[發明專利]一種多金屬復合耐磨彎頭管及其制備方法

有效

• 申請號: 201310587241.6
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103667876A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 郭在在;燕東明;牟曉明;劉國璽;李康;滿蓬;周亞偉;喬光利;趙斌;高曉菊;姜述慶;王嬋;謝威
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五二研究所煙臺分所
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C37/10;C22C32/00;B22D18/06;B22C3/00;B22C9/04;B22C9/08;B22C9/24;B22C21/01;F16L43/00;F16L57/06
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 曲顯榮;矯智蘭

技術領域：

????本發明涉及金屬冶煉技術領域，具體地講是一種多金屬復合耐磨彎頭管及其制備方法。

背景技術：

各種規格的金屬材料管廣泛應用于冶金、電力、礦山、煤炭、建材和化工等行業，其中彎頭管是輸送系統中重要組成部分。由于輸送系統中煤粉、灰渣等介質強烈沖刷、沖蝕磨損作用，使彎頭管的使用壽命是直管部位的1/4~1/5，導致不僅更換彎頭管消耗大量金屬材料，而且停產維修更換彎頭管占用的時間一直困擾其正常生產。近年來，使用較多的彎頭管材料為16Mn，經焊接組合成形，但其硬度低，抗磨性極差，使用壽命較短。還有在鋼制彎頭管道內壁敷粘一定厚度Al₂O₃陶瓷等材料的內襯，借以提高其抗磨性。但因其脆性大，易產生裂紋和局部脫落現象，不能承受大的沖擊，在運輸、安裝和維修方面存在一定的困難，影響了使用，實際應用比較少。

發明內容：

本發明的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種多金屬復合耐磨彎頭管。

　　本發明的另一目的是提供一種多金屬復合耐磨彎頭管的制備方法。

本發明主要解決現有的16Mn彎頭管硬度低、抗磨性差、使用壽命較短及在彎頭管道內壁敷粘Al₂O₃陶瓷等材料的彎頭管脆性大、易產生裂紋和局部脫落現象、不能承受大的沖擊等問題。

本發明的技術方案是：一種多金屬復合耐磨彎頭管，其內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，其特殊之處在于，外側壁由三層不同材料復合組成，碳素鑄鋼外層、高鉻鑄鐵中間層和碳化鎢顆粒陶瓷內層。

進一步的，所述的碳素鑄鋼外層的成分按重量百分比為：C：0.20%～0.30%、Si：0.45%～0.50%、Mn：0.80%～0.85%、S≤0.04%、P≤0.04%、余量為鐵。

進一步的，所述的高鉻鑄鐵中間層的成分按重量百分比為：C：2.60%～3.00%、Si：0.50%～0.80%、Mn：2.60%～3.00%、Cr：15.0%～17.0%、S≤0.06%、P≤0.10%、余量為鐵。

進一步的，所述的碳化鎢顆粒陶瓷內層的成分按重量百分比為：碳化鎢：20%～40%、C：2.60%～3.00%、Si：0.50%～0.80%、Mn：2.60%～3.00%、Cr：10%～20%、S≤0.06%、P≤0.10%、余量為鐵。

本發明的一種多金屬復合耐磨彎頭管的制備方法，其特殊之處在于，包括如下工藝步驟：

????1）泡沫模型制作，切割聚苯乙烯泡沫制作彎頭管外層模型和中間層模型；

????2）涂刷涂料與烘烤，彎頭管外層模型涂刷涂料并烘烤；

????3）彎頭管外層模型裝箱，彎頭管外層模型裝入真空砂箱內，組裝澆注系統，填充粒度20目干石英砂，振動砂箱1分鐘；覆蓋塑料薄膜，安放澆口杯；

4）熔煉，按照彎頭管壁的碳素鋼外層材料進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理，鋼液出爐溫度1620℃~1640℃；

????5）砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.03MPa~-0.04MPa，當鋼液出爐后在鋼包內降溫至1580℃~1600℃進行澆注，保持負壓度10分鐘后，泄壓；

????6）彎頭管的碳素鋼外層鑄件出箱與清理，鑄件在砂箱內保溫2小時后出箱，冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；

7）組裝彎頭管中間層模型，將彎頭管中間泡沫層裝入干凈的彎頭管外層鑄件內；

????8）涂刷碳化鎢顆粒材料膏，將碳化鎢顆粒材料膏涂刷在彎頭管中間層泡沫模型拐彎處內壁，形成碳化鎢顆粒材料膏涂層，膏涂層厚度5mm~7mm，烘烤干燥；烘烤溫度60℃，烘烤時間8小時；

9）涂刷涂料和烘烤，彎頭管中間層泡沫模型的內壁（已涂碳化鎢顆粒材料膏層）進行涂刷涂料層和烘烤；

10）裝箱，將內裝有涂好涂料的中間層泡沫模型的彎頭管外層鑄件放入真空砂箱內，組裝澆注系統，彎頭管上端開式內澆道；

11）熔煉，按照彎頭管壁的高鉻鑄鐵中間層材料成分進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理；鐵液出爐溫度1500℃~1520℃；

12）砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.03Mpa~-0.04Mpa，當鐵液出爐后在包內降溫至1450℃~1480℃進行澆注，保持負壓20分鐘后，泄壓；

13）彎頭管鑄件出箱、清理與檢驗，鑄件在砂箱內保溫8小時后出箱，在空氣中冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；初檢多金屬復合耐磨彎頭管鑄件內外表面質量；