[發(fā)明專利]一種近凈成形的離心鑄管管模修復(fù)方法

在審

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• 申請(qǐng)日: 2017-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN107584091A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧啟超;鄧智;劉濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B22D13/10
• 分類號(hào): B22D13/10;C23C24/10
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11335
• 代理人: 寇俊波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管模修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種近凈成形的離心鑄管管模修復(fù)方法。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)離心鑄管所用的管模主要采用耐熱合金鋼，經(jīng)過真空熔煉、鑄坯、鍛壓、熱處理、機(jī)械加工、探傷等一系列的生產(chǎn)過程才能制造出成品，在使用過程中因受到金屬液低周熱循環(huán)作用的影響，使其內(nèi)壁出現(xiàn)過燒、龜裂等缺陷而造成管模的失效，由于管模價(jià)格昂貴，在離心鑄管的制造成本中占有很大比例，離心鑄管管模的修復(fù)和再利用對(duì)鑄管企業(yè)來說是降低成本的重要途徑之一，而目前對(duì)管模進(jìn)行修復(fù)的主要方法是采用堆焊技術(shù)來進(jìn)行焊接修復(fù)，該方法不但效率低、能耗高，而且修復(fù)質(zhì)量不穩(wěn)定，修復(fù)成本高。因此，各個(gè)鑄管企業(yè)都在積極探尋修復(fù)管模的新技術(shù)和新方法，以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免和解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種近凈成形的離心鑄管管模修復(fù)方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種近凈成形的離心鑄管管模修復(fù)方法，該修復(fù)方法包括：

1)將待修復(fù)的管模龜裂內(nèi)壁切除部分。

2)配置與管模材料成分相同或相近的SHS冶金反應(yīng)粉末。

3)在離心鑄管機(jī)上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，使SHS冶金反應(yīng)粉末均勻附著在管模內(nèi)壁上。

4)點(diǎn)火劑點(diǎn)燃粉末發(fā)生SHS冶金反應(yīng)，使管模內(nèi)壁得到致密的修復(fù)層。

5)冷卻并去除管模內(nèi)壁修復(fù)層表層的氧化鋁層，進(jìn)行退火處理，然后進(jìn)行機(jī)加工和內(nèi)壁打點(diǎn)處理，得到修復(fù)后的管模。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述管模內(nèi)壁的上存在龜裂層或燒蝕層，切除部分切削深度為5～15mm，視管模龜裂的深度而定，管模內(nèi)壁的上存在龜裂層或燒蝕層，切除部分為龜裂層或燒蝕層的三分之二，保留部分龜裂層或燒蝕層未被切除，該部分未切除的龜裂層或燒蝕層在修復(fù)時(shí)被熔化并與SHS冶金反應(yīng)物混合，冷卻后成為修復(fù)層。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述SHS冶金反應(yīng)粉末包括按配方比例混合均勻的Al、Fe₂O₃、Cr₂O₃、Mo粉體，所述配方根據(jù)管模材料的化學(xué)成分和化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行確定。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述離心鑄管機(jī)的進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速與管模生產(chǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速相同。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述修復(fù)層包括在管模內(nèi)壁上半徑逐漸減小且呈層分布的熔化層、冶金層、氧化鋁層，修復(fù)過程中在離心力的作用下熔化層和冶金層也是相互融合共同構(gòu)成管模修復(fù)層。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述點(diǎn)燃劑為鋁熱劑。

本發(fā)明的有益效果是：

1、修復(fù)的速度快、節(jié)省人力資源，采用該技術(shù)修復(fù)離心鑄管管模僅需十幾秒即可完成SHS冶金反應(yīng)，而采用焊接法修復(fù)管模則需要幾十甚至幾百小時(shí)不等。

2、管模不需要預(yù)熱即可進(jìn)行修復(fù)，節(jié)省能源；而采用焊接法修復(fù)管模則需將管模預(yù)熱到200-300℃，方可進(jìn)行焊接。

3、修復(fù)層的成分、厚度以及殘余熱應(yīng)力等分布的均勻性均比焊接修復(fù)好，變形小，因而修復(fù)層的性能也較堆焊修復(fù)好。

4、修復(fù)層的厚度均勻，修復(fù)精度高，加工余量少，提高計(jì)算進(jìn)度也可以實(shí)現(xiàn)凈成型修復(fù)，以節(jié)省資源。

5、修復(fù)時(shí)不再需要外加能量，修復(fù)成本低。

6、修復(fù)時(shí)可直接在離心機(jī)鑄管機(jī)上進(jìn)行，不需要專門的設(shè)備。

7、修復(fù)層組織致密，與管模結(jié)合牢固，修復(fù)質(zhì)量高。

本發(fā)明可方便快捷的在離心機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)離心鑄管管模的近凈成型修復(fù)，修復(fù)后的管模無需進(jìn)行機(jī)械加工或只需進(jìn)行少量加工就可直接使用，修復(fù)速度快，成本低，修復(fù)質(zhì)量高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明中的管模結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明中修復(fù)管模的原理圖一；

圖3為本發(fā)明中修復(fù)管模的原理圖二；

圖4為本發(fā)明中修復(fù)后的管模圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述。

如圖1至圖4所示，一種近凈成形的離心鑄管管模修復(fù)方法，該修復(fù)方法包括：