[發(fā)明專利]一種三層雙金屬離心澆鑄耐磨管的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610080150.7
• 申請(qǐng)日: 2016-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105598410B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪選國(guó);王煒;李日新;陳子岸;李永生;金邦雄;楊飛;杜學(xué)銘;胡建華;肖勇;彭軍波;李愛(ài)農(nóng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué);長(zhǎng)江武漢航道工程局
• 主分類號(hào): B22D13/02
• 分類號(hào): B22D13/02;F16L9/02;F16L57/06;F16L58/08;B32B1/08;B32B15/01;B32B15/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明提供一種三層雙金屬離心澆鑄耐磨管的制備方法，該耐磨管包括高鉻鑄鐵內(nèi)外層，低碳鋼或不銹鋼或低合金鋼中間層，其制備方法包括分別將高鉻鑄鐵、低碳鋼或不銹鋼或低合金鋼熔煉成金屬液并預(yù)處理，在模筒內(nèi)壁噴涂防護(hù)層并預(yù)熱，離心澆鑄中間層，離心澆鑄內(nèi)層和外層，逐步降低模筒轉(zhuǎn)速完成澆鑄。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、成材率高、實(shí)用性強(qiáng)，制備的耐磨管外表面由高鉻鑄鐵金屬層包覆，不但耐腐蝕性好，還具有優(yōu)異的抗固液兩相流沖蝕磨損性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼管制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三層雙金屬離心澆鑄耐磨管的制備方法。

背景技術(shù)

雙金屬離心澆鑄復(fù)合管是近年快速發(fā)展的一種工程管道，在船舶、疏浚、采礦、水泥等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。通常情況下，雙金屬離心澆鑄復(fù)合管的內(nèi)層由耐磨性和耐腐蝕性較高的高鉻鑄鐵組成，而外層則由強(qiáng)韌性較大的合金鋼或低碳鋼組成。相比傳統(tǒng)的單金屬管材，雙金屬離心澆鑄復(fù)合管因?yàn)榧婢吡藦?qiáng)韌性大、耐磨性高和耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)而具有更長(zhǎng)的服役壽命。

然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)雙金屬離心澆鑄復(fù)合管的外層管在一些特殊服役環(huán)境下仍具有較低的服役壽命。例如，當(dāng)雙金屬?gòu)?fù)合管的外層管為不銹鋼材質(zhì)時(shí)，因?yàn)椴讳P鋼具有較低的耐磨性使得不銹鋼外層管在粉料沖擊和流體沖刷下易于發(fā)生磨損失效；而當(dāng)外層管為低碳鋼或低合金鋼時(shí)，因其具有較低的耐腐蝕性使得外層管在濕熱氣氛下易于發(fā)生腐蝕失效。為了克服上述問(wèn)題，在實(shí)際生產(chǎn)中常用的方法為增加外層管的厚度，而這無(wú)疑增加了管材的制造成本。因此，在保證雙金屬?gòu)?fù)合管強(qiáng)韌性及耐磨性的前提下，盡可能的提高復(fù)合管外層金屬的耐磨性及耐腐蝕性是提高復(fù)合管服役壽命的一個(gè)重要發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有雙金屬離心澆鑄復(fù)合管外層易磨損、易腐蝕的問(wèn)題，提供一種三層雙金屬離心澆鑄耐磨管及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種三層雙金屬離心澆鑄耐磨管，包括內(nèi)層、中間層和外層，所述內(nèi)外層均為高鉻鑄鐵材質(zhì)，中間層為低碳鋼或不銹鋼或低合金鋼材質(zhì)。

如前所述三層雙金屬離心澆鑄耐磨管的制備方法，包括以下步驟：a分別將高鉻鑄鐵、低碳鋼或不銹鋼或低合金鋼熔煉成金屬液，依次進(jìn)行去渣、脫氧處理并在預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行保溫，b在模筒內(nèi)壁噴涂防護(hù)層并預(yù)熱，c將低碳鋼或不銹鋼或低合金鋼金屬液倒入旋轉(zhuǎn)的模筒內(nèi)離心澆鑄中間層，d將高鉻鑄鐵金屬液倒入旋轉(zhuǎn)的模筒內(nèi)離心澆鑄內(nèi)層和外層，e逐步降低模筒轉(zhuǎn)速完成澆鑄。

優(yōu)選的，步驟a所述預(yù)設(shè)溫度為1500-1700℃。

優(yōu)選的，步驟b噴涂防護(hù)層前先將模筒加熱至300℃并保持300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速，所述防護(hù)層為鋯英砂隔離層，噴涂完成后停止轉(zhuǎn)動(dòng)模筒并將其置于500℃下保溫1h。

優(yōu)選的，步驟c、d離心澆注時(shí)模筒的轉(zhuǎn)速為343-437轉(zhuǎn)/min。

優(yōu)選的，步驟d離心澆鑄內(nèi)層和外層前需將中間層冷卻至特定溫度T，所述特定溫度T由下式?jīng)Q定

式中T₀——低碳鋼或不銹鋼或低合金鋼的熔點(diǎn)；

δ——耐磨管高鉻鑄鐵外層的厚度；

D₀——模筒內(nèi)徑，D₀不小于400mm；

α——低碳鋼或不銹鋼或低合金鋼的線膨脹系數(shù)；

η——修正系數(shù)，η的值在0.8-1.3之間。

優(yōu)選的，步驟d中高鉻鑄鐵金屬液從模筒另一端倒入，澆鑄完成5min后調(diào)節(jié)模筒轉(zhuǎn)速至250轉(zhuǎn)/min并保持5min。