[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙金屬?gòu)?fù)合管的生產(chǎn)工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010262830.3
• 申請(qǐng)日: 2010-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101927327A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅德生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 傅德生
• 主分類(lèi)號(hào): B22D13/02
• 分類(lèi)號(hào): B22D13/02;B22D19/16;B22C3/00
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬管的生產(chǎn)工藝，尤其是涉及一種雙金屬?gòu)?fù)合管的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

管道輸送是生產(chǎn)中常見(jiàn)的物料輸送方式。如電廠的煤粉、灰渣、礦山的料漿、尾礦，挖泥船輸送管道，還有化工廠、食品廠、洗煤廠、水泥廠等的物料也常采用管道輸送，因此管道用量是十分巨大的。由于生產(chǎn)中物料的輸送均是遠(yuǎn)距離壓力輸送，管道不僅承受壓力，并且承受?chē)?yán)重的磨損和腐蝕，為了使用安全，優(yōu)先考慮管道的韌性是必須的，因此常常使用Q235、16Mn鋼作管道，但此類(lèi)鋼管道因耐磨性和耐蝕性嚴(yán)重不足而導(dǎo)致過(guò)早失效，國(guó)內(nèi)每年用于輸送物料的鋼管損耗達(dá)十幾億元。

為了提高管道的使用壽命，出現(xiàn)了多種復(fù)合管道工藝，如采用消失模真空吸鑄法在鋼管內(nèi)鑄成耐磨或耐蝕合金層，采用自蔓延高溫合成法在鋼管內(nèi)燒結(jié)成陶瓷層，也有在鋼管內(nèi)鑲嵌一層橡膠內(nèi)襯或在鋼管內(nèi)粘結(jié)一層陶瓷片等形成復(fù)合管道，但上述管道均不同程度地存在問(wèn)題，消失模法生產(chǎn)的復(fù)合管鋼管與耐磨耐蝕層之間不可避免地存在較大問(wèn)隙，常產(chǎn)生耐磨或耐蝕層脫落現(xiàn)象；自蔓延高溫合成法生產(chǎn)的復(fù)合管陶瓷層薄而脆，而且層中存在大量孔隙，只能在低應(yīng)力，軟磨料工況下使用；鋼管內(nèi)鑲嵌橡膠和粘貼陶瓷片的復(fù)合管無(wú)法使用于腐蝕嚴(yán)重、高溫和物料形狀尖銳的工況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種安全可靠、耐腐蝕性強(qiáng)的雙金屬?gòu)?fù)合管的生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明所需要解決的問(wèn)題是通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：步驟如下：1)按碳鋼氧化法冶煉工藝冶煉結(jié)構(gòu)層碳鋼鋼液，按高合金不氧化法冶煉工藝冶煉基體層高鉻鑄鐵鐵液；2)采用離心澆注成型，離心金屬鑄型涂料層可采用樹(shù)脂覆膜砂或水基鋯英粉涂料，將金屬鑄型在加熱爐中預(yù)熱至300℃乍右，出爐吊至離心機(jī)上，低速運(yùn)轉(zhuǎn)金屬鑄型，將樹(shù)脂覆膜砂沿金屬鑄型軸線等速傾倒入鑄型內(nèi)，依靠鑄型熱量將覆膜砂均勻粘結(jié)覆蓋在鑄型內(nèi)表面，厚度3～4mm；或者采用水基鋯英粉涂料，利用壓縮空氣沿鑄型軸線均勻噴涂至鑄型內(nèi)表面，厚度1mm，并用烘房加熱干燥涂料；3)往鑄型內(nèi)先注入碳鋼鋼液；4)在碳鋼鋼液表面溫度達(dá)到半凝固狀態(tài)時(shí)再澆注高鉻鑄鐵鐵液，兩種合金之間形成過(guò)渡層并相互熔融，形成完整的管鑄件；5)脫型后鑄件立即放入保溫爐或埋入干砂中逐漸降溫。

本發(fā)明采用的上述工藝，碳鋼與高鉻鑄鐵之間沒(méi)有間隙的冶金結(jié)合，不僅使復(fù)合管具有很高的使用安全性，也具備很高的耐磨耐蝕性能，從而提高了復(fù)合管的使用壽命。

具體實(shí)施方式

1、金屬液的熔煉

A按碳鋼氧化法冶煉工藝冶煉結(jié)構(gòu)層碳鋼鋼液，采用電爐冶煉，整個(gè)冶煉過(guò)程由熔化期、氧化期、還原期、出鋼鎮(zhèn)靜四個(gè)工步組成，在冶煉過(guò)程中，采用了熔氧結(jié)合工藝，熔化期提前進(jìn)行吹氧，并將吹氧過(guò)程一直持續(xù)到氧化期終了，即將熔化期與氧化期結(jié)合為一個(gè)連續(xù)過(guò)程，在熔氧期還采用脫P(yáng)劑造渣，同時(shí)由于連續(xù)的吹氧操作，可以在氧化末期獲得較高的鋼液溫度，還原期的主要任務(wù)是有效地脫氧、脫硫，并調(diào)整好化學(xué)成份和鋼液溫度，使之達(dá)到出鋼要求；

B按高合金不氧化法冶煉工藝冶煉基體層高鉻鑄鐵鐵液，爐料主要由高鉻鑄鐵返回料、碳素廢鋼、低硅生鐵和高碳鉻鐵組成，鉬以鉬鐵或氧化鉬加入，鋼以電解銅加入；爐料通常在全裝料后熔化，為避免鉻(硅、銅)的燒損，鉻鐵(硅、銅)應(yīng)在最后加入；高硅耐蝕鑄鐵經(jīng)沖天爐合料后采用上述不氧化法冶煉；高鉻(高硅)鑄鐵可在任何電爐中熔煉，爐襯可以是堿性、酸性或中性的。在感應(yīng)爐中，因?yàn)槿鄢乇旧碛袛嚢枳饔茫刍瘻囟冗_(dá)1480℃即可；

2、離心鑄型

A工藝參數(shù)

采用滾筒式離心鑄造機(jī)，設(shè)計(jì)離心鑄型時(shí)應(yīng)根據(jù)合金種類(lèi)、鑄件的收縮率、鑄件的尺寸精度、鑄造斜度、切割余量以及鑄型特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；

B鑄型類(lèi)型

采用滾筒式金屬離心鑄型，鑄型材質(zhì)為20CrMo；

C鑄型各組成部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

按滾筒式離心鑄造金屬鑄型設(shè)計(jì)固定形式、鑄型型體、鑄型端蓋、端蓋緊固裝置、鑄型的滾道和定位，為保證澆注時(shí)外層鋼液冷卻速度不致于太快，鑄型一般不采用水冷卻，鑄型端蓋結(jié)構(gòu)尺寸按內(nèi)層合金內(nèi)徑設(shè)計(jì)；

3、離心鑄造工藝

A鑄型轉(zhuǎn)速

鑄型轉(zhuǎn)速是離心鑄造碳鋼一高鉻鑄鐵雙金屬?gòu)?fù)合管的重要工藝控制因素之一，過(guò)低的轉(zhuǎn)速不能保證外層金屬與內(nèi)層金屬的充分熔合，即不能獲得性能優(yōu)良的過(guò)渡層；而過(guò)高的轉(zhuǎn)速則可能使鑄件出現(xiàn)裂紋、偏析等缺陷；

B澆注系統(tǒng)

離心鑄造碳鋼一高鉻鑄鐵雙金屬?gòu)?fù)合管，為防止金屬流經(jīng)澆注系統(tǒng)時(shí)發(fā)生氧化、吸氣及降溫過(guò)多，宜采用管式澆注杯。金屬液流應(yīng)沿鑄型旋轉(zhuǎn)方向切向引入。