一种铜钢双金属管的制备装置及制备方法与流程

本发明属于双金属复合管材领域，特别是一种铜钢双金属管的制备装置及制备方法。

背景技术：

1、铜具有耐摩、耐腐蚀以及优良的导热性和延展性等物理化学性能；钢具有优良的机械性能，其机械强度是铜的3至6倍，而且钢的价格低廉，是铜的价格的十分之一。内外分别采用铜和钢的铜钢双金属管，不仅保持了铜管的耐摩、耐腐蚀特性，而且具有比铜管更好的机械强度，特别适合重载荷工作环境。铜钢双金属管的材料价格是铜管的三分之一至五分之一，可以广泛应用于滑动轴承，各类五金和模具零部件。

2、现在铜钢双金属管一般采用立式浇注方式。铜首先融化为液体，钢套轴线垂直于水平面并回转，然后把融化的铜水浇注到钢套内，铜水和钢套一起回转，由于离心力的作用，铜水贴附在钢套的内壁。随着温度的下降，铜水固化形成铜钢双金属套。上述立式浇注方式，铜钢双金属管的长度受到工艺的限制，只能生产铜钢双金属套，效率低下，铜材损耗严重，生产成本高居不下。且所制备的铜钢双金属管的铜内管厚度不均一，另外，由于铜的热膨胀系数远大于钢，当温度下降后，铜钢双金属套内部的铜套相对于外部的钢套收缩更大，降低了铜套和钢套之间的结合力，在重载荷工作环境下，铜套和钢套容易发生内外脱落，导致零件工作失效。

3、因此，高效低成本制备铜钢双金属管，并且铜和钢之间的结合力优良，是急于解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种铜钢双金属管的制备装置及制备方法，该铜钢双金属管的制备装置及制备方法可以高效低成本制备铜钢双金属管，而且制备的铜钢双金属管的铜和钢之间具有高的结合力。

2、为实现以上目的，本发明提供一种铜钢双金属管的制备装置，所述的铜钢双金属管的制备装置是中高频回转加热装置，包括水平机架、回转驱动单元、前端轴向驱动单元和中高频加热单元；所述的中高频加热单元包括加热线圈、温度传感器和加热控制柜；中高频加热单元工作频率在500hz～200khz之间；所述的回转驱动单元包括回转驱动部件、连接杆和前端夹持部件；所述的前端轴向驱动单元包括轴向驱动部件和轴向运动单元。

3、进一步的，所述的中高频回转加热装置设置有金属管支承，双金属装配管水平放置于所述的金属管支承上。

4、进一步的，所述的中高频回转加热装置，还设置有后端夹持部件，双金属装配管二端水平夹持于前端夹持部件和后端夹持部件之间。

5、进一步的，所述的回转驱动部件和轴向驱动部件均选自驱动电机、驱动气缸、驱动液压缸中的一种。

6、本发明还提供一种根据如前所述的铜钢双金属管的制备装置制备铜钢双金属管的方法，包括以下步骤：

7、步骤s1，双金属装配管的制备：

8、制备铜管和钢管，钢管内径比铜管外径大0.02mm～1mm，把铜管装配到钢管内部，形成双金属装配管；

9、步骤s2，双金属装配管的加热融注：

10、把所述的双金属装配管水平置于所述的中高频回转加热装置上，在所述的回转驱动单元和所述的轴向驱动单元带动下，所述的双金属装配管回转并相对于所述的加热线圈轴向运动，穿越所述的加热线圈，所述的加热线圈对所述的双金属装配管局部加热，局部加热温度在900°～1300°，使所述的双金属装配管内部的铜管局部融化为液体，而外部的钢管不融化；局部融化的铜管融注在钢管内壁；所述的双金属装配管完全穿越所述的加热线圈，整个所述的双金属装配管内部的铜管融注在钢管内壁。

11、进一步的，所述的钢管的材料是碳钢或是合金钢；所述的铜管的材料选自黄铜、锡青铜、紫铜中的一种。

12、进一步的，所述的钢管是整体一根钢管，其长度在200～2000mm；所述的铜管是整体一根铜管，或是由多个短铜管装配在钢管内组成。

13、进一步的，所述的钢管内圆壁面上设置有径向槽，或是所述的钢管内圆壁面上同时设置有径向槽和轴向槽。

14、进一步的，所述的径向槽和轴向槽，槽的宽度在0.1mm～1.0mm，槽的深度在0.1mm～1.0mm。

15、进一步的，所述的径向槽和轴向槽的槽顶宽比槽底宽小0.02mm～0.5mm。

16、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

17、1.双金属装配管在加热线圈的局部加热下，使双金属装配管内部的铜管局部融化为液体，而外部的钢管不融化，局部融化的铜管融注在钢管内壁，可以高效低成本制备铜钢双金属管。钢管内圆壁面上设置的径向槽，使铜和钢之间的接触面具有高的结合力。

18、2.把双金属装配管水平置于中高频回转加热设备上，在回转驱动单元和轴向驱动单元带动下，双金属装配管回转并相对于所述的加热线圈轴向运动，穿越所述的加热线圈，这样的加工工艺实现大尺寸的双金属装配管的加工。

1.一种铜钢双金属管的制备装置，其特征在于：所述的铜钢双金属管的制备装置是中高频回转加热装置，包括水平机架、回转驱动单元、前端轴向驱动单元和中高频加热单元；所述的中高频加热单元包括加热线圈、温度传感器和加热控制柜；中高频加热单元工作频率在500hz～200khz之间；所述的回转驱动单元包括回转驱动部件、连接杆和前端夹持部件；所述的前端轴向驱动单元包括轴向驱动部件和轴向运动单元。

2.根据权利要求1所述的铜钢双金属管的制备装置，其特征在于：所述的中高频回转加热装置设置有金属管支承，双金属装配管水平放置于所述的金属管支承上。

3.根据权利要求1所述的铜钢双金属管的制备装置，其特征在于：所述的中高频回转加热装置，还设置有后端夹持部件，双金属装配管二端水平夹持于前端夹持部件和后端夹持部件之间。

4.根据权利要求1所述的铜钢双金属管的制备装置，其特征在于：所述的回转驱动部件和轴向驱动部件均选自驱动电机、驱动气缸、驱动液压缸中的一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的铜钢双金属管的制备装置制备铜钢双金属管的方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的铜钢双金属管的制备方法，其特征在于，所述的钢管的材料是碳钢或是合金钢；所述的铜管的材料选自黄铜、锡青铜、紫铜中的一种。

7.根据权利要求5所述的铜钢双金属管的制备方法，其特征在于，所述的钢管是整体一根钢管，其长度在200～2000mm；所述的铜管是整体一根铜管，或是由多个短铜管装配在钢管内组成。

8.根据权利要求6-7任一项所述的铜钢双金属管的制备方法，其特征在于：所述的钢管内圆壁面上设置有径向槽，或是所述的钢管内圆壁面上同时设置有径向槽和轴向槽。

9.根据权利要求8所述的铜钢双金属管的制备方法，其特征在于：所述的径向槽和轴向槽，槽的宽度在0.1mm～1.0mm，槽的深度在0.1mm～1.0mm。

10.根据权利要求8-9任一项所述的铜钢双金属管的制备方法，其特征在于：所述的径向槽和轴向槽的槽顶宽比槽底宽小0.02mm～0.5mm。