[发明专利]一种三层双金属离心浇铸耐磨管的制备方法

说明书

本发明提供一种三层双金属离心浇铸耐磨管的制备方法，该耐磨管包括高铬铸铁内外层，低碳钢或不锈钢或低合金钢中间层，其制备方法包括分别将高铬铸铁、低碳钢或不锈钢或低合金钢熔炼成金属液并预处理，在模筒内壁喷涂防护层并预热，离心浇铸中间层，离心浇铸内层和外层，逐步降低模筒转速完成浇铸。本发明工艺简单、成材率高、实用性强，制备的耐磨管外表面由高铬铸铁金属层包覆，不但耐腐蚀性好，还具有优异的抗固液两相流冲蚀磨损性能。

技术领域

本发明涉及钢管制备技术领域，具体涉及一种三层双金属离心浇铸耐磨管的制备方法。

背景技术

双金属离心浇铸复合管是近年快速发展的一种工程管道，在船舶、疏浚、采矿、水泥等行业有着广泛的应用。通常情况下，双金属离心浇铸复合管的内层由耐磨性和耐腐蚀性较高的高铬铸铁组成，而外层则由强韧性较大的合金钢或低碳钢组成。相比传统的单金属管材，双金属离心浇铸复合管因为兼具了强韧性大、耐磨性高和耐腐蚀性强的优点而具有更长的服役寿命。

然而，随着现代工业的发展，在实际应用中发现双金属离心浇铸复合管的外层管在一些特殊服役环境下仍具有较低的服役寿命。例如，当双金属复合管的外层管为不锈钢材质时，因为不锈钢具有较低的耐磨性使得不锈钢外层管在粉料冲击和流体冲刷下易于发生磨损失效；而当外层管为低碳钢或低合金钢时，因其具有较低的耐腐蚀性使得外层管在湿热气氛下易于发生腐蚀失效。为了克服上述问题，在实际生产中常用的方法为增加外层管的厚度，而这无疑增加了管材的制造成本。因此，在保证双金属复合管强韧性及耐磨性的前提下，尽可能的提高复合管外层金属的耐磨性及耐腐蚀性是提高复合管服役寿命的一个重要发展方向。

发明内容

本发明的目的在于解决现有双金属离心浇铸复合管外层易磨损、易腐蚀的问题，提供一种三层双金属离心浇铸耐磨管及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种三层双金属离心浇铸耐磨管，包括内层、中间层和外层，所述内外层均为高铬铸铁材质，中间层为低碳钢或不锈钢或低合金钢材质。

如前所述三层双金属离心浇铸耐磨管的制备方法，包括以下步骤：a分别将高铬铸铁、低碳钢或不锈钢或低合金钢熔炼成金属液，依次进行去渣、脱氧处理并在预设温度进行保温，b在模筒内壁喷涂防护层并预热，c将低碳钢或不锈钢或低合金钢金属液倒入旋转的模筒内离心浇铸中间层，d将高铬铸铁金属液倒入旋转的模筒内离心浇铸内层和外层，e逐步降低模筒转速完成浇铸。

优选的，步骤a所述预设温度为1500-1700℃。

优选的，步骤b喷涂防护层前先将模筒加热至300℃并保持300转/min的转速，所述防护层为锆英砂隔离层，喷涂完成后停止转动模筒并将其置于500℃下保温1h。

优选的，步骤c、d离心浇注时模筒的转速为343-437转/min。

优选的，步骤d离心浇铸内层和外层前需将中间层冷却至特定温度T，所述特定温度T由下式决定

式中T₀——低碳钢或不锈钢或低合金钢的熔点；

δ——耐磨管高铬铸铁外层的厚度；

D₀——模筒内径，D₀不小于400mm；

α——低碳钢或不锈钢或低合金钢的线膨胀系数；

η——修正系数，η的值在0.8-1.3之间。

优选的，步骤d中高铬铸铁金属液从模筒另一端倒入，浇铸完成5min后调节模筒转速至250转/min并保持5min。