CN102900897A

CN102900897A - 一种混凝土泵车弯管及其加工工艺

Info

Publication number: CN102900897A
Application number: CN2011102135565A
Authority: CN
Inventors: 李连蒙
Original assignee: RUIMAI PIPES CO Ltd
Current assignee: RUIMAI PIPES CO Ltd
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明公开了一种混凝土泵车弯管，由内外两层不同材料钢管构成，所述内层钢管材料包含重量百分比如下的组分：C 1.0～1.5、Mn 0.5～0.65、Si 0.15～0.35、Cr 1.4～1.65；所述外层钢管材料包含重量百分比如下的组分：C 0.2～0.25、Si 0.15～0.2、P 0.002～0.012、S 0.002～0.005。以及该弯管的加工工艺。本发明采用低碳钢无缝钢管作为外管，以及高合金无缝钢管作为内管，降低了整个弯管的重量，同时提高了弯管的耐磨性，增加了其使用寿命。

Description

一种混凝土泵车弯管及其加工工艺

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种建筑机械混凝土泵车输送管道的弯管及其加工工艺。

背景技术

建筑机械混凝土泵车输送管道，是泵车的必需设备，每台泵车使用各种型号弯管20余件，现在仅国内泵车厂家每年生产一万多台泵车，市场保有量两万多台。该输送管道中的弯管现有主要有两种结构：单层和双层。其中单层主要使用高锰钢材质，而双层一般外皮采用低碳钢推制成型，内胆采用铸造高铬合金。

现有单层高锰钢弯管材料为Mn13，采用精密铸造的方式铸造成毛坯，热处理，再经过机械加工将法兰部位加工成型，因为加工产生表面硬化，加工难度大，生产效率低。高锰钢极易加工硬化，因而很难加工，绝大多数是铸件，极少量用锻压方法加工。高锰钢的铸造性能较好。钢的熔点低约方1400℃，钢的液、固相线温度间隔较小，约为50℃，钢的导热性低，因此钢水流动性好，易于浇注成型。高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1.5倍，为碳素钢的2倍，故铸造时体积收缩和线收缩率均较大，容易出现应力和裂纹。单件产品重量为16公斤，寿命为输送15000立方混凝土。存在寿命低、重量高、经常更换等缺点，大大降低了施工效率，影响施工进度和施工质量。

现有双层复合弯管外皮采用低碳钢推制成型，内胆采用铸造高铬合金铸造成型后热处理，将内胆装进外皮后两端焊接法兰成型，此工艺复杂，成本高，装配尺寸质量差，高铬铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁。高铬白口铸铁含铬量大于11％，铬、碳含量比值介于4～8之间。在这种条件下，高硬度的M7C3型碳化物几乎全部代替了M3C型碳化物。M7C3型碳化物基本上是以孤立的中空六角形存在，与呈网状连续分布的M3C型碳化物相比，大大增强了基体的连续性，因而整体材料的韧性显著提高。但目前高铬铸铁的热处理很难，处理硬度低不耐磨，硬度高脆性大，易碎裂。单件重量为16公斤，寿命为输送30000立方混凝土，设备造价高，对技术工人操作水平要求高，内外采用两种不同材料经一次成型推制而成，对设备、模具、人员操作水平有很高的要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种混凝土泵车弯管，重量轻，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种混凝土泵车弯管，由内外两层不同材料钢管构成，

所述内层钢管材料包含重量百分比如下的组分：C 1.0～1.5、Mn 0.5～0.65、Si 0.15～0.35、Cr 1.4～1.65；

所述外层钢管材料包含重量百分比如下的组分：C 0.2～0.25、Si 0.15～0.2、P 0.002～0.012、S 0.002～0.005。

优选的，所述内层钢管材料中各组分的重量百分比为：C 1.0～1.2、Mn0.5～0.6、Si 0.15～0.30、Cr 1.4～1.6。

优选的，所述外层钢管材料中各组分的重量百分比为：C 0.2～0.22、Si0.18～0.2、P 0.008～0.012、S 0.003～0.005。

与现有技术相比，本发明具有的优点：采用低碳钢无缝钢管作为外管，以及高合金无缝钢管作为内管，降低了整个弯管的重量，同时提高了弯管的耐磨性，增加了其使用寿命。

一种如上所述混凝土泵车弯管的加工工艺，包括以下步骤：

①、使用包含重量百分比如下的组分C 1.0～1.5、Mn 0.5～0.65、Si0.15～0.35和Cr 1.4～1.65的内层无缝钢管；以及包含重量百分比如下的组分C 0.2～0.25、Si 0.15～0.2、P 0.002～0.012和S 0.002～0.005的外层无缝钢管；将内层无缝钢管插入外层无缝钢管中，两层无缝钢管为过盈配合；

②、将步骤①配合好的双层钢管，进行推制操作；

③、在步骤②推制后的钢管两端焊接上法兰；

④、将步骤③带有法兰的钢管进行真空淬火处理，得到混凝土泵车弯管。

优选的，步骤②推制操作为同时加热双层钢管。

优选的，步骤②推制操作包括在推制后采用外模控制双层钢管的弯曲角度。

优选的，步骤④真空淬火处理为：先在2.0Pa以下缓慢加热钢管至840±10℃，再在9.3Pa以下、60～120℃冷却剂中冷却；然后在180±10℃油温中回火处理，最后进行深度冷却。

优选的，所述冷却剂为油冷却剂或气体冷却剂。

本发明加工工艺具有以下优点：

1、本发明通过设备一次性将内外层材料推制成型，尺寸精度高，成本低，重量轻，再焊接超耐磨法兰，组成轻型产品。

2、生产成本低、产品使用寿命长且重量轻，是替换现有单层高锰钢弯管的更新换代产品，每件节约钢材30％，寿命又提高一倍，年节约钢材相当可观。

3、重量轻可以降低泵车臂架压力，减少开裂的风险，减少维修费用，延长泵车使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

1、复合：外管采用低碳钢无缝钢管，材料的成分：C 0.25wt％，Si 0.15wt％，P0.010wt％；S 0.003wt％，屈服轻度为240；内管材料的成分为C 1.5wt％，Mn0.5wt％，Si 0.35wt％；Cr 1.4wt％的无缝钢管；

将外管和内管用250T压力机将内管压入外管中，过盈配合。

2、推制：采用推制机将复合好的管体套装在推制机芯杆上，加热后通过模具推制，其中推制机为双频电源，能使双层材料均匀受热，再通过推制后出口处加装外模的方式来控制双层弯管的角度。

3、加工：再用数控加工铣床按照图纸要求将弯管两端面加工，保证垂直度和中心高。

4、焊接：利用胎具将组装好的带有耐磨套的两个法兰点焊好，再利用NBC350自动焊接机满焊法兰。

5、热处理：用MAS679真空淬火炉进行淬火处理，其中真空炉中冷、热两个真空室真空为：热室的真空度控制在1.5Pa、冷室在8.6Pa；一开始采用了真空热处理工艺进行逐级升温，最高升至840±10℃；然后，通过冷却介质油冷或气冷进行冷却处理，温度控制在100℃；再进行低温油回火，温度控制在180±10℃，降低淬火后的内应力和脆性，稳定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用时崩裂或过早损坏。

在淬火后半个小时内还要进行深冷处理，其主要作用是减少组织中的残余奥氏体，稳定组织，提高内层的稳定性。在深冷处理时也要控制奥氏体的含量不能过少，因为一定量残余奥氏体有利于内层寿命的提高。

6、检验：用硬度计检测弯管内层硬度，达到HRC60-64。再用水压机检测管子承压，压力达到18MPar，持续5秒钟，无漏水现象，产品合格。

7、表面处理：喷砂处理后表面喷漆，即完成整个生产过程。

实施例2

1、复合：外管采用低碳钢无缝钢管，材料的成分：C 0.2wt％，Si 0.2wt％，P0.012wt％；S 0.005wt％，屈服轻度为236；内管材料的成分为C 1.2wt％，Mn0.65wt％，Si 0.15wt％；Cr 1.65wt％的无缝钢管；

将外管和内管用255T压力机将内管压入外管中，过盈配合。

2、推制：采用推制机将复合好的管体套装在推制机芯杆上，加热后通过模具推制，其中推制机为双频电源，能使双层材料均匀受热，再通过推制后出口处加装外模的方式来控制双层弯管的角度。双层管配合紧密，没有间隙，使用中不会碎裂。

5、热处理：用MAS679真空淬火炉进行淬火处理，其中真空炉中冷、热两个真空室真空为：热室的真空度控制在1.8Pa、冷室在8.9Pa；一开始采用了真空热处理工艺进行逐级升温，最高升至830±10℃；然后，通过冷却介质油冷或气冷进行冷却处理，温度控制在80℃；再进行低温油回火，温度控制在170±10℃，降低淬火后的内应力和脆性，稳定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用时崩裂或过早损坏。

6、检验：用硬度计检测弯管内层硬度，达到HRC60-64。再用水压机检测管子承压，压力达到19MPar，持续8秒钟，无漏水现象，产品合格。

7、表面处理：喷砂处理后表面喷漆，即完成整个生产过程。

实施例3

1、复合：外管采用低碳钢无缝钢管，材料的成分：C 0.22wt％，Si 0.18wt％，P0.011wt％；S 0.002wt％，屈服轻度为238；内管材料的成分为C 1.3wt％，Mn0.55wt％，Si 0.25wt％；Cr 1.55wt％的无缝钢管；

将外管和内管用260T压力机将内管压入外管中，过盈配合。

5、热处理：用MAS679真空淬火炉进行淬火处理，其中真空炉中冷、热两个真空室真空为：热室的真空度控制在1.6Pa、冷室在8.5Pa；一开始采用了真空热处理工艺进行逐级升温，最高升至835±10℃；然后，通过冷却介质油冷或气冷进行冷却处理，温度控制在60℃；再进行低温油回火，温度控制在175±10℃，降低淬火后的内应力和脆性，稳定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用时崩裂或过早损坏。

6、检验：用硬度计检测弯管内层硬度，达到HRC60-64。再用水压机检测管子承压，压力达到17MPar，持续8秒钟，无漏水现象，产品合格。

7、表面处理：喷砂处理后表面喷漆，即完成整个生产过程。

实施例4

1、复合：外管采用低碳钢无缝钢管，材料的成分：C 0.23wt％，Si 0.22wt％，P0.009wt％；S 0.003wt％，屈服轻度为236；内管材料的成分为C 1.2wt％，Mn0.58wt％，Si 0.22wt％；Cr 1.525wt％的无缝钢管；

将外管和内管用260T压力机将内管压入外管中，过盈配合。

5、热处理：用MAS679真空淬火炉进行淬火处理，其中真空炉中冷、热两个真空室真空为：热室的真空度控制在1.5Pa、冷室在8.8Pa；一开始采用了真空热处理工艺进行逐级升温，最高升至830±10℃；然后，通过冷却介质油冷或气冷进行冷却处理，温度控制在120℃；再进行低温油回火，温度控制在175±10℃，降低淬火后的内应力和脆性，稳定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用时崩裂或过早损坏。

6、检验：产品用硬度计检测弯管内层硬度，达到HRC60-64。再用水压机检测管子承压，压力达到18MPar，持续5秒钟，无漏水现象，产品合格。

7、表面处理：喷砂处理后表面喷漆，即完成整个生产过程。

对上述各实施例得到的弯管进行称重，R275×90°的弯管重量为12.2±1kg，而该型号下的Mn13弯管重量约为16kg。表明本发明产品比现有Mn13弯管重量减轻约3成。

上述各实施例得到的弯管在磨耗机样块试验中，在同等条件下磨耗量为800±20mg，而原有产品Mn13弯管样块磨耗量约为1700mg；表明本发明产品的使用寿命是原有产品的一倍多。

上述各实施例得到的弯管在装42米中联泵车试验，最终使用寿命达到35200～40500方混凝土，效果明显优于其他产品，并且减轻了泵车承载重量，从节能和对预防泵车臂架开裂起到良好效果。

以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种混凝土泵车弯管，由内外两层不同材料钢管构成，其特征在于：

2.如权利要求1所述的混凝土泵车弯管，其特征在于：所述内层钢管材料中各组分的重量百分比为：C 1.0～1.2、Mn 0.5～0.6、Si 0.15～0.30、Cr 1.4～1.6。

3.如权利要求1所述的混凝土泵车弯管，其特征在于：所述外层钢管材料中各组分的重量百分比为：C 0.2～0.22、Si 0.18～0.2、P 0.008～0.012、S 0.003～0.005。

4.一种如权利要求1所述混凝土泵车弯管的加工工艺，包括以下步骤：

②、将步骤①配合好的双层钢管，进行推制操作；

③、在步骤②推制后的钢管两端焊接上法兰；

5.如权利要求4所述的加工工艺，其特征在于：步骤②推制操作为同时加热双层钢管。

6.如权利要求4或5所述的加工工艺，其特征在于：步骤②推制操作包括在推制后采用外模控制双层钢管的弯曲角度。

7.如权利要求4所述的加工工艺，其特征在于：步骤④真空淬火处理为：先在2.0Pa以下缓慢加热钢管至840±10℃，再在9.3Pa以下、60～120℃冷却剂中冷却；然后在180±10℃油温中回火处理，最后进行深度冷却。

8.如权利要求7所述的加工工艺，其特征在于：所述冷却剂为油冷却剂或气体冷却剂。