[发明专利]一种高强度球铁管及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度球铁管，其特征在于，所述高强度球铁管包括：高强度球铁管本体和高强度球铁管外表保护层，所述高强度球铁管本体的外表面设置有高强度球铁管外表保护层；

所述高强度球铁管本体的成分质量百分比为：球铁基体：88.20-94.60wt％，球化剂：2.10-4.80wt％，增碳剂：3.10-5.40wt％，孕育剂：1.20-2.60wt％；

所述高强度球铁管外表保护层的成分质量百分比为：铬：16.20-19.60 wt％，钛：2.50-6.10 wt％，钒：2.10-3.4 wt 0％，铝：4.40-6.10 wt％，铜：3.10-5.40 wt％，硼2.00-3.20wt％，稀土氧化物：1.10-2.60 wt％，余量为镍及不可避免的杂质，所述稀土氧化物选为氧化钕、氧化铈、氧化镨、氧化镧和氧化钐的一种或多种；

所述球铁基体的成分质量百分比为：碳：2.10-3.50wt％，硅：1.90-2.90wt％，锰：0.24-0.40wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，钛：0.02-0.13wt％，铬：3.20-4.50wt％，钼：0.10-0.24wt％，镍：3.20-6.60wt％，钒：1.20-2.10wt％，铜：1.10-2.24wt％，钨：0.21-0.65wt％，铝：0.10-0.94wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种高强度球铁管，其特征在于，所述增碳剂为石墨，粒度为0.2-3mm；所述孕育剂为硅铁或硅钡钙合金，粒度为0.2-3mm。

3.根据权利要求2所述的一种高强度球铁管，其特征在于，所述高强度球铁管本体，抗拉强度≥690MPa，屈服强度≥350MPa，延伸率≥28％，硬度≥130HB。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的一种高强度球铁管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，铁水熔炼：

将选择88.20-94.60wt％的所述球铁基体，球铁基体成分质量百分比为：碳：2.10-3.50wt％，硅：1.90-2.90wt％，锰：0.24-0.40wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.01wt％，钛：0.02-0.13wt％，铬：3.20-4.50wt％，钼：0.10-0.24wt％，镍：3.20-6.60wt％，钒：1.20-2.10wt％，铜：1.10-2.24wt％，钨：0.21-0.65wt％，铝：0.10-0.94wt％，其余为Fe及不可避免的杂质，加入熔炼炉中，进行熔炼，以20-30℃/min的速度升温至1460-1590℃，保温40-60min，获得铁水；

第二步，铁水球化和调质：

对上述第一步中炼出的铁水，选择使用2.10-4.80wt％的球化剂，加入铁水中，加入所述球化剂同时加入3.10-5.40wt％的增碳剂，以及同时加入1.20-2.60wt％的孕育剂，所述增碳剂为石墨，粒度为0.2-3mm；所述孕育剂为硅铁或硅钡钙合金，粒度为0.2-3mm，在1340-1450℃的温度下，保温4-9min，完成对铁水进行铁水球化和调质；

第三步，铁水浇注：

将上述第二步中球化和调质的铁水，保持钢水温度为1300-1400℃浇注到管模中，然后管模以950-1050r/min的速度旋转2-3min后，在管模的外壁上采用冷却水冷却，冷却到400-500℃时，停止喷洒冷却水，自然冷却到室温，浇注后得到所述高强度球铁管本体管坯；

第四步，打磨及热处理：

采用打磨机对上述浇注后得到的 所述高强度球铁管本体管坯的内外表面及两端开口进行 打磨，然后对其进行热处理，最后进行压力测试，得到合格的所述管坯，即为所述高强度球铁管本体；

第五步：熔炼所述高强度球铁管外表保护层原料：

将所述高强度球铁管外表保护层的成分质量百分比为：铬：16.20-19.60％，钛：2.50-6.10％，钒：2.10-3.40％，铝：4.40-6.10％，铜：3.10-5.40％，硼2.00-3.20％，稀土氧化物：1.10-2.60％，余量为镍及不可避免的杂质，在中空感应电炉中熔炼制铸成棒材，其中熔炼温度为1250±50℃；

第六步：获得所述高强度球铁管外表保护层的热喷涂丝材：

将棒材放入电炉内热处理后，采用拉丝机经4-6次减径、拉拔后制成直径4-5mm的所述高强度球铁管外表保护层的热喷涂丝材；

第七步：对所述高强度球铁管本体外表面进行热喷涂：

采用喷涂装置的电弧喷涂或超音速火焰喷涂，将所述热喷涂丝材，对所述高强度球铁管本体外表面进行热喷涂，得到高强度球铁管外表保护层。