[發明專利]一種砼泵機械配管的鑄造和熱處理的生產方法

有效

• 申請號: 201110330974.2
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102389960A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 王懷林;王烈
• 申請（專利權）人: 王懷林;王烈
• 主分類號: B22D13/02
• 分類號: B22D13/02;C21D9/08;C21D1/20;C21D5/00
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所 22206
• 代理人: 張紹嚴

技術領域

本發明涉及機械類，特別涉及一種非合金化等溫淬火球鐵砼泵機械配管的生產方法，尤指一種砼泵機械配管的鑄造和熱處理的生產方法。

背景技術：

砼泵機械配管亦即砼泵管是砼泵機械的重要易損配件。目前社會上的砼泵機械配管即砼泵管都是選用優質鑄鋼管，加之內表面超高頻淬火處理生產的。砼泵管件的工作面是管子的內表面，一般的鑄鋼材料采用其它熱處理方法無法達到HRC58～67的硬度要求，極易早期磨損。而采用一般的高頻淬火設備，多為外表面淬火，無法解決砼泵管內表面易損的難題。所以只有選用內表面超高頻淬火處理才能達到目的。這種內表面超高頻淬火設備，目前，只有用昂貴的價格從國外進口；另外，經這種設備處理的砼泵管的淬硬層深度只有1.5～1.8mm，淬硬層磨損掉后，砼泵管很快就被磨穿。一般只能生產12000m³混凝土。這是此種鑄鋼砼泵管內表面高頻淬火熱處理方法的致命缺憾。加之進口內表面淬火設備價格昂貴，大大提高了商業混凝土的生產成本。再者，為了提高生產效益，增加砼泵機械配管舉升高度，對傳統的砼泵管減重是必要的。但傳統的砼泵管主要工作面只有很薄的一層，無法再繼續減薄，這是砼泵管減輕重量的一大障礙，同時也浪費了大量的金屬材料。因此，急需加以解決。經有關專家論證，到目前為止，國內外均沒有采用非合金化等溫淬火球鐵新材料鑄造成型的砼泵管的報導。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種砼泵機械配管的鑄造和熱處理的生產方法；解決目前傳統的砼泵機械配管使用壽命短；投資較多，生產成本高；無法進行減薄設計和金屬耗損多等缺陷。

本發明的技術方案：針對目前砼泵機械配管生產方法存在的上述弊端，一種采用非合金化等溫淬火球墨鑄鐵材料，鑄造生產砼泵機械管件的生產方法產生了。這就是采用等溫淬火球墨鑄鐵（Austempered?Ducile?Iron，其縮寫為ADI）這種高性能金屬材料制造砼泵管的生產方法。

所謂等溫淬火球鐵，是上世紀七十年代末，人們把鋼的等溫淬火工藝移植到球墨鑄鐵的熱處理中，使球鐵的基體組織在中溫轉變區產生針狀鐵素體和富碳奧氏體組織。這就是人們所稱謂的“等溫淬火球鐵”。這種新材料具有強度高（抗拉強度σ_b由800Mpa～1600Mpa以上），韌性好（伸長率δ由1-10%以上），沖擊韌度ak由20～120J/cm²以上，吸震性好，耐磨性好，彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度與低合金鋼相當，質量輕（比鋼的密度低十分之一，因而同等大小的零件比鋼輕十分之一），成本低等一系列獨特優點。其綜合性能明顯高于普通球鐵和鍛鋼。這種新材料的開發成功，給砼泵機械配管的生產提供了新的生產方法。采用這種ADI新材料生產的砼泵管，確保了整個斷面都能淬透，換句話說，從里到外都是相同硬度，大大提高了砼泵管使用壽命，約為傳統砼泵管壽命的三倍以上，也為減薄輕量化設計提供了有利條件。

本發明的工藝流程是：先采用非合金化球墨鑄鐵鑄成砼泵管毛坯；之后，經過粗加工后等溫淬火熱處理；再精加工成砼泵管。所謂非合金化，即為這種新材料中不再加入其它合金化元素。這種新材料的鑄造砼泵管已通過裝機試驗并已進行批量試生產。

本發明綜合采用一系列先進的工藝方法：首先，用非合金化等溫淬火球鐵材料鑄造砼泵管。之所以采用非合金化成分是因為管壁較薄，僅4.5mm，無需加合金元素，等溫淬火熱處理時也可以淬透砼泵管管壁。球鐵鐵水經吹氬氣方法凈化，以提高性能；鑄造毛坯采用鐵模離心鑄造方法；球化采用蓋包沖入法；等溫淬火處理在電腦控制的帶有保護氣氛的鹽爐生產線上進行，保護氣氛避免工件表面氧化脫碳，鹽爐生產線電腦控制避免人為因素影響，使等溫淬火的管件質量更加穩定；選用先粗機械加工后等溫淬火處理的方法，最后精加工成型。其生產方法具體步驟如下：

??⑴?采用生產非合金化球鐵生產砼泵管毛坯。也就是不再加任何合金元素來熔煉球鐵原鐵水；同時采用吹氬氣法凈化鐵水，減少雜質；其鐵水經過提高材料性能的吹氬氣凈化處理；

⑵?造型方法選用離心鑄造方法。即在離心機上的鐵模具里澆注成型的方法。提高球鐵管件冷卻速度，細化基體組織，比一般砂型鑄鋼件具有更好的強韌性；