[發明專利]一種高強度球鐵管及其制備方法

有效

• 申請號: 202011208618.9
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112359271B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 張永杰;曹雷;王世鋒;梅燕娜;林雪川;宋斌;張勝平
• 申請（專利權）人: 廣東新興鑄管有限公司
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C37/08;C22C37/10;B22D13/02;C22C33/08;C23C4/08;C23C4/129;C23C4/131;C23C4/16;F16L9/02
• 代理公司: 廣州赤信知識產權代理事務所(普通合伙) 44552
• 代理人: 龔素琴

1.一種高強度球鐵管，其特征在于，所述高強度球鐵管包括：高強度球鐵管本體和高強度球鐵管外表保護層，所述高強度球鐵管本體的外表面設置有高強度球鐵管外表保護層；

所述高強度球鐵管本體的成分質量百分比為：球鐵基體：88.20-94.60wt％，球化劑：2.10-4.80wt％，增碳劑：3.10-5.40wt％，孕育劑：1.20-2.60wt％；

所述高強度球鐵管外表保護層的成分質量百分比為：鉻：16.20-19.60 wt％，鈦：2.50-6.10 wt％，釩：2.10-3.4 wt 0％，鋁：4.40-6.10 wt％，銅：3.10-5.40 wt％，硼2.00-3.20wt％，稀土氧化物：1.10-2.60 wt％，余量為鎳及不可避免的雜質，所述稀土氧化物選為氧化釹、氧化鈰、氧化鐠、氧化鑭和氧化釤的一種或多種；

所述球鐵基體的成分質量百分比為：碳：2.10-3.50wt％，硅：1.90-2.90wt％，錳：0.24-0.40wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，鈦：0.02-0.13wt％，鉻：3.20-4.50wt％，鉬：0.10-0.24wt％，鎳：3.20-6.60wt％，釩：1.20-2.10wt％，銅：1.10-2.24wt％，鎢：0.21-0.65wt％，鋁：0.10-0.94wt％，其余為Fe及不可避免的雜質。

2.根據權利要求1所述的一種高強度球鐵管，其特征在于，所述增碳劑為石墨，粒度為0.2-3mm；所述孕育劑為硅鐵或硅鋇鈣合金，粒度為0.2-3mm。

3.根據權利要求2所述的一種高強度球鐵管，其特征在于，所述高強度球鐵管本體，抗拉強度≥690MPa，屈服強度≥350MPa，延伸率≥28％，硬度≥130HB。

4.一種根據權利要求1-3任一項所述的一種高強度球鐵管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步，鐵水熔煉：

將選擇88.20-94.60wt％的所述球鐵基體，球鐵基體成分質量百分比為：碳：2.10-3.50wt％，硅：1.90-2.90wt％，錳：0.24-0.40wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，鈦：0.02-0.13wt％，鉻：3.20-4.50wt％，鉬：0.10-0.24wt％，鎳：3.20-6.60wt％，釩：1.20-2.10wt％，銅：1.10-2.24wt％，鎢：0.21-0.65wt％，鋁：0.10-0.94wt％，其余為Fe及不可避免的雜質，加入熔煉爐中，進行熔煉，以20-30℃/min的速度升溫至1460-1590℃，保溫40-60min，獲得鐵水；

第二步，鐵水球化和調質：

對上述第一步中煉出的鐵水，選擇使用2.10-4.80wt％的球化劑，加入鐵水中，加入所述球化劑同時加入3.10-5.40wt％的增碳劑，以及同時加入1.20-2.60wt％的孕育劑，所述增碳劑為石墨，粒度為0.2-3mm；所述孕育劑為硅鐵或硅鋇鈣合金，粒度為0.2-3mm，在1340-1450℃的溫度下，保溫4-9min，完成對鐵水進行鐵水球化和調質；

第三步，鐵水澆注：

將上述第二步中球化和調質的鐵水，保持鋼水溫度為1300-1400℃澆注到管模中，然后管模以950-1050r/min的速度旋轉2-3min后，在管模的外壁上采用冷卻水冷卻，冷卻到400-500℃時，停止噴灑冷卻水，自然冷卻到室溫，澆注后得到所述高強度球鐵管本體管坯；

第四步，打磨及熱處理：

采用打磨機對上述澆注后得到的 所述高強度球鐵管本體管坯的內外表面及兩端開口進行 打磨，然后對其進行熱處理，最后進行壓力測試，得到合格的所述管坯，即為所述高強度球鐵管本體；

第五步：熔煉所述高強度球鐵管外表保護層原料：

將所述高強度球鐵管外表保護層的成分質量百分比為：鉻：16.20-19.60％，鈦：2.50-6.10％，釩：2.10-3.40％，鋁：4.40-6.10％，銅：3.10-5.40％，硼2.00-3.20％，稀土氧化物：1.10-2.60％，余量為鎳及不可避免的雜質，在中空感應電爐中熔煉制鑄成棒材，其中熔煉溫度為1250±50℃；

第六步：獲得所述高強度球鐵管外表保護層的熱噴涂絲材：

將棒材放入電爐內熱處理后，采用拉絲機經4-6次減徑、拉拔后制成直徑4-5mm的所述高強度球鐵管外表保護層的熱噴涂絲材；

第七步：對所述高強度球鐵管本體外表面進行熱噴涂：

采用噴涂裝置的電弧噴涂或超音速火焰噴涂，將所述熱噴涂絲材，對所述高強度球鐵管本體外表面進行熱噴涂，得到高強度球鐵管外表保護層。