[發(fā)明專利]基于消失模鑄造與振動(dòng)澆注的雙金屬彎管制造工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210523611.5
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103008544A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉升平;郭亞軍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22D27/08
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李佑宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐磨復(fù)合管件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種雙金屬彎管制造工藝。

背景技術(shù)

近年來，隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，高壓混凝土輸送泵車不斷更新?lián)Q代，其臂架泵送混凝土的高度和距離也在不斷增加，對其臂架輸送管道，尤其是承受沖擊以及耐磨的彎管部分的性能及使用壽命提出了更高的要求。由于高速傳送的物料在通過臂架輸送彎管時(shí)產(chǎn)生很大的離心力，加劇了高速物料對輸送彎管外側(cè)的沖擊磨損及腐蝕，從而使其成為輸送管道中最為薄弱的一環(huán)。現(xiàn)有單一材質(zhì)很難實(shí)現(xiàn)耐磨性與韌性的完美結(jié)合，無法有效的提高臂架輸送彎管的使用壽命。因此，目前廣泛采用兼具耐磨性與韌性的雙金屬復(fù)合彎管，以有效提高臂架輸送彎管的使用壽命，減少其更換頻率，降低使用成本。

目前，雙金屬彎管制造工藝主要有離心鑄造工藝、裝鑲鑄石管道工藝、塑性成型工藝以及陶瓷復(fù)合鋼管工藝等幾種。由于工藝本身的局限性，離心鑄造工藝只能生產(chǎn)復(fù)合直管而不能生產(chǎn)彎管，且其不能消除內(nèi)外材質(zhì)因冷卻收縮不一致而產(chǎn)生的細(xì)小縫隙。裝鑲鑄石管道工藝所生產(chǎn)的鑄石彎管采用鑄石作為內(nèi)襯材料，復(fù)合彎管耐磨耐蝕性能良好，但由于鑄石屬脆性材料，其抗拉及抗沖擊性能較差，一般用于低應(yīng)力沖擊條件下使用，且鑄石復(fù)合彎管尺寸較大，限制了其在高壓混凝土泵車上的應(yīng)用。塑性成型工藝一般采用內(nèi)縮或外脹的方式使內(nèi)外兩層形成緊密配合狀態(tài)，即機(jī)械結(jié)合，但無法形成有效的冶金結(jié)合；陶瓷復(fù)合鋼管工藝復(fù)雜，且多為直管，其彎管一般由多節(jié)直管相互焊接而成，其節(jié)狀形態(tài)阻礙了流體在其中的流動(dòng)，管內(nèi)存在的多個(gè)焊接接縫也極易發(fā)生磨損磨穿現(xiàn)象，限制了其使用壽命。

中國專利文獻(xiàn)95106239.5中公開了一種利用消失模真空吸鑄工藝進(jìn)行雙金屬彎管的制備，該工藝?yán)门菽瓋?nèi)襯與外層鋼管進(jìn)行組合形成模樣，隨后在真空作用下進(jìn)行澆注。此工藝一方面由于其冷卻速度較慢，容易造成耐磨體晶粒粗大、組織不致密等問題，另一方面，其雙金屬界面也會(huì)因內(nèi)襯體冷卻收縮而產(chǎn)生細(xì)小縫隙，不利于雙金屬復(fù)合彎管韌性的提高，尤其是雙金屬彎管外側(cè)存在縫隙，不能使雙金屬形成機(jī)械冶金結(jié)合，嚴(yán)重降低了雙金屬復(fù)合彎管的韌性，同時(shí)使用過程中很容易由于彎管更換不及時(shí)發(fā)生雙金屬彎管內(nèi)襯體與外層鋼管的分離脫落現(xiàn)象，從而輸送管道整體阻塞，造成工程事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要避免現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種既能夠消除雙金屬彎管外側(cè)結(jié)合界面縫隙，實(shí)現(xiàn)雙金屬緊密冶金結(jié)合，提高雙金屬復(fù)合彎管外側(cè)的韌性，又能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)化耐磨體晶粒，使其組織更為致密耐磨的基于消失模鑄造的雙金屬彎管制造工藝。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的基于消失模鑄造與振動(dòng)澆注的雙金屬彎管制造工藝，包括：

將雙金屬彎管內(nèi)襯的泡沫模樣與外側(cè)外壁鉆有通孔的外層鋼管進(jìn)行組裝，并用泡沫體封堵所述通孔，形成組合模樣；將所述組合模樣粘接消失模發(fā)泡成型的澆注系統(tǒng)及出氣孔，形成整體模樣，并置于砂箱中填砂造型；燒空整體模樣內(nèi)的泡沫模樣并利用高溫火焰對鋼管預(yù)熱，再將所述砂箱置于振動(dòng)澆注震實(shí)臺(tái)上進(jìn)行無真空振動(dòng)澆注，保溫一定時(shí)間后開箱清理鑄件，即完成雙金屬彎管的制作。

具體可以為如下步驟：

(1)采用消失模發(fā)泡成型技術(shù)制作彎管內(nèi)襯泡沫模樣，并將其放置于50～55℃的烘房中進(jìn)行充分干燥；

(2)將外層鋼管進(jìn)行充分固定，利用沖擊鉆在鋼管外側(cè)管壁上鉆通孔，孔的分布成對稱排列，孔的尺寸及數(shù)量根據(jù)復(fù)合彎管尺寸大小而定；

(3)利用發(fā)泡成型技術(shù)或手工切割技術(shù)制作用來封堵步驟(2)中通孔的小型泡沫體，其形狀不限，其尺寸比步驟(2)中所鉆孔的尺寸大15～30mm，高度為10～30mm；

(4)將步驟(1)中的已經(jīng)烘干的彎管內(nèi)襯泡沫模樣與步驟(2)中外側(cè)打好孔的鋼管進(jìn)行組裝，并用熱熔膠或冷膠對兩端縫隙進(jìn)行封堵；

(5)用步驟(3)中的小型泡沫體封堵住鋼管外側(cè)管壁上的通孔，并用熱熔膠或冷膠對其接觸邊緣進(jìn)行封堵，形成組合模樣；

(6)將步驟(5)中封堵好孔洞的組合模樣粘接消失模發(fā)泡成型的澆注系統(tǒng)及出氣孔，形成整體模樣；

(7)將步驟(6)中粘接好澆注系統(tǒng)及出氣孔的整體模樣浸涂高強(qiáng)度耐火涂料，并將其置于烘房中進(jìn)行充分干燥；

(8)重復(fù)步驟(7)2～3次，直至涂層厚度達(dá)1～2mm左右；

(9)將烘干涂料后的整體模樣置于砂箱中填砂造型，并置于振動(dòng)臺(tái)上振實(shí)砂型，所用消失模干砂目數(shù)為30～50目；