[发明专利]一种输送矿物的防腐耐磨管道的制备方法

摘要

本发明涉及一种输送矿物的防腐耐磨管道的制备方法，其通过离心铸造制得耐磨管道本体，并且经过淬火、高温回火、固溶强化热处理以及两次回火弥散硬化热处理工艺，然后在管道外壁涂上经过试验配置的水玻璃纳米复合涂料，并且经过高温固化后冷却，得到抗高温氧化防腐镀膜内层，最后再管道内壁涂上耐磨涂层，所制得的金属管道具有较高的硬度和耐磨性能，其防腐外涂层具有优异的耐水性、防污效果，以及耐高温性能，其耐磨内涂层具有优异的耐磨性能。

主权项

一种输送矿物的防腐耐磨管道的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：A）制备耐磨管道本体1）取材，选择以下化学成分重量百分比的原料：C：1.6~3.7%，               V：4.5~8.5%， W：3.2~9.1%，               Mo：2.4~7.6%，Cr：3.8~8.9%，                  RE：0.15~0.4%，Mn：0.3~0.7%，              Si：0.05~1.0%，B：0.01‑0.02%，             Al：0.2~0.8%，Nb：0.08~2.4%，             Ni：0.1~0.3%，余量为Fe和微量不可避免杂质；2）将普通废钢、微碳铬铁、铌铁、镍铁、钨铁、钼铁、铬铁、铌铁、镍铁和锰铁混合加热熔化，用生铁或石墨增碳，混合加热熔化成钢水，钢水熔清后加入硅铁进行预脱氧；3）按照原料成分配比，炉前调整成分合格后升温至1580‑1630℃，再加入铝块进行最终脱氧，而后出炉；4）将稀土硅铁合金、硼铁、钒铁置于浇包底部，用包内冲入法对钢水复合变质处理，高碳高合金钢钢水预制完成；5）在离心机上放置经型筒并将预制好的钢水浇入型筒内，离心浇铸成厚度为30~35mm的钢管；6）离心浇铸完成后，当铸管内壁温度降到200℃以下时停车脱模，将铸管与型筒分离并且取出； 7）先对铸管进行淬火，在温度为910~950℃下保温180~220min，然后以大约55~70℃/S的冷却速度油冷至室温，再进行高温回火，将铸管加热至720~740℃并且保温150~180min，炉冷至室温，从而完成调质热处理；8）将经过上述处理的铸管再加热至温度930~980℃并且保温110~130min，然后以大约70~85℃/S的冷却速度油冷至室温，从而使合金元素固溶于基体金属中，完成固溶强化热处理；9）最后再进行两次回火弥散硬化热处理工艺：一次回火温度为350~400℃，保温时间为70~90min，空冷至室温；二次回火温度为520~550℃，保温时间70~90min，空冷至室温，完成对于铸管的热处理；10）对经过热处理的铸管管道进行内镗外扒、内外圆磨削的机加工，得到耐磨管道本体；B）制备外壁抗高温氧化防腐涂层1）选择以下化学成分重量比的原料：23~25重量份的甲基三乙氧基硅烷；7~8重量份的二甲基二乙氧基硅烷；0.8~0.9重量份的NaOH；2~3重量份的Al2O3；0.3~0.4重量份的TiO2；9~11重量份的甲基乙二醇；4~5重量份的水；2）将上述原料中的甲基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷混合，磁力搅拌均匀后加入原料中相应配比的NaOH，在室温下搅拌反应16小时；3）在上述步骤所制得的溶液中缓慢加入原料中相应配比的水，加毕后，在室温下继续反应2小时，得到水玻璃胶体溶液；4） 将上述原料中的Al2O3和TiO2加入到甲基乙二醇中，采用超声波分散，得到分散均匀的Al2O3、TiO2分散液，然后加入到上述步骤制得的水玻璃胶体溶液中，室温下搅拌均匀得到水玻璃纳米复合涂料；5）将步骤A）制得的耐磨管道本体外壁进行喷砂除锈或化学酸洗除锈、清洗、磷化处理，将上述步骤合成得到的水玻璃纳米复合涂料采用旋涂法涂布到管道本体外壁上，待膜层在室温中干燥后，固化得到稳定的膜层，再采用氮气作为保护气体，将管道温度升高到400℃并保持30分钟，然后始终在保护气体的环境中冷却，在管道外壁获得抗高温氧化防腐镀膜层；C）制备内壁耐磨涂层1）根据如下配比称取各原料组分；TiO2                            25~55wt.%NiCrBSiFe         9~27wt.%Cr2O3              20~38wt.%C‑Ni              10~15wt.%，其中Ni重量含量为60~75%2）将上述组分粉末进行机械混合，机械混粉时间不低于30分钟；3）对管道本体内壁进行喷砂处理；4）将上述机械混合后的粉末作为喂料进行喷涂，通过等离子喷枪形成高温高速等离子射流，反复喷涂最终获得150~250μm左右的涂层；最终制得输送矿物的防腐耐磨管道。