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申请/专利权人：海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院

摘要：本发明属于无缝金属复合管成形技术领域，提供一种无缝金属复合管穿孔轧制方法，其包括以下步骤：S1、匹配设计组元金属；S2、设计空间复合界面；S3、预制复合坯料；S4、加热复合坯料；S5、穿孔轧制复合；S6、收集终态产品。本发明提供的无缝金属复合管穿孔轧制设备，后台单元通过顶杆带动锥形顶头沿轧制轴线向前移动，推入机将预制复合坯料沿导管送入锥形轧辊、导向装置和锥形顶头构成的变形孔型中进行穿孔轧制复合，进而获得无缝金属复合管。本发明解决了现有技术成形效率低、结合强度弱、组元性能差、工艺流程长等诸多问题，具有设备结构简单可靠、成形效率高、使用寿命高、复合界面结合强度高、复合界面构型可定制等优点。

主权项：1.一种无缝金属复合管穿孔轧制方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、确定组元金属：根据目标产品工作环境性能需求，确定无缝金属复合管组元金属信息；S2、确定复合界面类型：根据目标产品工作环境载荷需求，无缝金属复合管复合界面采用空间波纹复合界面；S3、确定空间波纹复合界面：确定无缝金属复合管空间波纹复合界面结合类型以及空间波纹复合界面的结构参数；S4、确定空间波纹复合界面形成工艺：锥形轧辊和锥形顶头形成空间波纹复合界面；S5、确定空间波纹复合界面预制复合坯料的组坯方式：判断预制复合坯料的组坯方式是否采用固-液复合组坯方式，若预制复合坯料的组坯方式采用固-液复合组坯方式，则将外层金属或内层金属确定为固态金属，通过铸造方式进行固-液复合组坯形成预制复合坯料；若预制复合坯料的组坯方式采用固-固复合组坯方式，则将外层金属和内层金属进行固相套装组坯，固相套装组坯的两端封焊抽真空形成预制复合坯料；S6、加热预制复合坯料：对预制复合坯料进行同温加热或异温加热，达到目标穿轧温度后等待穿孔轧制复合；S7、确定空间模头：依据确定的空间波纹复合界面，在锥形轧辊上设置外侧空间模头、在锥形顶头上设置内侧空间模头或同步在锥形轧辊以及锥形顶头上分别设置外侧空间模头和内侧空间模头；S8、确定变形孔型：根据目标尺寸规格确定无缝金属复合管的尺寸，启动顶杆小车带动锥形顶头沿轧制轴线向前移动到预设位置，分别调整锥形轧辊和导向装置的安装位置，使得锥形轧辊、导向装置和锥形顶头，共同围成变形孔型；S9、输送预制复合坯料：通过推入机将预制复合坯料沿导管送入锥形轧辊、导向装置和锥形顶头构成的变形孔型中；S10、穿孔轧制复合：在锥形顶头的内部穿孔、导向装置的边部导向和锥形轧辊的外部轧制共同作用下，预制复合坯料壁厚减薄且轴向延伸，获得具有空间波纹复合界面的无缝金属复合管；S11、收集终态产品：预制复合坯料经过穿孔轧制复合后获得无缝金属复合管，通过冷却定尺操作后，最终获得目标尺寸规格的无缝金属复合管成品；外侧空间模头设置于锥形轧辊的咬入段或定径段，能在无缝金属复合管外部表面形成凹凸形貌，当外侧空间模头高度高于定径段最大高度时，能获得具有外部表面凹凸形貌的无缝金属复合管，当外侧空间模头高度低于定径段最大高度时，无缝金属复合管的外部表面凹凸形貌能轧制平整，能获得具有外部表面平滑且具有空间波纹复合界面的无缝金属复合管；内侧空间模头设置于锥形顶头的构型段或平整段，在无缝金属复合管内部表面形成凹凸形貌，当内侧空间模头高度高于平整段最大高度时，能获得具有内部表面凹凸形貌的无缝金属复合管，当内侧空间模头高度低于平整段最大高度时，无缝金属复合管的内部表面凹凸形貌能轧制平整，能获得具有内部表面平滑但具有空间波纹复合界面的无缝金属复合管。

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