CN102794601B - 一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管的制造方法，采用合金钢管材制造内层管，低碳钢管材制造外层管，带锯床下料后，车削内外管材，加工到过盈配合尺寸，然后加热外管，将内管压入外管中，外管与内管形成过盈配合的双金属复合直管，将双金复合直管套到芯模上，通过中频感应加热双金属复合直管，再推挤双金属复合直管的一端，使双金属复合直管通过尺寸由小变大的锥形芯模进行扩径，再经过弯曲芯模进行弯曲，形成双金属复合弯管，然后工装定位焊接弯管两端法兰，再弯管整体淬火。本发明双金属复合弯管具有耐磨、耐腐蚀、抗冲击优异的综合性能，可以应用于建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭等行业物料的输送。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭等行业输送管的制造工艺，特别是耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管的制造方法。
背景技术
在建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭等行业中，物料的输送是通过管道压力输送，输送管受到较大的压力和严重的磨损，单一材料制成的输送管难以同时满足耐磨、耐腐蚀、抗冲击、可焊性的综合要求。目前铸造方法制备双金属复合耐磨管由于成形工艺的限制，存在多方面的不足。中华人民共和国专利号为200510096240.7的发明专利公开了一种双金属复合耐磨管的制造工艺，用普通钢管作外套管，外套管内装入聚苯乙烯泡沫塑料制成的消失模，并安装上浇注系统，把外套管、消失模和浇注系统经过多道次的浸涂料和挂砂处理，在外壁形成壳体，然后放入高温焙烧炉进行焙烧，实现壳体烧结、泡沫塑料气化和钢管预热，出炉后浇注耐磨合金材料，即制成外层为普通钢，内衬为耐磨合金材料的复合耐磨管。然而消失模铸造复合工艺由于在冷型中合金液的流动性影响，不能制备超长管道，一般长度不能超过1.5米；其次，要实现耐磨合金层与钢管表面之间的整体冶金结合，必须保证合金层厚度在50mm以上，以提供足够的结晶潜热，因此无法生产薄壁管道，双金属复合管重量较大，消耗的原材料较多。中华人民共和国专利号为200510096241.1的发明专利公开了一种双液离心浇注制造双金属复合耐磨管的方法，在离心机模管内喷涂石墨涂料，火焰烘干涂料，封装离心机模管后，把熔炼好的普通钢熔液浇注入高速旋转的离心机模管，制作成普通钢外套管，待外套管凝固后，浇注熔炼好的耐磨合金熔液，制作成内衬管，在高温的作用下，使外套管和内衬管实现整体冶金结合，冷却后拔管清理，即成为外层为普通钢管，内衬为耐磨合金的双金属复合耐磨管。离心铸造工艺方法只能生产双金属复合直管，不能制造双金属复合弯管，而且两层金属无法实现冶金结合，甚至存在一定大小的缝隙，内衬层易脱落，在高压应力条件下使用存在一定的安全性问题。制造双金属复合管还有两层钢套内部灌注耐磨合金铸造方法，两层钢套内部灌注耐磨合金铸造工艺存在内、外两层钢套吸热，使灌注的合金液凝固潜热不足，耐磨合金与内、外两层钢套间处于无结合状态；其次，耐磨合金层存在原生缺陷，又无法在现场检测发现，在使用过程中造成提前磨穿泄漏，恶化工作环境及缩短维修更换周期；而且存在两层不耐磨的普通钢套，壁厚和重量较大，增加用户的设备成本和备件费用。总之，铸造方法制备双金属复合耐磨管还容易出现铸造工艺的常见缺陷，如疏松、缩孔、气孔，难以保证双金属复合弯管的尺寸精度及质量；通过加入稀有元素提高材料的硬度和耐磨性，因而消耗较多的稀有元素，生产成本较高；铸造都是单件生产，生产效率较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管的制造方法，该方法可以生产不同直径、不同弯曲角度的双金属复合耐磨弯管。
本发明一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管的制造方法通过下述技术方案实现，包括如下步骤和工艺条件：
1、带锯床下料，内层管采用合金钢管材，外层管采用低碳钢管材；
2、车削内外管材，加工到过盈配合尺寸；
3、外管加热到400～500摄氏度，将内管压入外管中，外管冷却后，外管与内管形成过盈配合的双金属复合直管；
4、将双金属复合直管套到芯模上，通过中频感应加热双金属复合直管，再推挤双金属复合直管的一端，使双金属复合直管通过尺寸由小变大的锥形芯模进行扩径，再经过弯曲芯模进行弯曲，形成双金属复合弯管；
5、制作端口耐磨套；
6、铣削弯管两端保证角度；
7、车削加工弯管两端法兰；
8、工装定位焊接弯管两端法兰；
9、弯管整体淬火；
10、表面抛丸处理；
11、工装定位铣镗加工弯管两端法兰全部至图示要求；
12、表面油漆；
13、入库装箱。
所述双金属复合弯管的制造过程中，内层管采用合金无缝钢管材料，合金无缝钢管材料包括轴承钢、渗碳轴承钢、合金结构钢等。轴承钢包括：GCr15、9Cr18、9Cr18Mo等；渗碳轴承钢系列包括：G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20CrNi4、G20CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo等；合金结构钢系列包括：35Mn2、27SiMn、45B、20MnMoB、35Cr、50Cr、30CrMo、35CrMnSiA、12CrMoV、45CrNi、18Cr2Ni4等；通过热处理可以达到高硬度，而且耐腐蚀；外层管采用低碳钢无缝管坯，低碳钢为20号、10号钢等，具有良好的焊接性能，硬度较低，但韧性良好，抗冲击。
所述双金属复合弯管的制造过程中，车削内外管材，加工到过盈配合尺寸为0.2mm。
所述双金属复合弯管的制造过程中，将外管加热，内管压入外管中，外管与内管形成过盈配合的双金属复合直管，外管加热温度为300～500摄氏度。
所述双金属复合弯管的制造过程中，将双金属复合直管套到芯模上，通过中频感应加热双金属复合直管，再推挤双金属复合直管的一端，使双金属复合直管通过尺寸由小变大的锥形芯模进行扩径，再经过弯曲芯模，进行弯曲，形成双金属复合弯管，中频感应加热温度为900～1200摄氏度。
本发明与现有技术相比具有以下突出的优点：
1、内层采用合金钢、外层采用低碳钢制成的双金属复合弯管具有耐磨、耐腐蚀、抗冲击优异的综合性能；
2、通过扩径弯曲塑性变形工艺使内层合金钢与外层低碳钢紧密地结合到一起，内层与外层之间没有间隙；
3、适合流水生产线大批量生产，生产效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1所述推挤扩径弯曲双金属复合弯管成形过程结构示意图。
图2是本发明实施例1所述制备的一种90度双金属复合弯管结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
本实施例所要制备的是一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管。首先带锯床下料，内层管采用GCr15钢管材，外层管采用20号低碳钢管材；再车削内外管材，加工到过盈配合尺寸，过盈为0.2mm；然后外管加热到400～500摄氏度，将内管压入外管中，外管冷却后，外管与内管形成过盈配合的双金属复合直管毛坯；如图1，从A方向再将双金属复合直管8、7依次套到直径为85mm的芯模6上，推挤工具从A方向推挤双金属复合直管7，将推挤力P施加到双金属复合直管7的端面上，套在芯模6上的双金属复合直管的端面相互接触，后面的双金属复合直管将力传递到前面的双金属复合直管，双金属复合直管依次进入中频感应加热线圈5内，中频感应加热线圈通电加热双金属复合直管达到780～820摄氏度，在A方向推挤力P的作用下，使双金属复合直管通过尺寸由小变大的锥形芯模4进行扩径，再经过弯曲芯模3，使双金属复合管进行弯曲，形成双金属复合弯管2；双金属复合弯管2的弯曲半径由弯曲芯模3的弯曲半径R决定，在本实施例中R为0.5米，双金属复合弯管内经由弯曲芯模3的最大直径端面B-B处的直径d决定，在本实施例中d为0.124米。双金属复合弯管2经过弯曲芯模3后形成90度的双金属复合弯管产品1，双金属复合弯管产品1在后续的双金属复合弯管2继续推挤下从弯曲芯模3的尾端B-B处脱离，从而获得双金属复合弯管产品。从A方向将新的双金属复合直管毛坯套到芯模6上，重复进行推挤，则可连续生产出双金属复合弯管产品。再制作端口耐磨套；然后铣镗弯管两端保证角度；再车削加工弯管两端法兰；再工装定位焊接弯管两端法兰9，获得如图2所示的90度的双金属复合弯管产品；再在870摄氏度对弯管整体淬火，内层材料硬度达到HRC52以上；然后表面抛丸处理；再工装定位铣削加工弯管两端法兰全部至图示要求，保证角度；最后表面油漆，入库装箱。本发明内层采用图2所示的轴承钢10、外层采用低碳钢11制成的双金属复合弯管具有耐磨、耐腐蚀、抗冲击优异的综合性能；通过扩径弯曲塑性变形工艺使内层合金钢与外层低碳钢紧密地结合到一起，内层与外层之间没有间隙；适合流水生产线大批量生产，生产效率高。
实施例二
本实施例所要制备的是与实施例一相同的一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管，工艺步骤和方法与实施例一相同，不同之处在于将实施例一制造获得的如图2所示的90度的双金属复合弯管产品在中间位置45度处切断，获得45度双金属复合弯管。
实施例三
本实施例所要制备的是与实施例一相同的一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管，工艺步骤和方法与实施例一相同，不同之处在于内层管采用的为G20CrMo材料。
实施例四
本实施例所要制备的是与实施例一相同的一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管，工艺步骤和方法与实施例一相同，不同之处在于内层管采用的为12CrMoV合金结构钢材料。
实施例五
本实施例所要制备的是与实施例一相同的一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管，工艺步骤和方法与实施例一相同，不同之处在于弯曲芯模3的直径d在本实施例中为0.3米。
实施例六
本实施例所要制备的是与实施例一相同的一种耐磨、耐腐蚀、抗冲击双金属复合弯管，工艺步骤和方法与实施例一相同，不同之处在于弯曲芯模3的弯曲半径R在本实施例中为1米。
Claims (4)
1.一种双金属复合弯管的制造方法，其特征在于：该制造方法按如下步骤和工艺条件进行：
(1)带锯床下料，内层管采用合金钢管材，外层管采用低碳钢管材；
(2)车削内外管材，加工到过盈配合尺寸；
(3)外管加热到400～500摄氏度，将内管压入外管中，外管冷却后，外管与内管形成过盈配合的双金属复合直管；
(4)将双金属复合直管套到芯模上，通过中频感应加热双金属复合直管，再推挤双金属复合直管的一端，使双金属复合直管通过尺寸由小变大的锥形芯模进行扩径，再经过弯曲芯模进行弯曲，形成双金属复合弯管；
(5)制作端口耐磨套；
(6)铣削弯管两端保证角度；
(7)车削加工弯管两端法兰；
(8)工装定位焊接弯管两端法兰；
(9)弯管整体淬火；
(10)表面抛丸处理；
(11)工装定位铣镗加工弯管两端法兰；
(12)表面油漆；
(13)入库装箱。
2.如权利要求1所述一种双金属复合弯管的制造方法，其特征在于：内层管采用合金无缝钢管材料，合金无缝钢管材料包括轴承钢、渗碳轴承钢、合金结构钢；轴承钢包括：GCr15、9Cr18、9Cr18Mo；渗碳轴承钢系列包括：G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20CrNi4、G20CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo；合金结构钢系列包括：35Mn2、27SiMn、45B、20MnMoB、35Cr、50Cr、30CrMo、35CrMnSiA、12CrMoV、45CrNi、18Cr2Ni4；外层管采用低碳钢无缝管，低碳钢为20号、10号钢。
3.如权利要求1所述一种双金属复合弯管的制造方法，其特征在于：车削内外管材，加工到过盈配合尺寸为0.2mm。
4.如权利要求1所述一种双金属复合弯管的制造方法，其特征在于：将双金属复合直管套到芯模上，通过中频感应加热双金属复合直管，再推挤双金属复合直管的一端，使双金属复合直管通过尺寸由小变大的锥形芯模进行扩径，再经过弯曲芯模，进行弯曲，形成双金属复合弯管，中频感应加热温度为900～1200摄氏度。
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