[發明專利]一種混凝土泵送設備用錐管及其制造方法

無效

• 申請號: 201010620548.8
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102128312A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 周水波;鄭澤花;程蘇丹
• 申請（專利權）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: F16L9/02
• 分類號: F16L9/02;F16L9/14;F16L57/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發明涉及工程作業裝置，具體涉及一種混凝土泵送設備用錐管及其制造方法。

背景技術

隨著混凝土泵送技術的快速發展，施工效率進一步提高，工程項目周期縮短，人們對泵車壽命及使用穩定性提出了更高的要求，而設備關鍵部位的材料性能改善顯得尤為重要。錐管作為影響泵車壽命及使用穩定性的關鍵部件，目前多采用內表面堆焊來提高耐磨性。這種制備工藝的產品能耗高、成本高、質量差、環境污染嚴重、市場競爭力弱，同時復雜的堆焊工序中不可避免地存在結合界面位置和厚度不能精確控制及壁厚不均勻的問題。此外，堆焊錐管還存在大量嚴重威脅泵送設備壽命及施工穩定性的安全隱患：(1)堆焊所得錐管內表面粗糙、多焊瘤焊渣、焊接紋路深，因此流道阻力大，易引起堵管，影響工程施工進度，即使采用機械手縱向焊縫，仍難達到減少內表面焊瘤和流道阻力的滿意結果；(2)堆焊工序復雜、能耗大、作業時間長、可控性差，難以保證焊層厚度及均勻性；(3)錐管兩端最易磨損部位因焊不滿而導致壽命減短；(4)堆焊層厚度有限，堆焊過厚容易造成堆焊層的脫落與堵管現象，因此通過增加焊層厚度以進一步提高耐磨性的工作難以實現。

本發明的發明人尚未發現能滿足混凝土泵送設備需要的雙層錐管的出現。

發明內容

針對現有技術存在的問題，發明人提出一種雙層復合錐管，以克服現有的堆焊錐管堆焊工藝復雜難控、流道阻力大的缺陷。

根據本發明的雙層錐管包括內管和外管，內管和外管由不同的金屬材料形成，內管的硬度高于外管，外管的韌性高于內管。

可用于內層管的材料有多種，包括：中、高碳低合金鋼、耐磨鑄鋼、耐磨鑄鐵和工具鋼；外管可以用普通碳鋼、低碳合金鋼。

在一種具體實施方式中，內層錐管采用中碳低合金鋼，淬透性好，熱處理后硬度高、耐磨性好。外管采用普通碳鋼，其含碳量低，熱處理后硬度仍然很低、韌性好、抗沖擊能力強，能對內管起到很好的保護作用。

制造本發明的雙層錐管的方法可以有多種。在一種方法中，先將兩種材料通過鑄造或模壓的方法形成單層錐形管，然后通過一定的方式進行復合形成雙層錐管，最后將產品整體淬火。復合的方式包括冷拔、膠結、擠壓復合、冶金結合等。另一種方法是先將兩個單層直管復合為雙層管，然后經過感應加熱和借助錐形模的擴口成型，獲得所需錐度的雙層錐管，最后經過淬火工藝，改善錐管的微觀結構。后一種方法是優選的，因為，采用這種方式，內、外管能實現無間隙緊密配合。所得雙層復合錐管是不等壁厚的，大端薄，小端厚，符合等壽命設計原理，節約原材料，因為小端為易損端。

無論上述哪種方法，都需要對復合后的錐管進行淬火處理。淬火的目的是使得淬透性較好的內管形成硬度很高的馬氏體和貝氏體組織，而淬透性弱的外管則為珠光體和鐵素體組織，硬度低、韌性好，抗沖擊能力強。

在一種具體實施方式中，內管材料選用3-12mm厚度的55SiMn鋼，外管材料選用2-6mm厚度的20鋼；先通過復合機將內外管復合在一起，然后通過錐管機感應加熱成型，得到所需的錐度，錐管總厚度控制在5-16mm之間。

在另一種具體實施方式中，內管材料選用耐磨鑄鐵或鑄鋼，鑄造成型；外管材料選用20鋼，模壓成型，在內外兩管之間加入一個注膠層。

在另一種具體實施方式中，內管材料選用55SiMn，外管材料選用20鋼；以銅箔為中間層材料，采用冷拔-液固相擴散復合的方法實現內外管之間的冶金復合及成型。

本發明提出的不等壁雙層復合錐管，兩種材料利用各自的性能優勢進行分層組合，能夠克服各自的缺點，充分發揮組合材料的優點。復合錐管的內管淬透能力強，表面光滑、硬度高、耐磨性好，外管硬度低、韌性好，抗沖擊能力強，能夠對內管起到很好的保護作用，從而同時滿足了泵送設備對錐管耐磨性與韌性的綜合要求。優選工藝安排實現了內外層的無間隙緊密配合，且大端薄，小端厚的壁厚設計符合等壽命設計原理，節約原材料。

附圖說明

圖1是本發明復合錐管的典型實施例的示意圖；

圖2是本發明復合錐管的另一實施例的示意圖；

圖3是本發明復合錐管的另一實施例的示意圖。

具體實施方式

為了制造出滿足混凝土泵送設備要求的雙層錐管，發明人做了很多嘗試。在一種嘗試方案中，先分別通過模壓成型加工出所需厚度和直徑的內、外錐管，然后將內管壓入外管。這種方式雖然能獲得雙層錐管，但是內、外管之間的密合性不佳，很容易留有空隙。而且，為了獲得結合良好的雙層管，需要精確控制內外管的管徑。