[发明专利]一种双金属复合多通管的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属管的生产工艺，尤其是涉及一种双金属复合多通管的生产工艺。

背景技术

据统计，国内每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上，耐腐蚀材料120万吨。近年来，针对设备磨损的具体工况和资源情况，研制出多种新型耐磨材料。主要有改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢系列，高、中、低碳耐磨合金钢系列，抗磨白口铸铁系列，抗磨球墨铸铁，复合耐磨材料。表面技术处理的耐磨材料等。耐蚀材料除传统的不锈钢外，高硅耐蚀铸铁等亦应用较广，但前者制作成本高，后者综合机械性能较差。

双金属复合管根据其内衬材料不同，广泛应用于抗磨、耐蚀工况下流体介质和物料的输送。双金属复合管铸造是指把两种不同成分、性能的铸造合佥分别熔化后，采用重力铸造方法浇入同一铸型内，使之成为能够满足使用要求的完整的双金属复合管。它的不同部位具有不同的性能，通常其外层结构层合金具有较高的力学性能，而内层基体层合金则具有抗磨、耐蚀等特殊使用性能。此前，抗磨双金属复合管的制作工艺采用外部钢管，内衬高铬铸铁或在高铬铸铁管外部包封碳钢管制成，这种工艺方法存在两种合金过渡层无法溶合或熔合不良等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔合优良、能够提高双金属复合管抗弯强度和挠度值的复合管生产工艺。

本发明所需要解决的问题是通过如下的技术方案实现的：步骤如下：1)按碳钢氧化法冶炼工艺冶炼结构层碳钢钢液，按高合金不氧化法冶炼工艺冶炼基体层高铬铸铁铁液；2)用金属隔片将铸型内壁厚部份分隔成内层基体层与外层结构层，金属隔片按多通管的壁厚中间形状制作；外层结构层浇注碳钢钢液，内层基体层浇注高铬铸铁铁液；外层砂型表面涂刷厚度1～1.5mm的醇基锆英粉涂料，内层砂型表面涂刷石墨涂料；3)合型至浇注前先用电加热器往型腔内加送热风，然后将碳钢钢液及高铬铸铁铁液同时通过各自的浇注系统注入铸型内，与两种合金之间的金属隔片形成过渡层并相互熔融成完整的铸件；4)铸件在腔内保暖缓冷至200度以下出型。

本发明所述碳钢钢液的出钢温度为1620～1640度，浇注温度为1520～1540度；高铬铸铁的出铁温度为1450～1470度，浇注温度为1380～1400度。

本发明采用的上述工艺，两种合金层相互熔融成完整的铸件，提高了双金属复合管的抗弯强度，尤其显著提高了双金属复合管的挠度值，使复合管具有塑性材料的特征，从而运行安全得到保证。

具体实施方式

1、金属液的熔炼

A按碳钢氧化法冶炼工艺冶炼结构层碳钢钢液，采用电炉冶炼，整个冶炼过程由熔化期、氧化期、还原期、出钢帧静四个工步组成，在冶炼过程中采用了熔氧结合工艺，熔化期提前进行吹氧，并将吹氧过程一直持续到氧化期终了，即将熔化期结合为一个连续过程，在熔氧期还采用脱P剂造渣。同时由于连续的吹氧操作，可以在氧化末期获得较高的钢液温度，还原期的主要任务是有效地脱氧、脱硫，并调整好化学成份和钢液温度，使之达到出钢要求。

B按高合金不氧化法冶炼工艺冶炼基体层高铬铸铁铁液，炉料主要由高铬铸铁返回料、碳素废钢、低硅生铁和高碳铬铁组成，钼以钼铁或氧化钼加入，铜以电解铜加入；炉料通常在全装料后熔化，为避免铬(硅、铜)的烧损.铬铁(硅铁、铜)应在最后加入；高硅耐蚀铸铁经冲天炉合料后采用上述不氧化法冶炼，高铬(高硅)铸铁可在任何电炉中熔炼，炉衬可以是碱性、酸性或中性的。在感应炉中，因为熔池本身有搅拌作用，熔化温度达1480度即可。

2、铸型

A、铸型采用优质石英砂型。

铸型内用金属隔片将壁厚部份分隔成两部份，金属隔片按多通管如弯头、三通管、四通管的壁厚中间形状制作。

B、浇注系统

铸造碳钢-高铬铸铁双金属复合铸件，外层结构层浇注结构钢，内层基体层浇注高铬铸铁。为防止金属流经浇注系统时发生氧化、吸气及降温过多，采用管式浇注杯及成型耐火砖浇道，两种金属液流同时从各自的浇注系统进入型腔。

C、铸型涂料

外层砂型表面涂刷耐火度很高的醇基锆英粉涂料，厚度为1～1.5mm，在利用自然热量烘烤的基础上，再用烘枪二次烘烤，保证表面干燥度。内层砂型采用石墨涂料。

3、浇注

碳钢钢液及高铬铸铁铁液同时通过各自的浇注系统注入同一铸型内，与两种合金之间的金属隔片形成过渡层并相互熔融，形成完整的铸件，合型至浇注前应用电加热器，往型腔内加送热风，保证浇注时金属隔片具有一定温度及型腔的干燥度。

为保证两种金属液与金属隔片的熔融状态，应控制两种液体的浇注温度，