CN102424969A - 制造薄壁管件内衬层的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造薄壁管件内衬层的设备及方法。该制造薄壁管件内衬层的设备包括设置在薄壁管件(10)两端的端盖(20)，该设备还包括包设在薄壁管件(10)外层的外挡壁(30)，外挡壁(30)固定设置在两端的端盖(20)之间。根据本发明的制造薄壁管件内衬层的设备，能够在薄壁管件的内壁上形成耐磨层，而不会造成薄壁管件的损坏，有效降低生产成本，提高成品率。

Description

制造薄壁管件内衬层的设备及方法

技术领域

本发明具体而言，涉及一种制造薄壁管件内衬层的设备及方法。

背景技术

在松散物料管式输送领域，输送管件的使用寿命直接影响输送装备的工作效率及运行成本。为了提高松散物料输送管件的使用寿命，需要对普通的输送管件内壁进行耐磨性强化，以形成耐磨层。自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis，以下简称SHS)法即是其中一种在输送管件内壁熔覆耐磨层的方法，目前常用的SHS法有离心法、重力法。

SHS法是一种利用熔覆原料在局部点火后发生化学反应释放的热量使整个反应室内的熔覆原料完全发生化学反应，进而生成一层耐磨损的材料，并熔覆在管件内壁，冷却后即在管件内壁形成一种耐磨层的方法。该方法因发生化学反应时会释放大量的热量，因而在反应室内易形成1000℃以上的高温，导致管件内壁局部熔化、脱碳，当工件厚度较薄时会发生烧穿，从而限制了该方法只能应用于壁厚较厚的管件。

发明内容

本发明旨在提供一种制造薄壁管件内衬层的设备及方法，能够在薄壁管件的内壁上形成耐磨层，而不会造成薄壁管件的损坏，有效降低生产成本，提高成品率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制造薄壁管件内衬层的设备，包括设置在薄壁管件两端的端盖，设备还包括包设在薄壁管件外层的外挡壁，外挡壁固定设置在两端的端盖之间。

进一步地，外挡壁包括包设在薄壁管件外的砂箱和填充在砂箱与薄壁管件的外管壁之间的型砂，砂箱的两端与端盖固定连接。

进一步地，型砂内均布有炭粉。

进一步地，砂箱的外壁设置有透气孔，透气孔连通型砂与外部空间。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造薄壁管件内衬层的方法，包括：步骤S1，在薄壁管件的内表面布设熔覆材料，在薄壁管件的外壁套设外挡壁，封闭端盖；步骤S2，使薄壁管件旋转，形成稳定离心力；步骤S3，点燃熔覆材料，形成薄壁管件的内衬层。

进一步地，该外挡壁包括包设在该薄壁管件外的砂箱和填充在砂箱与该薄壁管件的外管壁之间的型砂，步骤S1中的在薄壁管件的外壁套设外挡壁包括：固定薄壁管件和砂箱，填充型砂。

进一步地，步骤S1之前还包括：步骤S01，在预填充的型砂内均布炭粉。

进一步地，步骤S1还包括：步骤S11，在砂箱上设置将型砂与外部空间连通的透气孔。

进一步地，型砂为湿砂。

应用本发明的技术方案，制造薄壁管件内衬层的设备包括设置在薄壁管件两端的端盖，设备还包括包设在薄壁管件外层的外挡壁，外挡壁固定设置在两端的端盖之间。通过在薄壁管件的外管壁外套设外挡壁，给薄壁管件提供了强度支撑，可有效解决薄壁管件在熔覆耐磨层时发生烧穿的问题，提高薄壁管件内衬层的质量，提高制造薄壁管件内衬层的成品率，降低生产成本。填充在砂箱和薄壁管件之间的型砂内均布有炭粉，能够在薄壁管件的基体材料熔化，在离心力作用下发生脱碳时，向基体补充碳元素，保证薄壁管件的内衬层具有耐磨性好、抗机械冲击性好的性能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的制造薄壁管件内衬层的设备的结构示意图；以及

图2示出了根据图1的A处的放大结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例，制造薄壁管件内衬层的设备包括设置在薄壁管件10两端的端盖20，还包括包设在薄壁管件10外层的外挡壁30，外挡壁30固定设置在两端的端盖20之间。外挡壁30采用与薄壁管件10不同的材质制成，在高温条件下不会与薄壁管件10发生反应，也不会受高温条件影响而与薄壁管件10粘接。

外挡壁30包括包设在薄壁管件10外的砂箱31，砂箱31、薄壁管件10的外管壁和两端的端盖20之间形成封闭空腔，在封闭空腔内填充有型砂32，型砂32与薄壁管件10的外管壁之间紧密贴合。砂箱31的两端设置有凸缘，在凸缘上设置有螺栓孔，砂箱31通过设置在螺栓孔内的螺栓与端盖20固定连接，并对型砂32和薄壁管件10形成定位。在薄壁管件10与两端的端盖20之间设置有隔离层，防止在生成内衬层时薄壁管件10与端盖20之间发生反应，保证最终的成型质量。

利用充填在砂箱31和薄壁管件10之间的型砂32，可以给薄壁管件10提供支撑，即使因高温导致薄壁管件10的管件表面局部熔化、烧穿，在型模整体高速旋转形成的离心力作用下，熔化的管件熔液也仍然位于原来的位置，待冷却凝固后仍然是完整的管件体。

填充在封闭空腔内的型砂32中均布有炭粉。薄壁管件10的基体材料在高温下可能熔化，熔化后的基体材料在离心力作用下可能会发生脱碳，而型砂32中适量掺入炭粉，可以向基体补充碳元素，以保证基体的机械性能。

砂箱31的外壁设置有透气孔33。透气孔33将型砂32所在的封闭空腔与外部空间连通，能够使薄壁管件10生成内衬层时所生成的热量快速散失，降低高温对薄壁管件10的内衬层成型质量的影响，提高成品率，降低耐磨层上的裂纹和皱褶。型砂32中适量的水分会迅速吸收发生化学反应时管件的热量，透气孔33能够引导湿的型砂32吸热后所形成的热空气和水蒸气释放出封闭空腔内，从而抑制了管件的温升，避免了管件温度过高所引起的膨胀、收缩量过大等问题，从而减少因管件冷却收缩而在内衬层形成的裂纹。

在进行薄壁管件10的内衬层加工时，首先在薄壁管件10的内层布设熔覆材料40，熔覆材料40包括经过反应形成内衬层的反应原料。然后将薄壁管件10和砂箱31与一端的端盖20之间固定连接，使薄壁管件10和砂箱31之间形成定位。在型砂32内均匀布置炭粉，然后将型砂32填充入薄壁管件10和砂箱31之间所形成的空腔内，并压实型砂32。将第二端的端盖20安装上去，然后启动电动机，使薄壁管件10、型砂32、砂箱31和端盖20所形成的组件以薄壁管件10的几何中心为轴心旋转，直至形成稳定的离心作用力。

然后在点火点点燃熔覆材料40的反应原料，使熔覆材料40燃烧，反应原料发生化学反应，冷却后熔覆在薄壁管件10的内壁，并最终在薄壁管件10的内管壁上形成均匀分布的耐磨内衬层。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：在薄壁管件外部增加了铸造砂型及砂箱，给薄壁管件提供了强度支撑，可有效解决薄壁管件在熔覆耐磨层时发生烧穿的问题，型砂中的炭粉可向发生烧穿、脱碳的基体熔液补充碳元素，保证管件基体的强度，型砂中的水分可将SHS反应释放的热量迅速吸收、传导出去，抑制了管件温度过高，进而避免了管件及熔覆层膨胀、收缩量过大，从而减少了因管件冷却收缩而在熔覆层形成的裂纹。采用本专利提供的方法实现的内衬管件具有耐磨性好、抗机械冲击性好、耐磨层裂纹少等优点，大大提高了薄壁输送管件的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制造薄壁管件内衬层的设备，包括设置在所述薄壁管件(10)两端的端盖(20)，其特征在于，所述设备还包括包设在所述薄壁管件(10)外层的外挡壁(30)，所述外挡壁(30)固定设置在两端的所述端盖(20)之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述外挡壁(30)包括包设在所述薄壁管件(10)外的砂箱(31)和填充在所述砂箱(31)与所述薄壁管件(10)的外管壁之间的型砂(32)，所述砂箱(31)的两端与所述端盖(20)固定连接。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述型砂(32)内均布有炭粉。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述砂箱(31)的外壁设置有透气孔(33)。

5.一种制造薄壁管件内衬层的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，在薄壁管件(10)的内表面布设熔覆材料(40)，在该薄壁管件(10)的外壁套设外挡壁(30)，封闭端盖(20)；

步骤S2，使该薄壁管件(10)旋转，形成稳定离心力；

步骤S3，点燃熔覆材料(40)，形成该薄壁管件(10)的内衬层。

6.根据权利要求5所述的制造薄壁管件内衬层的方法，其特征在于，该外挡壁(30)包括包设在该薄壁管件(10)外的砂箱(31)和填充在砂箱(31)与该薄壁管件(10)的外管壁之间的型砂(32)，步骤S1中的在薄壁管件(10)的外壁套设外挡壁(30)包括：固定薄壁管件(10)和砂箱(31)，填充型砂(32)。

7.根据权利要求6所述的制造薄壁管件内衬层的方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：

步骤S01，在预填充的型砂(32)内均布炭粉。

8.根据权利要求6所述的制造薄壁管件内衬层的方法，其特征在于，步骤S1还包括：

步骤S11，在砂箱(31)上设置将型砂(32)与外部空间连通的透气孔(33)。

9.根据权利要求6所述的制造薄壁管件内衬层的方法，其特征在于，型砂(32)为湿砂。

Images