專利名稱：一種雙金屬?gòu)?fù)合多通管的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬管的生產(chǎn)工藝，尤其是涉及一種雙金屬?gòu)?fù)合多通管的生產(chǎn)工 藝。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)每年消耗金屬耐磨材料約達(dá)300萬(wàn)噸以上，耐腐蝕材料120萬(wàn)噸。近 年來(lái)，針對(duì)設(shè)備磨損的具體工況和資源情況，研制出多種新型耐磨材料。主要有改性高錳 鋼、中錳鋼、超高錳鋼系列，高、中、低碳耐磨合金鋼系列，抗磨白口鑄鐵系列，抗磨球墨鑄 鐵，復(fù)合耐磨材料。表面技術(shù)處理的耐磨材料等。耐蝕材料除傳統(tǒng)的不銹鋼外，高硅耐蝕鑄 鐵等亦應(yīng)用較廣，但前者制作成本高，后者綜合機(jī)械性能較差。雙金屬?gòu)?fù)合管根據(jù)其內(nèi)襯材料不同，廣泛應(yīng)用于抗磨、耐蝕工況下流體介質(zhì)和物 料的輸送。雙金屬?gòu)?fù)合管鑄造是指把兩種不同成分、性能的鑄造合僉分別熔化后，采用重力 鑄造方法澆入同一鑄型內(nèi)，使之成為能夠滿足使用要求的完整的雙金屬?gòu)?fù)合管。它的不同 部位具有不同的性能，通常其外層結(jié)構(gòu)層合金具有較高的力學(xué)性能，而內(nèi)層基體層合金則 具有抗磨、耐蝕等特殊使用性能。此前，抗磨雙金屬?gòu)?fù)合管的制作工藝采用外部鋼管，內(nèi)襯 高鉻鑄鐵或在高鉻鑄鐵管外部包封碳鋼管制成，這種工藝方法存在兩種合金過(guò)渡層無(wú)法溶 合或熔合不良等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熔合優(yōu)良、能夠提高雙金屬?gòu)?fù)合管抗彎強(qiáng)度和撓度值的 復(fù)合管生產(chǎn)工藝。本發(fā)明所需要解決的問(wèn)題是通過(guò)如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的步驟如下1)按碳鋼氧 化法冶煉工藝冶煉結(jié)構(gòu)層碳鋼鋼液，按高合金不氧化法冶煉工藝冶煉基體層高鉻鑄鐵鐵 液；2)用金屬隔片將鑄型內(nèi)壁厚部份分隔成內(nèi)層基體層與外層結(jié)構(gòu)層，金屬隔片按多通管 的壁厚中間形狀制作；外層結(jié)構(gòu)層澆注碳鋼鋼液，內(nèi)層基體層澆注高鉻鑄鐵鐵液；外層砂 型表面涂刷厚度1 1. 5mm的醇基鋯英粉涂料，內(nèi)層砂型表面涂刷石墨涂料；3)合型至澆 注前先用電加熱器往型腔內(nèi)加送熱風(fēng)，然后將碳鋼鋼液及高鉻鑄鐵鐵液同時(shí)通過(guò)各自的澆 注系統(tǒng)注入鑄型內(nèi)，與兩種合金之間的金屬隔片形成過(guò)渡層并相互熔融成完整的鑄件；4) 鑄件在腔內(nèi)保暖緩冷至200度以下出型。本發(fā)明所述碳鋼鋼液的出鋼溫度為1620 1640度，澆注溫度為1520 1540度； 高鉻鑄鐵的出鐵溫度為1450 1470度，澆注溫度為1380 1400度。本發(fā)明采用的上述工藝，兩種合金層相互熔融成完整的鑄件，提高了雙金屬?gòu)?fù)合 管的抗彎強(qiáng)度，尤其顯著提高了雙金屬?gòu)?fù)合管的撓度值，使復(fù)合管具有塑性材料的特征，從 而運(yùn)行安全得到保證。
具體實(shí)施例方式1、金屬液的熔煉A按碳鋼氧化法冶煉工藝冶煉結(jié)構(gòu)層碳鋼鋼液，采用電爐冶煉，整個(gè)冶煉過(guò)程由熔 化期、氧化期、還原期、出鋼幀靜四個(gè)工步組成，在冶煉過(guò)程中采用了熔氧結(jié)合工藝，熔化期 提前進(jìn)行吹氧，并將吹氧過(guò)程一直持續(xù)到氧化期終了，即將熔化期結(jié)合為一個(gè)連續(xù)過(guò)程，在 熔氧期還采用脫P(yáng)劑造渣。同時(shí)由于連續(xù)的吹氧操作，可以在氧化末期獲得較高的鋼液溫 度，還原期的主要任務(wù)是有效地脫氧、脫硫，并調(diào)整好化學(xué)成份和鋼液溫度，使之達(dá)到出鋼 要求。B按高合金不氧化法冶煉工藝冶煉基體層高鉻鑄鐵鐵液，爐料主要由高鉻鑄鐵返回 料、碳素廢鋼、低硅生鐵和高碳鉻鐵組成，鉬以鉬鐵或氧化鉬加入，銅以電解銅加入；爐料通 常在全裝料后熔化，為避免鉻(硅、銅)的燒損.鉻鐵(硅鐵、銅)應(yīng)在最后加入；高硅耐蝕 鑄鐵經(jīng)沖天爐合料后采用上述不氧化法冶煉，高鉻(高硅)鑄鐵可在任何電爐中熔煉，爐襯可 以是堿性、酸性或中性的。在感應(yīng)爐中，因?yàn)槿鄢乇旧碛袛嚢枳饔茫刍瘻囟冗_(dá)1480度即可。2、鑄型A、鑄型采用優(yōu)質(zhì)石英砂型。鑄型內(nèi)用金屬隔片將壁厚部份分隔成兩部份，金屬隔片按多通管如彎頭、三通管、 四通管的壁厚中間形狀制作。B、澆注系統(tǒng)鑄造碳鋼_高鉻鑄鐵雙金屬?gòu)?fù)合鑄件，外層結(jié)構(gòu)層澆注結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)層基體層澆注 高鉻鑄鐵。為防止金屬流經(jīng)澆注系統(tǒng)時(shí)發(fā)生氧化、吸氣及降溫過(guò)多，采用管式澆注杯及成型 耐火磚澆道，兩種金屬液流同時(shí)從各自的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔。C、鑄型涂料外層砂型表面涂刷耐火度很高的醇基鋯英粉涂料，厚度為1 1. 5mm，在利用自然 熱量烘烤的基礎(chǔ)上，再用烘槍二次烘烤，保證表面干燥度。內(nèi)層砂型采用石墨涂料。3、澆注碳鋼鋼液及高鉻鑄鐵鐵液同時(shí)通過(guò)各自的澆注系統(tǒng)注入同一鑄型內(nèi)，與兩種合金 之間的金屬隔片形成過(guò)渡層并相互熔融，形成完整的鑄件，合型至澆注前應(yīng)用電加熱器，往 型腔內(nèi)加送熱風(fēng)，保證澆注時(shí)金屬隔片具有一定溫度及型腔的干燥度。為保證兩種金屬液與金屬隔片的熔融狀態(tài)，應(yīng)控制兩種液體的澆注溫度，般鋼液的出鋼溫度為1620 1640度，澆注溫度為1520 1540度；高鉻鑄鐵的出 鐵溫度為1450 1470度，澆注溫度為1380 1400度。澆注速度以采用快澆為宜。4、鑄件脫型鑄造碳鋼-高鉻鑄鐵雙金屬?gòu)?fù)合鑄件時(shí)，高鉻鑄鐵裂紋傾向大，鑄件宜在腔內(nèi)保 暖緩冷至200度以下出型。在碳鋼-高鉻鑄鐵雙金屬?gòu)?fù)合鑄件脫型后的首次加熱過(guò)程中，加熱太快或加熱不 均造成的熱應(yīng)力與鑄態(tài)形成的相當(dāng)高的殘留應(yīng)力將疊加起來(lái)，其結(jié)果極易導(dǎo)致冷裂。因此 必須嚴(yán)格控制升溫速度，實(shí)踐證明，復(fù)合鑄件的加熱速度不大于50度/h。根據(jù)鑄件的厚度確定淬火加熱溫度，才能得到高的硬度。此外，即使在空氣中冷卻 的高鉻鑄鐵件，也存在著較大的內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)該盡快地進(jìn)行回火處理。
權(quán)利要求
一種雙金屬?gòu)?fù)合多通管的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟1)按碳鋼氧化法冶煉工藝冶煉結(jié)構(gòu)層碳鋼鋼液，按高合金不氧化法冶煉工藝冶煉基體層高鉻鑄鐵鐵液；2)用金屬隔片將鑄型內(nèi)壁厚部份分隔成內(nèi)層基體層與外層結(jié)構(gòu)層，金屬隔片按多通管的壁厚中間形狀制作；外層結(jié)構(gòu)層澆注碳鋼鋼液，內(nèi)層基體層澆注高鉻鑄鐵鐵液；外層砂型表面涂刷厚度1～1.5mm的醇基鋯英粉涂料，內(nèi)層砂型表面涂刷石墨涂料；3)合型至澆注前先用電加熱器往型腔內(nèi)加送熱風(fēng)，然后將碳鋼鋼液及高鉻鑄鐵鐵液同時(shí)通過(guò)各自的澆注系統(tǒng)注入鑄型內(nèi)，與兩種合金之間的金屬隔片形成過(guò)渡層并相互熔融成完整的鑄件；4)鑄件在腔內(nèi)保暖緩冷至200度以下出型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬?gòu)?fù)合多通管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述碳鋼 鋼液的出鋼溫度為1620 1640度，澆注溫度為1520 1540度；高鉻鑄鐵的出鐵溫度為 1450 1470度，澆注溫度為1380 1400度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙金屬?gòu)?fù)合多通管的生產(chǎn)工藝，包括步驟如下1)冶煉結(jié)構(gòu)層碳鋼鋼液以及基體層高鉻鑄鐵鐵液；2)用金屬隔片將鑄型內(nèi)壁厚部分分隔成內(nèi)、外層，外層澆注碳鋼鋼液，內(nèi)層澆注高鉻鑄鐵鐵液；外層砂型表面涂刷醇基鋯英粉涂料，內(nèi)層砂型表面涂刷石墨涂料；3)合型至澆注前先用電加熱器往型腔內(nèi)加送熱風(fēng)，然后將碳鋼鋼液及高鉻鑄鐵鐵液同時(shí)通過(guò)各自的澆注系統(tǒng)注入鑄型內(nèi)，與兩種合金之間的金屬隔片形成過(guò)渡層并相互熔融成完整的鑄件；4)鑄件在腔內(nèi)保暖緩冷至200℃以下出型。本發(fā)明采用的工藝，提高了雙金屬?gòu)?fù)合管的抗彎強(qiáng)度和撓度值，使復(fù)合管具有塑性材料的特征，保證運(yùn)行安全。
文檔編號(hào)B22D19/16GK101961778SQ20101050515
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者傅德生 申請(qǐng)人:傅德生