一种梯度泡沫金属复合无缝金属管制备方法

专利主权项内容

1.一种梯度泡沫金属复合无缝金属管制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1梯度泡沫金属粉末制备；泡沫金属粉末包括金属粉末、增黏剂和发泡剂粉末，对发泡剂粉末进行预氧化处理，再将金属粉末、增黏剂与发泡剂粉末混合得到泡沫金属粉末，根据发泡剂粉末质量在泡沫金属粉末中所占的质量百分比不同，得到不同种泡沫金属粉末；发泡剂粉末质量在泡沫金属粉末中所占的质量百分比为N％，若N有M种取值，则得到M种泡沫金属粉末，其中，N≥0，M为正整数；M根据所需泡沫金属的层数决定，N根据每一层泡沫金属密度决定；M种泡沫金属粉末统称为梯度泡沫金属粉末；S2预制发泡坯料成形；通过对梯度泡沫金属粉末使用预制模具进行压制成形得到预制发泡坯料；预制发泡坯料为多层发泡先驱体从内到外层叠构成的环形结构，每种发泡先驱体由一种泡沫金属粉末压制成形得到，构成发泡先驱体的M种泡沫金属粉末的排列顺序根据目标梯度泡沫金属确定；S3套装组坯异温加热；对无缝金属管进行表面处理后，将预制发泡坯料和无缝金属管进行间隙套装组坯获得套装复合坯料，利用电磁感应加热装置将套装复合坯料中的无缝金属管加热至目标轧制温度T1，目标轧制温度T1高于预制发泡坯料熔点温度，无缝金属管与预制发泡坯料之间形成温度梯度，得到具有温度梯度的套装复合坯料；S4梯度控温轧制复合；将具有温度梯度的套装复合坯料穿入内部通有冷却水的芯棒，设定轧机目标孔型，对具有温度梯度的套装复合坯料进行轧制复合，无缝金属管温度高于预制发泡坯料的熔点，在轧制变形作用下无缝金属管与预制发泡坯料的接触界面出现局部重熔形成冶金结合，但预制发泡坯料在水冷轧辊和水冷芯棒的冷却作用下并未达到发泡温度T2而不会发生预先发泡，实现梯度控温轧制复合，之后经过在线冷却最终得到无缝金属管坯；S5控温加热发泡成形；将无缝金属管坯加热至发泡温度T2并保温一定时间t，预制发泡坯料中的M层发泡先驱体具有M种不同发泡剂粉末质量百分比，在加热过程中分解形成梯度气泡并且体积膨胀，形成M种孔隙梯度分布的泡沫金属，最终获得具有完全冶金结合的梯度泡沫金属复合无缝金属管。