[发明专利]一种锆和不锈钢的复合金属管及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锆和不锈钢的复合金属管及其制备方法。该方法包括：制备合金管坯，以质量百分比计，所述合金管坯包括如下化学成分：La6‑8％、Mo3‑5％、Ti0.1‑0.2％、Cr13‑16％、Bi30‑35％、Sn26‑30％，余量为Ni；去除锆管、合金管坯、不锈钢管的待复合表面的氧化层后进行抛光，依次套管组装放置于底部设置有垫板的抗暴容器内，锆管内设置棒芯，管顶部加钢制堵头，在不锈钢管外侧均匀布置低爆速乳化炸药，钢堵头及以上部位均匀布置高爆速乳化炸药进行爆炸焊接。本发明铺设合金管坯解决了锆管和不锈钢管直接爆炸焊接时结合界面容易生成金属间化合物，剪切强度低，易发生自腐蚀等问题。

技术领域

本发明属于复合金属制备技术领域，涉及一种锆和不锈钢的复合金属管及其制备方法。

背景技术

爆炸焊接技术是通过炸药爆轰产生的高压脉冲载荷，推动一种材料(复材)高速倾斜碰撞另种材料(基材)，其加载应力远远高于金属材料的屈服强度，加载过程的瞬间性(一般以毫秒计)，材料受载的局部性，交织发生在作用点的微小的邻近区域并且高速地移动等方式，实现两种金属的冶金结合，结合区呈现为波状的冶金结合。爆炸焊接又是用炸药作能源进行金属间焊接和生产金属复合材料的一种很有实用价值的高新技术。

锆-不锈钢复合材料是一种以纯锆或锆合金作为复层，不锈钢板或不锈钢锻件作为基层的层状金属复合材料。此材料广泛应用于石油、化工、医疗、轻工、环保等行业中，用于制造承受一定压力、温度的压力容器、塔、釜、罐、槽、过渡接头主体设备及其零部件等。在一般情况下，锆-不锈钢复合材料具有良好的的耐腐蚀性，然而在所处环境复杂，在一些腐蚀环境苛刻的条件下难以保证钝化膜的完好，如遭受高浓度氯离子等的侵蚀，则会引起腐蚀发生。

爆炸焊接工艺有着广泛的材料适应性和可焊性，适用于大多可塑性金属或合金；尤其是对于大面积异种金属的焊接，可以说是唯一的连接方法；不仅适用于相容性金属的组合，而且适用于非相容性金属的组合，也适用于易产生脆性金属间化合物的金属及合金；具有良好的导热性，低的界面电阻，结合区无热影响区构成良好的接头性能，瞬间的热过程使界面没有或仅有少量的熔化。但是，现有的爆炸焊接技术应用到不锈钢-锆复合管的生产时，存在着结合面咬合效果差，强度低等问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种锆和不锈钢的复合金属管及其制备方法。该复合金属管在高盐环境下具有优秀的耐腐蚀性和耐磨性，避免了金属内腐蚀的发生。本发明提供的锆和不锈钢的复合金属管在制备过程中结合面金属间化合物少，材料强度高。

一方面本发明涉及一种锆和不锈钢的复合金属管的制备方法，其包括：制备合金管坯，以质量百分比计，所述合金管坯包括如下化学成分：La 6-8％、Mo 3-5％、Ti 0.1-0.2％、Cr 13-16％、Bi 30-35％、Sn 26-30％，余量为Ni；去除锆管、合金管坯、不锈钢管的待复合表面的氧化层后进行抛光，依次套管组装放置于底部设置有垫板的抗暴容器内，锆管内设置棒芯，管顶部加钢制堵头，在不锈钢管外侧均匀布置低爆速乳化炸药，钢堵头及以上部位均匀布置高爆速乳化炸药进行爆炸焊接。

进一步地，本发明提供的锆和不锈钢的复合金属管的制备方法中，所述合金管坯的制备原料包括：氧化镧粉、钼粉、钛粉、铬粉、铋粉、锡粉和镍粉。

进一步地，本发明提供的锆和不锈钢的复合金属管的制备方法中，所述氧化镧粉、钼粉、钛粉、铬粉、铋粉、锡粉和镍粉的纯度大于99.9％，粒度为50-80μm。

进一步地，本发明提供的锆和不锈钢的复合金属管的制备方法中，所述合金管坯的制备方法包括：将氧化镧粉、钼粉、钛粉、铬粉混合后进行第一次球磨，加入铋粉、锡粉和镍粉后进行第二次球磨，冷压后在氩气环境下烧结加工定型。

进一步地，本发明提供的锆和不锈钢的复合金属管的制备方法中，所述锆管的厚度为5-12mm，所述合金管坯的厚度为0.1-1mm，所述不锈钢管的厚度为3-10mm。