[发明专利]基于消失模铸造与振动浇注的双金属弯管制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于耐磨复合管件制造技术领域，特别是一种双金属弯管制造工艺。

背景技术

近年来，随着建筑行业的蓬勃发展，高压混凝土输送泵车不断更新换代，其臂架泵送混凝土的高度和距离也在不断增加，对其臂架输送管道，尤其是承受冲击以及耐磨的弯管部分的性能及使用寿命提出了更高的要求。由于高速传送的物料在通过臂架输送弯管时产生很大的离心力，加剧了高速物料对输送弯管外侧的冲击磨损及腐蚀，从而使其成为输送管道中最为薄弱的一环。现有单一材质很难实现耐磨性与韧性的完美结合，无法有效的提高臂架输送弯管的使用寿命。因此，目前广泛采用兼具耐磨性与韧性的双金属复合弯管，以有效提高臂架输送弯管的使用寿命，减少其更换频率，降低使用成本。

目前，双金属弯管制造工艺主要有离心铸造工艺、装镶铸石管道工艺、塑性成型工艺以及陶瓷复合钢管工艺等几种。由于工艺本身的局限性，离心铸造工艺只能生产复合直管而不能生产弯管，且其不能消除内外材质因冷却收缩不一致而产生的细小缝隙。装镶铸石管道工艺所生产的铸石弯管采用铸石作为内衬材料，复合弯管耐磨耐蚀性能良好，但由于铸石属脆性材料，其抗拉及抗冲击性能较差，一般用于低应力冲击条件下使用，且铸石复合弯管尺寸较大，限制了其在高压混凝土泵车上的应用。塑性成型工艺一般采用内缩或外胀的方式使内外两层形成紧密配合状态，即机械结合，但无法形成有效的冶金结合；陶瓷复合钢管工艺复杂，且多为直管，其弯管一般由多节直管相互焊接而成，其节状形态阻碍了流体在其中的流动，管内存在的多个焊接接缝也极易发生磨损磨穿现象，限制了其使用寿命。

中国专利文献95106239.5中公开了一种利用消失模真空吸铸工艺进行双金属弯管的制备，该工艺利用泡沫内衬与外层钢管进行组合形成模样，随后在真空作用下进行浇注。此工艺一方面由于其冷却速度较慢，容易造成耐磨体晶粒粗大、组织不致密等问题，另一方面，其双金属界面也会因内衬体冷却收缩而产生细小缝隙，不利于双金属复合弯管韧性的提高，尤其是双金属弯管外侧存在缝隙，不能使双金属形成机械冶金结合，严重降低了双金属复合弯管的韧性，同时使用过程中很容易由于弯管更换不及时发生双金属弯管内衬体与外层钢管的分离脱落现象，从而输送管道整体阻塞，造成工程事故。

发明内容

本发明的目的就是要避免现有技术中存在的不足之处，提供一种既能够消除双金属弯管外侧结合界面缝隙，实现双金属紧密冶金结合，提高双金属复合弯管外侧的韧性，又能够实现细化耐磨体晶粒，使其组织更为致密耐磨的基于消失模铸造的双金属弯管制造工艺。

实现本发明目的基于消失模铸造与振动浇注的双金属弯管制造工艺，包括：

将双金属弯管内衬的泡沫模样与外侧外壁钻有通孔的外层钢管进行组装，并用泡沫体封堵所述通孔，形成组合模样；将所述组合模样粘接消失模发泡成型的浇注系统及出气孔，形成整体模样，并置于砂箱中填砂造型；烧空整体模样内的泡沫模样并利用高温火焰对钢管预热，再将所述砂箱置于振动浇注震实台上进行无真空振动浇注，保温一定时间后开箱清理铸件，即完成双金属弯管的制作。

具体可以为如下步骤：

(1)采用消失模发泡成型技术制作弯管内衬泡沫模样，并将其放置于50～55℃的烘房中进行充分干燥；

(2)将外层钢管进行充分固定，利用冲击钻在钢管外侧管壁上钻通孔，孔的分布成对称排列，孔的尺寸及数量根据复合弯管尺寸大小而定；

(3)利用发泡成型技术或手工切割技术制作用来封堵步骤(2)中通孔的小型泡沫体，其形状不限，其尺寸比步骤(2)中所钻孔的尺寸大15～30mm，高度为10～30mm；

(4)将步骤(1)中的已经烘干的弯管内衬泡沫模样与步骤(2)中外侧打好孔的钢管进行组装，并用热熔胶或冷胶对两端缝隙进行封堵；

(5)用步骤(3)中的小型泡沫体封堵住钢管外侧管壁上的通孔，并用热熔胶或冷胶对其接触边缘进行封堵，形成组合模样；

(6)将步骤(5)中封堵好孔洞的组合模样粘接消失模发泡成型的浇注系统及出气孔，形成整体模样；

(7)将步骤(6)中粘接好浇注系统及出气孔的整体模样浸涂高强度耐火涂料，并将其置于烘房中进行充分干燥；

(8)重复步骤(7)2～3次，直至涂层厚度达1～2mm左右；

(9)将烘干涂料后的整体模样置于砂箱中填砂造型，并置于振动台上振实砂型，所用消失模干砂目数为30～50目；