[发明专利]一种砼泵机械配管的铸造和热处理的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械类，特别涉及一种非合金化等温淬火球铁砼泵机械配管的生产方法，尤指一种砼泵机械配管的铸造和热处理的生产方法。

背景技术：

砼泵机械配管亦即砼泵管是砼泵机械的重要易损配件。目前社会上的砼泵机械配管即砼泵管都是选用优质铸钢管，加之内表面超高频淬火处理生产的。砼泵管件的工作面是管子的内表面，一般的铸钢材料采用其它热处理方法无法达到HRC58～67的硬度要求，极易早期磨损。而采用一般的高频淬火设备，多为外表面淬火，无法解决砼泵管内表面易损的难题。所以只有选用内表面超高频淬火处理才能达到目的。这种内表面超高频淬火设备，目前，只有用昂贵的价格从国外进口；另外，经这种设备处理的砼泵管的淬硬层深度只有1.5～1.8mm，淬硬层磨损掉后，砼泵管很快就被磨穿。一般只能生产12000m³混凝土。这是此种铸钢砼泵管内表面高频淬火热处理方法的致命缺憾。加之进口内表面淬火设备价格昂贵，大大提高了商业混凝土的生产成本。再者，为了提高生产效益，增加砼泵机械配管举升高度，对传统的砼泵管减重是必要的。但传统的砼泵管主要工作面只有很薄的一层，无法再继续减薄，这是砼泵管减轻重量的一大障碍，同时也浪费了大量的金属材料。因此，急需加以解决。经有关专家论证，到目前为止，国内外均没有采用非合金化等温淬火球铁新材料铸造成型的砼泵管的报导。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种砼泵机械配管的铸造和热处理的生产方法；解决目前传统的砼泵机械配管使用寿命短；投资较多，生产成本高；无法进行减薄设计和金属耗损多等缺陷。

本发明的技术方案：针对目前砼泵机械配管生产方法存在的上述弊端，一种采用非合金化等温淬火球墨铸铁材料，铸造生产砼泵机械管件的生产方法产生了。这就是采用等温淬火球墨铸铁（Austempered Ducile Iron，其缩写为ADI）这种高性能金属材料制造砼泵管的生产方法。

所谓等温淬火球铁，是上世纪七十年代末，人们把钢的等温淬火工艺移植到球墨铸铁的热处理中，使球铁的基体组织在中温转变区产生针状铁素体和富碳奥氏体组织。这就是人们所称谓的“等温淬火球铁”。这种新材料具有强度高（抗拉强度σ_b由800Mpa～1600Mpa以上），韧性好（伸长率δ由1-10%以上），冲击韧度ak由20～120J/cm²以上，吸震性好，耐磨性好，弯曲疲劳强度和接触疲劳强度与低合金钢相当，质量轻（比钢的密度低十分之一，因而同等大小的零件比钢轻十分之一），成本低等一系列独特优点。其综合性能明显高于普通球铁和锻钢。这种新材料的开发成功，给砼泵机械配管的生产提供了新的生产方法。采用这种ADI新材料生产的砼泵管，确保了整个断面都能淬透，换句话说，从里到外都是相同硬度，大大提高了砼泵管使用寿命，约为传统砼泵管寿命的三倍以上，也为减薄轻量化设计提供了有利条件。

本发明的工艺流程是：先采用非合金化球墨铸铁铸成砼泵管毛坯；之后，经过粗加工后等温淬火热处理；再精加工成砼泵管。所谓非合金化，即为这种新材料中不再加入其它合金化元素。这种新材料的铸造砼泵管已通过装机试验并已进行批量试生产。

本发明综合采用一系列先进的工艺方法：首先，用非合金化等温淬火球铁材料铸造砼泵管。之所以采用非合金化成分是因为管壁较薄，仅4.5mm，无需加合金元素，等温淬火热处理时也可以淬透砼泵管管壁。球铁铁水经吹氩气方法净化，以提高性能；铸造毛坯采用铁模离心铸造方法；球化采用盖包冲入法；等温淬火处理在电脑控制的带有保护气氛的盐炉生产线上进行，保护气氛避免工件表面氧化脱碳，盐炉生产线电脑控制避免人为因素影响，使等温淬火的管件质量更加稳定；选用先粗机械加工后等温淬火处理的方法，最后精加工成型。其生产方法具体步骤如下：

  ⑴ 采用生产非合金化球铁生产砼泵管毛坯。也就是不再加任何合金元素来熔炼球铁原铁水；同时采用吹氩气法净化铁水，减少杂质；其铁水经过提高材料性能的吹氩气净化处理；

⑵ 造型方法选用离心铸造方法。即在离心机上的铁模具里浇注成型的方法。提高球铁管件冷却速度，细化基体组织，比一般砂型铸钢件具有更好的强韧性；