一种双金属复合输送管及其生产工艺 【技术领域】
本发明涉及工程机械技术领域， 特别涉及一种双金属复合输送管及其生产工艺。背景技术 混凝土输送机械为建筑作业中较为常见的工程机械之一， 比如混凝土泵车， 由混 凝土泵和输送管等组成。 输送混凝土时， 由混凝土泵提供适当的动力， 使混凝土在适当的压 力作用下通过输送管送至目的地。
混凝土在输送管内流动时， 输送管的内壁会受到流动混凝土的不断冲刷磨损， 当 输送的混凝土达到一定的方量时， 输送管会因磨损而失效， 此时就需要更换新的输送管， 导 致工程进度缓慢和施工成本的增加。为减少由于混凝土冲刷而引起的输送管失效的影响， 应当尽量提高输送管的耐磨性， 以增加输送管的使用寿命。
请参考图 1， 图 1 为现有技术中混凝土复合输送管的生产工艺流程图。
目前， 市场上普遍使用的输送管为双层复合输送管， 以增加输送管的耐磨性。该 种双层复合输送管的生产流程如下 ： 首先， 选取外管和内管， 并对二者进行酸洗、 清洗、 皂 化、 再清洗等前期处理 ； 其次， 对外管和内管冷拔， 再将外管和内管复合， 形成双层复合管 ； 然后， 对双层复合管再进行冷拔， 以进一步提高复合性， 下料后， 复合管的端部焊接法兰 ； 最 后， 通过检测、 镶套、 油漆等工艺加工出成品。
该种双层复合输送管， 在一定程度上加强了输送管内壁的耐磨性， 然而， 其外管 和内管的复合依靠冷拔工艺实现， 由于冷拔工艺的限制， 外管和内管均无法采用耐磨性和 强度较高的材料， 因为耐磨性和强度较高的材料往往脆性较大， 在冷拔的时候极易断裂， 因 此， 该种双层复合输送管内管的耐磨性仍然无法满足使用需求， 而且淬透性不足， 在热处理 过程中容易出现淬火硬度不均匀。
除此之外， 该双层复合管的生产工艺尚存在以下不足 ： (1) 由于经过多次冷拔， 输 送管在随后的热处理中极易发生弯曲变形 ； (2) 冷拔后残余应力的释放会造成输送管长度 尺寸变化， 从而导致长度尺寸不合格 ； (3) 材料在冷拔过程中两头由于夹具夹持力的影响 而需要截去一部分， 导致材料利用率很低， 浪费严重 ； (4) 生产流程繁杂， 效率低下。
另外， 由于输送管的端部通过法兰连接， 混凝土自泵送系统进入输送管时， 对输送 管端部的冲击较大， 输送管的端部磨损较为严重。因此， 现有技术中， 在输送管的端部还设 置耐磨套， 请参考图 2， 图 2 为现有技术中复合输送管端部的结构示意图， 该图主要示出耐 磨套部分。
输送管具有外管 30 和内管 40， 外管 30 的端部与法兰 20 连接， 耐磨套 10 的外表面 紧贴法兰 20 的内表面， 且耐磨套 10 一端的端部覆盖外管 30 以及内管 40 的端部， 从而减小 输送管的磨损， 然而， 耐磨套 10 或内管 40 在使用过程中因磨损失效可能发生移动， 容易造 成堵管事故。
因此， 如何改进双层复合输送管的生产工艺， 进一步提高其耐磨性， 简化生产工 艺， 是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容 本发明的目的为提供一种双金属复合输送管的生产工艺， 该生产工艺采用离心浇 注的方式复合双金属复合输送管的外管和内管， 从而使内管可以采用耐磨材料制成， 提高 双金属复合输送管的耐磨能力。本发明的另一目的是提供一种双金属复合输送管。
为达到本发明的第一目的， 本发明提供一种双金属复合输送管的生产工艺， 包括 以下步骤 ：
11) 外管下料， 并将耐磨金属熔炼为金属液 ；
22) 将金属液注入所述外管中并进行离心浇注， 金属液与所述外管的内表面结合 并凝固后形成内管， 所述内管和所述外管形成双金属复合输送管。
优选地， 在步骤 22) 之后， 具有下述步骤 ：
33) 对形成的双金属复合输送管进行热处理。
优选地， 步骤 11) 中， 还在外管的两端焊接法兰。
优选地， 在步骤 22) 中， 离心浇注时， 金属液还与法兰的内表面结合并凝固。
优选地， 所述耐磨金属为高铬铸铁。
优选地， 在步骤 11) 中还对外管进行内表面处理。
优选地， 步骤 22) 中， 金属液与所述外管冶金结合。
本发明提供的双金属复合输送管由于采用了离心浇注的工艺， 其内管可以选用耐 磨性较好的金属制成， 由于内管为工作面， 耐磨金属的硬度高、 耐磨性好， 从而增强了输送 管的耐磨性， 进而提高输送管的稳定性和使用寿命， 减少更换损坏输送管的时间， 提高作业 效率 ； 同时， 外管采用强度、 韧性较好的合金钢管， 能够起到保护内管、 提高输送管整体强度 以及耐冲击性的作用。因此， 本发明提供的双金属复合输送管能够充分发挥两种不同材料 的组织性能优势， 同时满足了泵送设备对输送管耐磨性与韧性的综合要求。 另外， 此种生产 工艺简单， 易于实现 ； 而且， 本发明提供的生产工艺未采用冷拔工序， 使得在冷拔过程中产 生的余料得以减少， 甚至可以做到无余料， 从而提高了材料的利用率， 降低了生产成本。
在进一步的技术方案中， 将熔炼的金属液浇注至外管中进行离心浇注， 金属液与 外管的内表面以及法兰的内表面结合并凝固后形成内管， 内管和外管形成双金属复合输送 管。 即金属液不仅与外管的内表面结合， 还与法兰的内表面结合， 与法兰结合形成的该部分 内管可以充当输送管的耐磨套， 从而较好地保护输送管的端部。 此外， 相较于现有技术中耐 磨套与内管为分体式的方案， 本方案的耐磨套与内管为一体式结构， 可以防止耐磨套或内 管在使用过程中因磨损失效发生移动而造成的堵管事故， 提高输送管的稳定性和安全性， 且减少了输送管的制作工序， 提高了生产效率。
为达到本发明的另一目的， 本发明还提供一种双金属复合输送管， 具有外管， 和通 过离心浇注与所述外管内表面结合而形成的内管， 所述内管的材料为耐磨金属。
优选地， 所述外管的端部连接法兰， 所述内管伸出所述外管与所述法兰的内表面 结合。
优选地， 所述内管的材料为高铬铸铁。
本发明提供的双金属复合输送管， 其内管通过离心浇注工艺与外管复合， 则内管 可以选用耐磨性较好的金属制成， 产生的有益效果与上述生产工艺具有的有益效果相同。 附图说明
图 1 为现有技术中混凝土复合输送管的生产工艺流程图 ； 图 2 为现有技术中复合输送管端部的结构示意图， 该图主要示出耐磨套部分 ； 图 3 为本发明所提供双金属复合输送管生产工艺第一种具体实施方式的流程图 ； 图 4 为本发明所提供双金属复合输送管生产工艺第二种具体实施方式的流程图 ； 图 5 为本发明提供双金属复合输送管一种具体实施方式的结构示意图 ； 图 6 为图 5 中 A 部位局部放大示意图。具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图 3， 图 3 为本发明所提供双金属复合输送管生产工艺第一种具体实施方 式的流程图。
该具体实施方式提供的双金属复合输送管的生产工艺， 包括以下步骤 ：
S11) 外管下料 ；
即根据输送管的形状、 尺寸设计要求， 将外管下料至所需要的形状、 尺寸。外管可 以采用强度、 韧性较好的合金钢管。
S12) 将耐磨金属熔炼为金属液 ；
金属液用以离心浇注， 对金属的脆性无特定要求， 因此， 耐磨金属可以是高铬铸 铁、 高合金、 高塑钢等耐磨金属， 可以优选使用耐磨性良好的高铬铸铁。
该具体实施方式中， 步骤 S11) 位于步骤 S12) 之前， 实际上， 外管的下料和熔炼金 属液皆为离心浇注前的准备动作， 并无顺序限制。
S13) 将熔炼的金属液注入外管中进行离心浇注， 金属液与外管的内表面结合并凝 固后形成内管， 内管和外管形成双金属复合输送管。
将外管置于离心机上， 外管高速旋转， 注入的金属液在离心力作用下， 与外管的内 表面结合， 形成内管。达到一定温度时 ( 比如浇注的环境为 1400℃以上 )， 外管和内管界面 间的原子相互扩散而结合， 形成冶金结合， 使复合输送管具有良好的工艺性能。当然， 外管 和内管之间的结合也可以是机械结合， 此时， 在步骤 S11) 中， 下料外管时， 需要于外管的内 表面开槽或加工出螺纹等结构， 以便于离心浇注形成的内管外表面与开设的槽以及螺纹相 嵌套， 从而与外管的内表面形成机械结合， 相较于冶金结合的方式， 机械结合无需高温浇注 环境， 但需对外管进形内表面处理， 而且形成的输送管的复合性能次于冶金结合的方式。
由于采用了离心浇注的工艺， 本发明提供的双金属复合输送管的内管可以选用耐 磨性较好的金属制成， 由于内管为工作面， 耐磨金属的硬度高、 耐磨性好， 从而增强了输送 管的耐磨性， 进而提高输送管的稳定性和使用寿命， 减少更换损坏输送管的时间， 提高作业 效率 ； 同时， 外管采用强度、 韧性较好的合金钢管， 能够起到保护内管、 提高输送管整体强度 以及耐冲击性的作用。因此， 本发明提供的双金属复合输送管能够充分发挥两种不同材料 的组织性能优势， 同时满足了泵送设备对输送管耐磨性与韧性的综合要求。
另外， 此种生产工艺简单， 易于实现 ； 而且， 本发明提供的生产工艺未采用冷拔工 序， 使得在冷拔过程中产生的余料得以减少， 甚至可以做到无余料， 从而提高了材料的利用 率， 降低了生产成本。请参考图 4， 图 4 为本发明所提供双金属复合输送管生产工艺第二种具体实施方 式的流程图。
该具体实施方式提供的双金属复合输送管的生产工艺， 包括以下步骤 ：
S21) 外管下料 ；
S22) 在外管的两端焊接法兰 ；
在离心浇注形成内管之前， 即将外管的两端焊接法兰。由于离心浇注形成的内管 管壁较薄 ( 可以控制在 5mm ～ 6mm)， 复合输送管形成之后再焊接法兰， 焊接工艺可能影响内 管的性能。因此， 提前于外管两端焊接法兰， 可以防止焊接对内管造成的变形影响， 保持复 合输送管的结构稳定。
S23) 对外管进行内表面处理 ；
对外管进行内表面处理， 即对外管进行去除材料表面的锈渍、 油污等污物的工艺， 添加该步骤有利于清洁外管的内表面， 则离心浇注时， 可以提高金属液与外管内表面的结 合程度， 从而加强外管和内管的复合性能。
S24) 将耐磨金属熔炼为金属液 ；
S25) 将熔炼的金属液注入外管中进行离心浇注， 金属液与外管的内表面以及法兰 的内表面结合并凝固后形成内管， 内管和外管形成双金属复合输送管。 即相较于第一种具体实施方式， 该实施方式中的法兰随外管高速旋转， 金属液不 仅与外管的内表面结合， 还与法兰的内表面结合， 形成内管的一部分， 最终输送管成品的内 管长度长于外管长度。该方案中， 耐磨套作为内管的一部分， 覆盖外管的端部， 由于耐磨套 由耐磨金属制成， 具有较好的耐磨性， 则与法兰结合的该部分内管可以充当输送管的耐磨 套， 可以较好地保护输送管的端部。此外， 相较于现有技术中耐磨套与内管为分体式的方 案， 本方案的耐磨套与内管为一体式结构， 可以防止耐磨套或内管在使用过程中因磨损失 效发生移动而造成的堵管事故， 提高输送管的稳定性和安全性， 且减少了输送管的制作工 序， 提高了生产效率。
S26) 对双金属复合输送管进行热处理。
即对形成的复合输送管进行加热、 保温和冷却， 以提升其性能。而且相对于现有 技术， 离心浇注形成的成品输送管的内管和外管的残余应力较低 ( 冷拔导致外管和内管变 形， 使得二者的残余应力较高 )， 在热处理过程中， 由于尺寸超差或弯曲变形而产生的不合 格品较少， 具有较高的产品合格率。
请参考图 5 和图 6， 图 5 为本发明提供双金属复合输送管一种具体实施方式的结构 示意图 ； 图 6 为图 5 中 A 部位局部放大示意图。
除了上述双金属复合输送管的生产工艺， 本发明还提供一种双金属复合输送管 20， 具有外管 201， 和与该外管 201 内表面离心浇注而形成的内管 202， 且内管 202 的材料为 耐磨金属。该双金属复合输送管 20 的外管 201 和内管 202 由离心浇注工艺复合形成， 其具 体的有益效果已在上述工艺部分描述， 在此不赘述， 可以参照理解。
进一步地， 外管 201 的端部连接法兰 30， 且内管 202 伸出外管 201， 如图 6 所示， 内管 202 具有伸出外管 201 的端套 2021， 即内管 202 的长度长于外管 201， 伸出的内管 202 的端套 2021 与法兰 30 的内表面结合， 可以是冶金结合或机械结合。即离心浇注时， 耐磨金 属液还与法兰 30 的内表面结合， 结合后形成内管 202 的端套 2021， 端套 2021 覆盖外管 201
的端部， 由于内管 202 由耐磨金属液浇注而成， 则内管 201 除了作为直接运输混凝土的管 体外， 端套 2021 还可以起到耐磨套的作用， 可以减少加工耐磨套的工序， 提高生产效率 ； 同 时， 由于内管 202 的端套 2021 直接充当耐磨套， 即耐磨套属于内管 202 的一部分， 为一体式 结构， 从而能够避免长期使用过程中， 耐磨套或内管在使用过程中因磨损失效发生移动而 造成的堵管事故。
当然， 在热处理工序之后， 还可以进行油漆处理， 保护复合输送管 20 的外表面， 形 成成品。
以上对本发明所提供的一种双金属复合输送管及其生产工艺进行了详细介绍。 本 文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于 帮助理解本发明的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落 入本发明权利要求的保护范围内。