一種雙金屬耐磨復(fù)合管，該管含有外層的碳鋼層和內(nèi)層的耐磨高鉻鑄鐵層，所述的碳鋼層為材料為ＺＧ１５、ＺＧ２５、ＺＧ３５三種材料中的任選一種，所述的耐磨層的材料為ＫＭＴＢＣｒ２６Ｇ、ＫＭＴＢＣｒ２０ＭｏＧ、ＫＭＴＢＣｒ１５ＭｏＧ三種材料中的任選一種。所述的復(fù)合管為直管、彎管、三通管、四通管、異形管中的一種。該復(fù)合管結(jié)合利用了碳鋼和高鉻鑄鐵的特性，解決了耐磨性和韌性的問題，同時(shí)成本較低，也解決了單一材質(zhì)難以調(diào)和的可焊性和耐磨性的矛盾；使用壽命長，運(yùn)輸、安裝、使用方便。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種物料遠(yuǎn)距離壓力輸送使用的管道，特別是涉及一種雙金屬 耐磨復(fù)合管。二
技術(shù)介紹
在礦山、冶煉、煤炭、電力等行業(yè)中，物料的運(yùn)輸都是采用遠(yuǎn)距離壓力輸 送，管道承受著相當(dāng)?shù)膲毫Σ⒔?jīng)受嚴(yán)重磨損。輸送管道一般由直管和不同角度 彎管組成，夾帶固體粉料的高速氣流或液流流過管道時(shí)，固體顆粒對管道產(chǎn)生 嚴(yán)重的磨損，特別是流過彎管時(shí)，在離心力的作用下對彎管的外側(cè)壁的磨損速 度遠(yuǎn)大于直管部位。單一材質(zhì)的管道無法滿足此工況的要求。因考慮其使用安 全性，重點(diǎn)放在提高管道的韌性上，重點(diǎn)放在提高管道的韌性上，國內(nèi)外普遍采用A3、 16Mn無縫鋼管，致使管道嚴(yán)重磨損，更換頻繁。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年輸送無 縫、有縫鋼管損耗高達(dá)幾十億元。停產(chǎn)檢修導(dǎo)致?lián)p失更無法統(tǒng)計(jì)。目前國內(nèi)外較為成熟的且使用較為普遍的管道主要有鑄石管道、陶瓷復(fù)合 管、稀土合金耐磨管等，但從實(shí)際應(yīng)用效果來看，有以下缺點(diǎn)1、鑄石管道由于工藝原因，鑄石管的厚度較大，"傻、大、笨、粗，"在使用上受到很 大限制。另外鑄石管存在無法克服的玻璃相和空洞，較脆容易破碎，給輸送和 安裝帶來很大的困難。由于鑄石屬于脆性材料，內(nèi)外兩層為機(jī)械結(jié)合，結(jié)合強(qiáng) 度低，內(nèi)襯的整體效果差，在使用中受到漿體的沖擊后易于發(fā)生破碎或剝落，4一方面出現(xiàn)早期失效，另一方面碎片會造成堵塞而影響生產(chǎn)，在實(shí)際使用中逐2、 陶瓷復(fù)合管組織中的孔隙率較大。只能在低應(yīng)力和軟磨料工況下使用，否則氧化鋁硬 質(zhì)點(diǎn)易脫落，失去耐磨性；復(fù)合彎管的制作仍然是先制造直管，然后再采取打 折線的方法焊接成蝦米腰形式，彎管內(nèi)部是折線形狀，改變了物料在彎管中的 弧線運(yùn)動的軌跡，增加了物料的輸送阻力；焊接形成死角，物料直接沖刷死角 產(chǎn)生早期失效；外管直接焊接，內(nèi)側(cè)形成裸露層，該處無耐磨性可言；死角處 加劇紊流程度，加劇彎管早期磨損失效。由于是非金屬與金屬復(fù)合，熱膨脹系 數(shù)相差甚大，陶瓷層抵抗熱膨脹能力較差，在有濕度急劇變化的工況下產(chǎn)生較 大熱應(yīng)力，陶瓷層容易出現(xiàn)大面積脫落。3、 稀土合金耐磨鋼管硬度要低的多，抗磨料磨損性能差。由于是單一材質(zhì)，它解決不了耐磨性 和可焊接性的矛盾，耐磨性和韌性都不是最佳的。 一般采用砂型鑄造，易產(chǎn)生 沖砂、夾渣、氣孔等缺陷，尺寸精度較差。中國專利200720090419.6公開了一種鋼-髙鉻鎳耐磨復(fù)合管，在管體內(nèi)壁 真空吸鑄一層高鉻鎳合金層，該專利中的復(fù)合管在一定程度上解決了上述問題， 但是由于其采用的高鉻鎳合金材料中的鎳的價(jià)格較高，從而決定了其成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為解決上述問題提出一種雙金屬耐磨復(fù)合管。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案是 一種雙金屬耐磨復(fù)合管，該管含有外層的碳鋼層和內(nèi)層的耐磨高鉻鑄鐵層，所述的碳鋼層為材料為ZG15、 ZG25、 ZG35三種材料中的任選一種，所述的耐磨層的材料為KMTBCr26G、 KMTBCr20MoG、 KMTBCrl5MoG三種材料中的任選一種。所述的復(fù)合管為直管、彎管、三通管、四通管、異形管中的一種。 所述的直管采用離心鑄造工藝制作；所述的彎管、三通管、四通管、異形管采用消失模鑄造工藝制作。所述的彎管外側(cè)的耐磨高鉻鑄鐵層壁厚S 1大于內(nèi)側(cè)的耐磨高鉻鑄鐵層壁厚S2，其耐磨高鉻鑄鐵層壁厚為連續(xù)變厚度結(jié)構(gòu)，耐磨高鉻鑄鐵層截面的外壁 中心于內(nèi)壁的中心距為e= ( S 1- S 2) /2。 所述的離心鑄造工藝(1) 管模預(yù)熱；選擇合適的管模，預(yù)熱至50(TC;(2) 噴涂料；管模冷卻至250-300'C后噴涂2. 0-2. 5MM涂料；(3) 澆注低碳鋼外壁；澆注過程中離心管模轉(zhuǎn)速為設(shè)定為140-150轉(zhuǎn)/分， 澆注溫度1550-1600°C;(4) 澆注內(nèi)壁高鉻鑄鐵；外壁澆注結(jié)束10-30秒(根據(jù)鋼水重量)后開始 澆注內(nèi)壁高鉻鑄鐵，澆注過程中離心管模轉(zhuǎn)速為設(shè)定為140-150轉(zhuǎn)/分，澆注溫 度1420-1450°C;(5) 待金屬凝固后離心機(jī)即可停止轉(zhuǎn)動，取出雙金屬耐磨復(fù)合管。 所述的消失模鑄造工藝(1) 預(yù)鑄、壓制或者煨制彎管、三通管、四通管、異型管外壁；(2) 彎管、三通管、四通管、異型管內(nèi)壁隨型貼附EPS泡沫型；(3) EPS泡沫型表面刷涂消失模專用涂料2-4遍；(4) 在45-5(TC的烘干房中進(jìn)行烘干；(5) 將模型裝入砂箱，放在振動臺上振實(shí)型砂；(6) 在0.04-0. 07MPa的負(fù)壓下澆注高鉻鑄鐵，澆注溫度1420-1450'C;(7) 待金屬凝固后開箱，取出雙金屬耐磨復(fù)合管。 所述的復(fù)合管端頭設(shè)有連接結(jié)構(gòu)。所述的連接結(jié)構(gòu)為焊接用連接頭，該連接頭內(nèi)端厚度與所述的耐磨層厚度 匹配，外端厚度與整個(gè)復(fù)合管壁厚匹配，連接頭的內(nèi)端嵌入復(fù)合管的碳鋼層內(nèi) 表面并與耐磨層對接，在連接頭與復(fù)合管的碳鋼層的接縫處焊接。所述的連接結(jié)構(gòu)為焊接在復(fù)合管端部的法蘭盤，該法蘭盤內(nèi)圈與復(fù)合管端 部直徑匹配，該法蘭盤內(nèi)圈與復(fù)合管的碳鋼層焊接成一體。所述的連接結(jié)構(gòu)的材料為與復(fù)合管外壁材料焊接性相近的低碳鋼材料。本專利技術(shù)的有益效果1、 外層采用碳鋼層，內(nèi)層采用高鉻鑄鐵，外層具有很強(qiáng)的韌性，內(nèi)層具有 很強(qiáng)的硬度，結(jié)合利用了碳鋼和高鉻鑄鐵的特性，總體提高了該復(fù)合管的韌性 和強(qiáng)度，從而提高了該復(fù)合管的抗沖擊能力和耐磨性；與中國專利 200720090419.6的技術(shù)中的復(fù)合管相比，本專利中的高鉻鑄鐵，由于含鎳 量很低，所以成本較低，但是與外層的碳鋼結(jié)合后，同樣能是復(fù)合管達(dá)到相應(yīng) 的力學(xué)性能。2、 不同的管型采用不同的制造工藝，直管由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)適合采用雙金屬 復(fù)合澆注工藝，能夠發(fā)揮離心鑄造工藝的速度優(yōu)勢，充分提高其生產(chǎn)速度，并 且成型后的復(fù)合管的冶金結(jié)合好，組織致密無氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷； 彎管、三通管、四通管和異型管釆用消失模鑄造工藝，由于是在負(fù)壓真空下澆 注，內(nèi)在質(zhì)量好，無鑄造缺陷，另外采用干砂流動造型 鑄造周期短，生產(chǎn)效率高。3、 綜合性能好復(fù)合管的外壁采用碳鋼層，內(nèi)壁采用高鉻鑄鐵的耐磨材料，形成了較好的 冶金結(jié)合，既具有高合金材料的耐磨、耐腐蝕特性，又有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較 高的抗沖擊性能，充分解決了單一材質(zhì)難以調(diào)和的可焊性和耐磨性的矛盾，使 材料性能優(yōu)勢發(fā)揮到最佳程度。4、 耐磨性高該復(fù)合管的內(nèi)層為高鉻鑄鐵材料，特別是KMTBCr26G、 KMTBCr20MoG、 KMTBCrl5MoG，組織中含有約45%的M7C3型硬質(zhì)碳化物，由于這種Ka型碳化物 的結(jié)構(gòu)為棒狀，而使其具有較高的韌性，同時(shí)Ka型碳化物的微觀硬度很高 (Hv1500-1800),使耐磨層的宏觀硬度在HRC55以上，因而耐磨性能很好。5、 耐腐蝕能力強(qiáng)、耐高溫能力強(qiáng)由于Ka型碳化物組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及固液含Cr量的基體有較強(qiáng)的耐熱、 耐腐蝕性能，在高溫或腐蝕環(huán)境下能顯示出良好的耐腐蝕、耐磨性能。6、 管道系統(tǒng)運(yùn)行阻力小、外形美觀該復(fù)合工藝屬國內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)了我國防腐耐磨工業(yè)輸送管道的空白，解決 了彎管無法復(fù)合的難題，彎管、三通管、四通管及其他異形管能做到整體復(fù)合。 改變了打折線制作彎管和其他異形管道的傳統(tǒng)工藝的方法，不改變物料在彎管 中的運(yùn)動軌跡，阻力較小，能源消耗少。由于彎管做到整體復(fù)合，不會出現(xiàn)死角，不會發(fā)生早期的局部磨損現(xiàn)象。 特別對于彎管可做到偏心復(fù)合，彎管的外側(cè)根據(jù)工況可加厚復(fù)合，即做到提高 彎管的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙金屬耐磨復(fù)合管，其特征是：該管含有外層的碳鋼層和內(nèi)層的耐磨高鉻鑄鐵層，所述的碳鋼層為材料為ＺＧ１５、ＺＧ２５、ＺＧ３５三種材料中的任選一種，所述的耐磨層的材料為ＫＭＴＢＣｒ２６Ｇ、ＫＭＴＢＣｒ２０ＭｏＧ、ＫＭＴＢＣｒ１５ＭｏＧ三種材料中的任選一種。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚萬林，王海洋，
申請(專利權(quán))人：鄭州神牛鑄造有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：41[中國|河南]
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