多金屬耐磨鋼管及製造方法
2023-06-03 19:02:21
專利名稱：多金屬耐磨鋼管及製造方法
技術領域：
本發明涉及一種多金屬耐磨鋼管及製造方法。
背景技術：
鋼管以其良好的綜合性能而廣泛應用於電力、冶金、煤炭、石油、 化工、機械等行業，現在製造耐磨鋼管常採用離心澆鑄法製造，能有 效的提高鋼管的質量，其工序少、加工周期短、能改善鋼管內部的組 織性能，其質量明顯得到提高。
現在其材料配比為鐵粉90%、鋁粉9.8%， 二氧化矽0.2%， 缺陷是生產過程中易出現氣孔、夾渣、組織疏鬆、變形量大，剛玉 層易脫落等，其最重要的是在添加了多元合金後大口徑(4730)以 上管件無法用離心法生產。
發明內容
本發明針對上述缺陷，目的在於提供一種能進一步提高鋼管質量， 且能擴大離心法應用範圍的多金屬耐磨鋼管及製造方法。
本發明的技術方案是本發明包括以下組分，各組分的重量百分 比為鐵粉82%-88%、鋁粉7%-12%、 二氧化矽0.1%-0.3%、釩鐵 0.1%畫0.3%、鈮鐵0.2%-0.5%、高鉻鐵1%-1.5%、鎳0.8%-1.2%、銅粉 1%-5%。
加工方法包括以下加工步驟(1) 混料將權利要求1所述的各組分的粉料，按照重量百分 比放入混料機混合，使其混合成均勻狀；
(2) 離心澆鑄將鋼管裝入離心機的管模內，並用布料器將混 合後的物料布入鋼管內，鋼管兩端裝設端蓋，後開啟離心電機至轉速
600-1000轉/分，同時點火器點火燃燒，其溫度大於240(TC，持續時 間80-100秒，製成多金屬耐磨鋼管；
(3) 冷卻在生產過程中用水對管模機冷卻，停機後即取出多 金屬耐磨鋼管，後放在自然環境中進一步冷卻
(4)檢驗、入庫按標準對多金屬耐磨鋼管進行檢驗後包裝入庫。 本發明具有以下特點
(一) 通過對生產過程中電機轉速的控制由每分鐘2000多轉調整 為600-1000轉/分鐘，解決了同行業中在添加了多元合金後，直徑730 以上管件無法用離心法生產的技術難題。
(二) 綜合性能好，解決了管道生產中出現氣 L、夾渣、組織疏鬆、 變形量大等常見的鑄造缺陷。
(三) 在傳統的耐磨管道、氧化鐵粉、鋁粉二元合金的基礎上又添 加釩鐵(Fev)、鈮鐵(FeNb)，高鉻鐵(FeCr)，鎳(Ni)，銅(Cu) 等。本產品使用的多元合金新型材料。使該材料既具有高合金鑄造的 耐磨性，又具有較高的機械強度和抗衝擊性能。同時提高材料的可焊 性。
(四)耐磨性更高特種多金屬耐磨鋼管加入FevFeNb FeCr Ni Cu以後，材料金相組織又發生了變化，晶粒更為細密，強度更高，並使金屬基體進一步鈍化，從而使原材料的耐磨性能得到提高
(HV1500-1800).
(五)耐高溫、耐腐蝕能力更強，合金中Ni元素，Cu元素的含 量直接決定了材料的耐溫指標，Cr元素，Cu元素的含量決定了材料的 耐腐蝕能力，這些元素成分的合理搭配，使該新型的特種多金屬耐磨 鋼管同時具備上述多種優良性能，能適應各種惡劣工礦條件的使用， 成為當今最佳更新換代產品。
附圖為本發明的工藝流程圖具體實施方式
實施例一
本發明包括以下組分，各組分的重量百分比為鐵粉85%、鋁粉 9%、 二氧化矽0.2%、釩鐵0.2%、鈮鐵0.3%、高鉻鐵1.3%、鎳1%、 銅粉3%。
其加工方法包括以下加工步驟
(1) 混料將權利要求1所述的各組分的粉料，按照重量百分 比放入混料機內混合，使其混合成均勻狀；
(2) 離心澆鑄將鋼管裝入離心機的管模內，並用布料器將混 合後的物料布入鋼管內，鋼管兩端裝設端蓋，後開啟離心電機至轉速 800轉/分，同時點火器點火燃燒，其溫度為240(TC，持續時間90秒， 製成多金屬耐磨鋼管；
(3) 冷卻在生產過程中對管模機冷卻，停機後從管模機中取出多金屬耐磨鋼管，後放在自然環境中進一步冷卻
(4)檢驗、入庫按標準對多金屬耐磨鋼管進行檢驗後包裝入庫。
本發明的鋼管可根據實際需要切割成不同規格，以製造出適合需 要的鋼管，實際使用時，可根據使用的不同場合，將多根多金屬耐磨 鋼管焊接，以適應需要。
與傳統生產工藝截然不同，採用自燃技術生產的多金屬鋼管具有 獨特的組織結構。獨特的組織結構又決定了它的優良的綜合性能。它 不但抗磨損、耐腐蝕、耐高溫、有高的硬度和強度，而且具有良好的 抗機械衝擊和熱衝擊的綜合性能。
多金屬鋼管與傳統的鋼管、耐磨合金鑄造鋼管、鑄石管以及鋼塑、 鋼橡管等有著本質性的區別。多金屬鋼管外層是無縫鋼管，內層是多
金屬層。金屬層硬度高達HV1100-1400,相當於鎢鈷硬質合金，耐磨 性比碳鋼管高20倍以上。多金屬鋼管抗磨損主要是靠內層幾毫米厚的 金屬層，這比耐磨合金鑄鋼管、陶瓷管、鑄石管既靠成分和組織，又 靠厚度來抗磨已經有了質的飛躍。
多金屬鋼管熔點為240(TC，多金屬層與鋼層由於工藝原因結構特 殊，應力場也特殊。在常溫下金屬層受到壓應力，鋼層受到拉應力。 只有溫度升高到50(TC以上，由於二者熱膨脹係數不一樣，熱膨脹產生 的新應力場才使多金屬鋼管中原來存在的應力場相互抵消，使金屬層 與鋼管層兩者處於應力平衡狀態。當溫度升高到80(TC，把金屬鋼管放 入冷水內，反覆多次，金屬層也不裂縫或崩裂，表現出無可比擬的抗熱衝擊性能，這一性能在工程施工中大有用處。由於外層是鋼鐵，加 之內層升溫也不崩裂，在施工中，對法蘭、吹掃口、防爆門等能進行 焊接，也可用直接焊接方法進行管道連接，這比耐磨合金鑄鋼管、鑄 石管和鋼塑、鋼橡管在施工中不易焊接或不能焊接更勝一籌。多金屬 鋼管抗機械衝擊性能也好，在運輸、安裝、敲打以及兩支架間自重彎 曲變形時，金屬層均不破裂脫落。
多金屬鋼管內層為緻密金屬層，耐酸度96-98%。經測定多金屬 鋼管耐蝕性比不鏽鋼高十倍。 實施例二
本發明包括以下組分，各組分的重量百分比為鐵粉88%、鋁粉 7%、 二氧化矽0.2%、釩鐵0.2%、鈮鐵0.2%、高鉻鐵1.2°/。、鎳1.2%、 銅2%。
其加工方法包括以下加工步驟
(1) 混料將權利要求1所述的各組分的粉料，按照重量百分 比混合後放入混料機，使其混合成均勻狀；
(2) 離心澆鑄將鋼管裝入離心機的管模內，並用布料器將混 合後的物料布入鋼管內，鋼管兩端裝設端蓋，後開啟離心電機至轉速 900轉/分，同時點火器點火燃燒，其溫度260(TC，持續時間90秒， 製成多金屬耐磨鋼管；
(3) 冷卻在生產過程中對管模機進行冷卻，停機後從管模中 取出多金屬耐磨鋼管，後放在自然環境中進一步冷卻
(4) 檢驗、入庫按標準對多金屬耐磨鋼管進行檢驗後包裝入庫。
本發明的鋼管可根據實際需要切割成不同規格，以製造出適合需 要的鋼管，實際使用時，可根據使用的不同場合，將多根多金屬耐磨 鋼管焊接，以適應需要。
權利要求
1、多金屬耐磨鋼管及製造方法，其特徵在於，包括以下組分，各組分的重量百分比為鐵粉82％-88％、鋁粉7％-12％、二氧化矽0.1％-0.3％、釩鐵0.1％-0.3％、鈮鐵0.2％-0.5％、高鉻鐵1％-1.5％、鎳0.8％-1.2％、銅1％-5％。
2、 多金屬耐磨鋼管及製造方法，其特徵在於，包括以下加工步(1) 混料將權利要求1所述的各組分的粉料，按照重量百分 比放入混料機混合，使其混合成均勻狀；(2) 離心澆鑄將鋼管裝入離心機的管模內，並用布料器將混 合後的物料布入鋼管內，鋼管兩端裝設端蓋，開啟離心電機至轉速 600-1000轉/分鐘，同時點火器點火燃燒，其溫度大於2400'C，持續 時間80-100秒，使粉料進行熔融反應，在離心機內按比重大小分離， 製成多金屬耐磨鋼管；(3) 冷卻生產過程中對管模機進行冷卻，停機後從管模中取 出多金屬耐磨鋼管，後放在自然環境中進一步冷卻(4) 檢驗、入庫按標準對多金屬耐磨鋼管進行檢驗後包裝入庫。
全文摘要
多金屬耐磨鋼管及製造方法。本發明涉及一種多金屬耐磨鋼管及製造方法。包括以下組分，各組分的重量百分比為鐵粉82％-88％、鋁粉7％-12％、二氧化矽0.1％-0.3％、釩鐵0.1％-0.3％、鈮鐵0.2％-0.5％、高鉻鐵1％-1.5％、鎳0.8％-1.2％、銅1％-5％。本發明採用自燃技術生產的多金屬鋼管具有獨特的組織結構。獨特的組織結構又決定了它的優良的綜合性能。它不但抗磨損、耐腐蝕、耐高溫、有高的硬度和強度，而且具有良好的抗機械衝擊和熱衝擊的綜合性能。
文檔編號F16L9/00GK101586698SQ20081002422
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月23日 優先權日2008年5月23日
發明者樂家亮, 樂少兵, 王伏成 申請人:樂少兵