多金属耐磨钢管及制造方法.pdf

多金属耐磨钢管及制造方法。本发明涉及一种多金属耐磨钢管及制造方法。包括以下组分，各组分的重量百分比为：铁粉82％-88％、铝粉7％-12％、二氧化硅0.1％-0.3％、钒铁0.1％-0.3％、铌铁0.2％-0.5％、高铬铁1％-1.5％、镍0.8％-1.2％、铜1％-5％。本发明采用自燃技术生产的多金属钢管具有独特的组织结构。独特的组织结构又决定了它的优良的综合性能。它不但抗磨损、耐腐蚀、耐高温、有高的硬度和强度，而且具有良好的抗机械冲击和热冲击的综合性能。

1、  多金属耐磨钢管及制造方法，其特征在于，包括以下组分，各组分的重量百分比为：铁粉82％-88％、铝粉7％-12％、二氧化硅0.1％-0.3％、钒铁0.1％-0.3％、铌铁0.2％-0.5％、高铬铁1％-1.5％、镍0.8％-1.2％、铜1％-5％。

2、  多金属耐磨钢管及制造方法，其特征在于，包括以下加工步骤：
(1)混料：将权利要求1所述的各组分的粉料，按照重量百分比放入混料机混合，使其混合成均匀状；
(2)离心浇铸：将钢管装入离心机的管模内，并用布料器将混合后的物料布入钢管内，钢管两端装设端盖，开启离心电机至转速600-1000转/分钟，同时点火器点火燃烧，其温度大于2400℃，持续时间80-100秒，使粉料进行熔融反应，在离心机内按比重大小分离，制成多金属耐磨钢管；
(3)冷却：生产过程中对管模机进行冷却，停机后从管模中取出多金属耐磨钢管，后放在自然环境中进一步冷却：
(4)检验、入库：按标准对多金属耐磨钢管进行检验后包装入库。

多金属耐磨钢管及制造方法
技术领域
本发明涉及一种多金属耐磨钢管及制造方法。
背景技术
钢管以其良好的综合性能而广泛应用于电力、冶金、煤炭、石油、化工、机械等行业，现在制造耐磨钢管常采用离心浇铸法制造，能有效的提高钢管的质量，其工序少、加工周期短、能改善钢管内部的组织性能，其质量明显得到提高。
现在其材料配比为：铁粉90％、铝粉9.8％，二氧化硅0.2％，缺陷是：生产过程中易出现气孔、夹渣、组织疏松、变形量大，刚玉层易脱落等，其最重要的是在添加了多元合金后大口径(φ730)以上管件无法用离心法生产。
发明内容
本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种能进一步提高钢管质量，且能扩大离心法应用范围的多金属耐磨钢管及制造方法。
本发明的技术方案是：本发明包括以下组分，各组分的重量百分比为：铁粉82％-88％、铝粉7％-12％、二氧化硅0.1％-0.3％、钒铁0.1％-0.3％、铌铁0.2％-0.5％、高铬铁1％-1.5％、镍0.8％-1.2％、铜粉1％-5％。
加工方法包括以下加工步骤：
(1)混料：将权利要求1所述的各组分的粉料，按照重量百分比放入混料机混合，使其混合成均匀状；
(2)离心浇铸：将钢管装入离心机的管模内，并用布料器将混合后的物料布入钢管内，钢管两端装设端盖，后开启离心电机至转速600-1000转/分，同时点火器点火燃烧，其温度大于2400℃，持续时间80-100秒，制成多金属耐磨钢管；
(3)冷却：在生产过程中用水对管模机冷却，停机后即取出多金属耐磨钢管，后放在自然环境中进一步冷却：
(4)检验、入库：按标准对多金属耐磨钢管进行检验后包装入库。
本发明具有以下特点：
(一)通过对生产过程中电机转速的控制由每分钟2000多转调整为600-1000转/分钟，解决了同行业中在添加了多元合金后，直径730以上管件无法用离心法生产的技术难题。
(二)综合性能好，解决了管道生产中出现气孔、夹渣、组织疏松、变形量大等常见的铸造缺陷。
(三)在传统的耐磨管道、氧化铁粉、铝粉二元合金的基础上又添加钒铁(Fev)、铌铁(FeNb)，高铬铁(FeCr)，镍(Ni)，铜(Cu)等。本产品使用的多元合金新型材料。使该材料既具有高合金铸造的耐磨性，又具有较高的机械强度和抗冲击性能。同时提高材料的可焊性。
(四)耐磨性更高：特种多金属耐磨钢管加入Fev FeNb FeCr NiCu以后，材料金相组织又发生了变化，晶粒更为细密，强度更高，并使金属基体进一步钝化，从而使原材料的耐磨性能得到提高(HV1500-1800)
(五)耐高温、耐腐蚀能力更强，合金中Ni元素，Cu元素的含量直接决定了材料的耐温指标，Cr元素，Cu元素的含量决定了材料的耐腐蚀能力，这些元素成分的合理搭配，使该新型的特种多金属耐磨钢管同时具备上述多种优良性能，能适应各种恶劣工矿条件的使用，成为当今最佳更新换代产品。
附图说明
附图为本发明的工艺流程图
具体实施方式
实施例一：
本发明包括以下组分，各组分的重量百分比为：铁粉85％、铝粉9％、二氧化硅0.2％、钒铁0.2％、铌铁0.3％、高铬铁1.3％、镍1％、铜粉3％。
其加工方法包括以下加工步骤：
(1)混料：将权利要求1所述的各组分的粉料，按照重量百分比放入混料机内混合，使其混合成均匀状；
(2)离心浇铸：将钢管装入离心机的管模内，并用布料器将混合后的物料布入钢管内，钢管两端装设端盖，后开启离心电机至转速800转/分，同时点火器点火燃烧，其温度为2400℃，持续时间90秒，制成多金属耐磨钢管；
(3)冷却：在生产过程中对管模机冷却，停机后从管模机中取出多金属耐磨钢管，后放在自然环境中进一步冷却：
(4)检验、入库：按标准对多金属耐磨钢管进行检验后包装入库。
本发明的钢管可根据实际需要切割成不同规格，以制造出适合需要的钢管，实际使用时，可根据使用的不同场合，将多根多金属耐磨钢管焊接，以适应需要。
与传统生产工艺截然不同，采用自燃技术生产的多金属钢管具有独特的组织结构。独特的组织结构又决定了它的优良的综合性能。它不但抗磨损、耐腐蚀、耐高温、有高的硬度和强度，而且具有良好的抗机械冲击和热冲击的综合性能。
多金属钢管与传统的钢管、耐磨合金铸造钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质性的区别。多金属钢管外层是无缝钢管，内层是多金属层。金属层硬度高达HV1100-1400，相当于钨钴硬质合金，耐磨性比碳钢管高20倍以上。多金属钢管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的金属层，这比耐磨合金铸钢管、陶瓷管、铸石管既靠成分和组织，又靠厚度来抗磨已经有了质的飞跃。
多金属钢管熔点为2400℃，多金属层与钢层由于工艺原因结构特殊，应力场也特殊。在常温下金属层受到压应力，钢层受到拉应力。只有温度升高到500℃以上，由于二者热膨胀系数不一样，热膨胀产生的新应力场才使多金属钢管中原来存在的应力场相互抵消，使金属层与钢管层两者处于应力平衡状态。当温度升高到800℃，把金属钢管放入冷水内，反复多次，金属层也不裂缝或崩裂，表现出无可比拟的抗热冲击性能，这一性能在工程施工中大有用处。由于外层是钢铁，加之内层升温也不崩裂，在施工中，对法兰、吹扫口、防爆门等能进行焊接，也可用直接焊接方法进行管道连接，这比耐磨合金铸钢管、铸石管和钢塑、钢橡管在施工中不易焊接或不能焊接更胜一筹。多金属钢管抗机械冲击性能也好，在运输、安装、敲打以及两支架间自重弯曲变形时，金属层均不破裂脱落。
多金属钢管内层为致密金属层，耐酸度96-98％。经测定多金属钢管耐蚀性比不锈钢高十倍。
实施例二：
本发明包括以下组分，各组分的重量百分比为：铁粉88％、铝粉7％、二氧化硅0.2％、钒铁0.2％、铌铁0.2％、高铬铁1.2％、镍1.2％、铜2％。
其加工方法包括以下加工步骤：
(1)混料：将权利要求1所述的各组分的粉料，按照重量百分比混合后放入混料机，使其混合成均匀状；
(2)离心浇铸：将钢管装入离心机的管模内，并用布料器将混合后的物料布入钢管内，钢管两端装设端盖，后开启离心电机至转速900转/分，同时点火器点火燃烧，其温度2600℃，持续时间90秒，制成多金属耐磨钢管；
(3)冷却：在生产过程中对管模机进行冷却，停机后从管模中取出多金属耐磨钢管，后放在自然环境中进一步冷却：
(4)检验、入库：按标准对多金属耐磨钢管进行检验后包装入库。
本发明的钢管可根据实际需要切割成不同规格，以制造出适合需要的钢管，实际使用时，可根据使用的不同场合，将多根多金属耐磨钢管焊接，以适应需要。