得到 為455.8MPa;
[0129] 經(jīng)計算得到Pi = 9 · 09MPa，P' i = 12 · 08MPa;
[0130] 步驟三、將步驟一中夾持于模具3中的基管1的兩端與襯管2之間采用密封圈4密 封，然后向襯管內(nèi)充水排氣；
[0131] 步驟四、步驟三中所述排氣完成后向襯管內(nèi)部打壓，待壓力上升至10.9MPa后保壓 5min；
[0132] 步驟五、待步驟四中保壓完成后繼續(xù)升壓至92. OSMPa后保壓60s;
[0133] 步驟六、待步驟五中保壓完成后卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。
[0134] 實施例2至實施例5制造的雙金屬復合管的管端和管中外徑相等，管端切除后未出 現(xiàn)襯管收縮現(xiàn)象，說明采用本發(fā)明的方法進行復合能夠很好的控制復合后管子的尺寸，實 現(xiàn)雙金屬復合管的全管體均勻變形，并且避免了切除雙金屬復合管的管端后襯管收縮的問 題。
[0135] 對實施例2至實施例5制造的雙金屬復合管的剪切強度進行檢測，結果見表3。
[0136] 表3實施例2至實施例5的雙金屬復合管的剪切強度
[0138] 從表3中可以看出，采用本發(fā)明的方法制造的雙金屬復合管的平均剪切強度較高， 且管子不同部位的剪切強度差異不大，這說明采用本發(fā)明的方法制造的雙金屬復合管沿軸 向結合強度分布較均勻。
[0139] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技 術方案的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、將裝配好的基管和襯管夾持于模具中;所述襯管的長度大于基管的長度； 步驟二、按照以下公式計算雙金屬復合管水壓復合成形的第一階段理論成形壓力PdP 第二階段理論成形壓力p'1;Pi'=ΙηΚσ7 ο+lnko7 i (4)； 其中d。為襯管的外徑，單位為mnucU為襯管的內(nèi)徑，單位為mmd為基管和襯管的單邊間 隙，單位為mm; δ '為基管和模具之間的單邊間隙，單位為mm; D。為基管的外徑，單位為mm; 〇si 為襯管的屈服強度，單位為MPa; E' i為襯管的強化模量，單位為MPa;E'。為基管的強化模量， 單位為MPa;K為基管的外徑與內(nèi)徑之比，無量綱;k為襯管的外徑與內(nèi)徑之比，無量綱；〇 s。為 基管的屈服強度，單位為MPa;(/ i為襯管的流動應力，單位為MPa;(/。為基管的流動應力，單 位為MPa; 步驟三、將步驟一中夾持于模具中的基管的兩端與襯管之間采用密封圈密封，然后向 襯管內(nèi)充水排氣； 步驟四、步驟三中所述排氣完成后向襯管內(nèi)部打壓，待壓力上升至第一階段壓力設定 值卩:后保壓2min~lOmin，所述第一階段壓力設定值Pi為第一階段理論成形壓力Pj^O.S~ 2.0 倍； 步驟五、待步驟四中保壓完成后繼續(xù)升壓至第二階段壓力設定值P2后保壓l〇s~240s， 所述第二階段壓力設定值P2 = P' i+Pm，其中ΡΛ〇~lOOMPa; 步驟六、待步驟五中保壓完成后卸壓排水，下料，得到雙金屬復合管。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在 于，步驟一中所述襯管兩端穿出基管的長度L不小于70_。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在 于，步驟二中所述基管和襯管的單邊間隙S不大于2_。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在 于，步驟二中所述基管和模具之間的單邊間隙S'不大于2_。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在 于，步驟四中所述第一階段壓力設定值?:為第一階段理論成形壓力&的〇.9~1.2倍。6. 根據(jù)權利要求1所述的一種全管體均勻變形的雙金屬復合管的制造方法，其特征在 于，步驟五中所述Pm為30MPa~80MPa。
【文檔編號】B21D39/04GK105921589SQ201610279829
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】梁國棟, 魏帆, 袁江龍, 吳澤, 郭霖, 梁國萍, 王劍, 李緣, 趙欣, 王斌, 趙東, 宗友剛
【申請人】西安向陽航天材料股份有限公司