CN103451499B - 轻质合金、输送管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质合金、输送管及其制备方法。其中，轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al85～89.5%，Zn7～9%，Mg1.5～3%，Cu2～3%；且轻质合金经硬化处理后抗拉强度>600MPa。本发明所提供的轻质合金通过原料Zn，Mg，Cu，Zr，Al的配合，提供了一种不但能够降低质量，而且经硬化处理还能够提高硬度的合金原料，为输送管的制备提供了轻质合金原料。由该轻质合金所制备的输送管不但质量能够比现有钢/合金钢原料轻50%，而且这种合金原料经过硬化处理后硬度高于现有技术中输送管的表面硬度，特别是硬化处理采用微弧氧化处理，输送管的表面硬度能够得到硬度高于HV2000的工作表面。

Description

轻质合金、输送管及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土运输领域，尤其是涉及一种轻质合金、输送管及其制备方法。

背景技术

目前，用于输送混凝土等类似介质的输送管一般都是采用钢/合金钢焊接管，这种输送管可以是单层结构，也可以是双层结构，为了便于安装，通常在输送管的管端外表面增设法兰连接部。以下具体介绍两种现有技术中的常见输送管结构。

如图1所示，在图1中给出了一种单层结构的输送管，该输送管包括输送管本体1’，以及套设在该输送管本体1’管端外周的法兰连接部2’，该法兰连接部2’通过焊接的方式固定在该输送管本体1’上。

如图2所示，在图2中给出了一种双层结构的输送管，该输送管包括输送管本体1’。输送管本体1’由内管本体11’和套设在内管本体11’外周的外管本体12’构成。且在该外管本体12’的管端设置有与内外管本体结构匹配的法兰连接部2’，该法兰连接部部分与外管本体12’的外表面焊接固定。

上述两种结构是目前使用较多的输送管结构，但无论是单层结构还是双层结构都存在很对不足之处。

1、目前的输送管大多采用钢/合金钢焊接管，这种钢/合金钢焊接管重量较大，容易使混凝土泵车整车超重，给臂架设计带来诸多限制，对臂架承载能力也提出了更高要求，同时管道的安装及维护也更为困难，安全性较低。

2、单层结构的输送管硬度无法处理的太高，导致其寿命较短。双层钢管需先将两层复合，再焊接法兰，然后对内层进行热处理，最后再将耐磨套镶入，其结构及工艺都比较复杂。

3、无论单层结构和双层结构的输送管法兰连接部都包括焊接工序，但焊接工序会影响热处理效果，降低淬火硬度，同时焊缝处容易应力集中，焊接缺陷容易导致焊缝强度不够引起开裂，发生爆管事故。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术不足，提供一种轻质合金、输送管及其制备方法，以降低所制备的输送管的重量。

为此，在本发明中提供了一种轻质合金，其按重量百分含量计包括以下成分：Al85～89.5%，Zn7～9%，Mg1.5～3%，Cu2～3%；且所述轻质合金经硬化处理后抗拉强度>600MPa。

进一步地，上述轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al85～88%，Zn8～9%，Mg1.5～3%，Cu2.5～3%。

进一步地，上述轻质合金中Zn与Cu的重量比值为2.5～3。

进一步地，上述轻质合金中Cu与Zn的重量比值为0.35～0.42。

进一步地，上述轻质合金的成分按重量百分含量计还包括0.01～0.8%的Mn和/或0.01～0.35%的Cr。

进一步地，上述轻质合金的成分按重量百分含量计还包括0.1～0.3%的Zr和/或0.1～0.15%的Ti，且Cr、Mn、Zr和Ti的总量不超过所述轻质合金总重量的1.2%。

同时，在本发明中还提供了一种输送管，包括输送管本体，输送管本体具有管型结构，其是由上述轻质合金成分熔融后经挤压形成管型毛坯，对该管型毛坯进行硬化处理所得，硬化处理为微弧氧化处理、阳极氧化处理、电镀处理或化学镀处理。

进一步地，上述硬化处理为微弧氧化处理，输送管本体的内表面经微弧氧化处理后形成厚度大于0.4mm、硬度大于HV2000的陶瓷层。

进一步地，上述输送管还包括与所述输送管本体一体成型的法兰连接部，法兰连接部具有环形结构，套设在输送管本体的两侧端口的外表面。

进一步地，上述输送管本体相应于所述法兰连接部的外表面具有限位凸块，法兰连接部具有与限位凸块结构匹配的限位凹槽。

同时，在本发明中还提供了一种输送管的制备方法，输送管包括输送管本体，输送管本体的制备步骤包括：将上述轻质合金成分熔融后经挤压形成管型毛坯；对管型毛坯内壁进行硬化处理形成所述输送管本体。

进一步地，上述输送管还包括法兰连接部，法兰连接部的制备步骤在对管型毛坯内壁进行硬化处理之前进行，包括：取内径与管型毛坯外径相匹配的环状管材套设在管型毛坯的端口外表面上；由所述管型毛坯对应于环状管材的内表面垂直向外施力，在管型毛坯上形成相对环状管材向外突起的限位凸块，在环状管材形成与所述限位凸块结构匹配的限位凹槽；机加工环状管材形成所述法兰连接部。

进一步地，上述制备方法中完成制备法兰连接部之后，进行硬化处理之前还包括填充管型毛坯内壁凹槽的步骤，该步骤包括：采用局部氧化、电镀或堆焊的方式，填充在法兰连接部制备过程中因向外施力在管型毛坯内壁上所形成的内壁凹槽，使得所述管型毛坯内壁平整。

本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种轻质合金、输送管及其制备方法。其中轻质合金通过原料Zn，Mg，Cu，Zr，Al的配合，提供了一种不但能够降低质量，而且经硬化处理还能够提高硬度的合金原料，为输送管的制备提供了轻质合金原料。由该轻质合金所制备的输送管不但质量能够比现有钢/合金钢原料轻50%，而且这种合金原料经过硬化处理后硬度高于现有技术中输送管的表面硬度，特别是硬化处理采用微弧氧化处理，输送管的表面硬度能够得到硬度高于HV2000的工作表面。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明，附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1示出了根据现有技术中单层输送管的结构示意图；

图2示出了根据现有技术中双层输送管的结构示意图；

图3示出了根据本发明一种实施例中的输送管的结构示意图；

图4示出了根据本发明另一种实施例中的输送管的结构示意图；以及

图5示出了根据图4中输送管的制备过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但如下实施例以及附图仅是用以理解本发明，而不能限制本发明，本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

在本发明的一种实施方式中，提供了一种轻质合金，其按重量百分含量计包括以下组分：Al85～89.5%，Zn7～9%，Mg1.5～3%，Cu2～3%；且轻质合金经硬化处理后抗拉强度>600MPa。

本发明提供了一种轻质合金，其组分以Al为主要原料，配合适量的Zn，Mg，Cu合金元素形成比重较轻、强度较高、韧性较好，同时经硬化处理还能够提高硬度的特殊轻质高强合金原料。这种轻质合金所制备的输送管不但重量能够比现有钢/合金钢原料轻50%，而且这种合金原料经过硬化处理后硬度高于现有技术中输送管的表面硬度，特别是硬化处理采用微弧氧化处理，输送管的表面硬度能够得到硬度高于HV2000的工作表面。

提高轻质合金中元素Cu与元素Zn的重量含量有利于提高该轻质合金的固溶强化的效果。优选上述轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al85～88%，Zn8～9%，Mg1.5～3%，Cu2.5～3%。

优选地，上述轻质合金中元素Zn的重量含量占轻质合金总重量的7～9%，将元素Zn的重量含量控制在该范围内能够提高所制备的轻质合金的强韧性。更为优选地，在上述轻质合金中元素Zn与元素Cu的重量比为2.5～3。将元素Zn与元素Cu的重量比控制在该范围内有利于提高该轻质合金的应力、耐腐蚀性能、抗开裂性能等。

优选地，上述轻质合金的成分按重量百分含量计还包括Mn、Ti、Zr、Cr中的一种或多种。在本发明轻质合金中通过在以Al为主要原料，配合适量的Zn，Mg，Cu合金元素的同时，再添加微量的Mn，Ti，Zr，Cr等合金元素有利于细化晶粒，优化其强韧性，提高其热处理性能，进而形成强度较高、韧性较好，同时经硬化处理还能够提高硬度的特殊轻质高强合金原料。

更为优选地，上述轻质合金中添加Cr和/或Mn可以阻碍再结晶形核过程，起到细化晶粒的作用，提高合金机械性能，但Cr、Mn含量过高会增大淬火敏感性，降低淬透性，造成固溶强化效果减弱，优选地上述轻质合金中按重量百分含量计包括0.01～0.8%的Mn和/或0.01～0.35%的Cr。此时，该轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al85～89.48%，Zn7～9%，Mg1.5～3%，Cu2～3%，Mn0.01～0.8%，Cr0.01～0.35%。优选该轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al85～87.98%，Zn8～9%，Mg1.5～3%，Cu2.5～3%，Mn0.01～0.8%，Cr0.01～0.35%。

特别优选地，在上述轻质合金中添加Cr和/或Mn的同时加入Zr和/或Ti，Zr和/或Ti对淬火敏感性影响较小，且能够起到细化晶粒的作用，因此，可以添加Zr和/或Ti与Cr和/或Mn共同作用，在细化晶粒、提高合金机械性能的同时，提高合金的固溶强化效果。优选地轻质合金的成分按重量百分含量计还包括0.1～0.3%的Zr和/或0.1～0.15%的Ti，且Cr、Mn、Zr和Ti的总量不超过所述轻质合金总重量的1.2%。此时，该轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al85～89.28%，Zn7～9%，Mg1.5～3%，Cu2～3%，Mn0.01～0.8%，Cr0.01～0.35%，Zr0.1～0.3%，Ti0.1～0.15%。优选该轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al85～87.78%，Zn8～9%，Mg1.5～3%，Cu2.5～3%，Mn0.01～0.8%，Cr0.01～0.35%，Zr0.1～0.3%，Ti0.1～0.15%。

本发明所提供的这种轻质合金在制备过程中必不可免地会产生一些杂质，例如Si和Fe，优选将该轻质合金中Si和Fe的含量都控制在0.1%以下。

在本发明的一种实施例中，提供了一种输送管，该输送管包括输送管本体1，所述输送管本体1具有管型结构，其由上述的轻质合金成分熔融后经挤压形成管型毛坯，对该管型毛坯内壁进行硬化处理所得。

这种输送管通过采用上述轻质合金不但能够降低输送管的重量，避免混凝土泵车整车超重，降低对臂架承载能力的要求，便利管道的安装及维护，提高安全性。而且制备工艺简单，仅需经过简单的挤压成型皆可获得管型毛坯，管型毛坯的长度好控制。仅需对管型毛坯内壁经硬化处理即增加表面硬度，延长输送管的使用寿命，特别是硬化处理采用微弧氧化处理的方法时，输送管的表面形成硬度大于HV2000的陶瓷层，能够更好的延长该输送管的使用寿命。

优选地，上述硬化处理包括但不限于微弧氧化处理、阳极氧化处理、电镀处理或化学镀处理中的任一种，只要能够使得硬化合金经硬化处理使增加其表面硬度即可。其中优选采用微弧氧化处理，经微弧氧化处理后使得输送管本体1的内表面形成厚度大于0.4mm、硬度大于HV2000的陶瓷层。

为了便于上述输送管的拆卸，在本发明的一种实施例中，上述输送管还包括法兰连接部2，该法兰连接部2具有环形结构，套设在所述输送管本体1的两侧端口的外表面。

如图3所示，在本发明的一种实施例中，上述输送管是由输送管本体1与所述法兰连接部2一体成型而成。这种一体成型的方式可以首先将轻质合金坯料通过特定模具挤压成所需规格的管型毛坯（输送管本体1未经硬化处理前的结构），然后再对两端进行模锻成型处理，通过模具的尺寸控制，加工出法兰连接部2，直接形成两端具有与所需法兰连接部相匹配的结构。

如图4所示，在本发明的另一种实施例中，上述输送管中输送管本体1相应于所述法兰连接部2的外表面具有限位凸块11，所述法兰连接部2具有与所述限位凸块11结构匹配的限位凹槽21。在这种结构中通过采用限位凸块11和限位凹槽21的配合结构使得输送管本体1和法兰连接部2结构相互固定。该方法同样避免了焊接的环节，节能环保，避免了因焊接对输送管所产生的热影响。

在本发明的一种实施方式中还提供了一种输送管的制备方法，其中输送管包括输送管本体1，该输送管本体1的制备步骤包括：将上述轻质合金成分熔融后经挤压形成管型毛坯；对所述管型毛坯内壁进行硬化处理形成输送管本体1，该方法简单实用，适于大规模生产。

在上述制备方法中制备管型毛坯的步骤包括：将配方量的上述轻质合金成分原材料熔融混合铸成毛坯铸锭或毛坯棒料，再通过特定规格的模具，采用300-1000t的挤压机，在350-500℃下，在1000-10000kN挤压力下，挤压成型为管型毛坯。

在上述制备方法中制备输送管本体1的一种实施方式（硬化处理采用阳极氧化处理）包括如下步骤：在常温下，采用铅板作为阴极，将管型毛坯作为阳极，浸渍到浓度为10%-30%的稀硫酸电解液中，保持电解液的温度为20-30℃，将铝合金缸体作为阳极施加20-120V的直流电流，硬化处理0.5-2h，在管型毛坯的内壁上形成厚度为50-250μm，硬度为HV300-500的氧化铝层，得到输送管本体。

在上述制备方法中制备输送管本体1的第二种实施方式（硬化处理采用微弧氧化处理）包括如下步骤：采用不锈钢作为阴极，将管型毛坯作为阳极，浸渍到碱性电解液中，其中碱性电解液由浓度为1.2-1.8g/L NaOH和浓度4-6g/L的Na₂SiO₃配制成PH值为8-12的混合溶液。保持碱性电解液的温度为15-25℃，将铝合金缸体作为阳极施加600-1000Hz的直流脉冲电流，控制脉冲电压为400-800V，微弧硬化处30-60min，在管型毛坯的内壁上形成厚度为0.1-0.5mm，硬度为大于HV2000的陶瓷材料层，得到输送管本体。

在上述制备方法中制备输送管本体1的第三种实施方式（硬化处理采用电镀处理）包括如下步骤：首先对管型毛坯内壁进行浸锌或浸锌镍处理，内壁形成2-6μm浸锌层或锌镍合金层，此工序之后还可以对内壁再进行预镀铜处理，形成2-6μm的铜层（可以使最终的镀铬层结合更加良好），随后将管型毛坯放入镀铬槽中，在温度50-60℃下，按照普通镀铬工艺电镀1-1.5h，使内壁形成厚度为40-50μm，硬度为HV1000-1200的硬铬层，得到输送管本体。

如图5所示，在本发明中上述输送管还包括法兰连接部2，该法兰连接部2的制备步骤在对管型毛坯内壁进行硬化处理之前，包括：取内径与所述管型毛坯外径相匹配的环状管材套设在所述管型毛坯的端口外表面上；由所述管型毛坯对应于所述环状管材的内表面垂直向外施力，在所述管型毛坯上形成相对环状管材向外突起的限位凸块11，在管材形成与所述限位凸块13结构匹配的限位凹槽；机加工所述管材形成法兰连接部2。

本发明所提供的这种方法，避免了采用焊接的方法，通过在硬化处理前，对输送管本体与法兰连接部相对的部分进行施力，同时形成相对固定的限位凸块与纤维凹槽，固定输送管本体与法兰连接部。该方法简单实用，且节能环保，且对输送管本体影响较小。

优选地，在上述输送管的制备方法中，在完成制备法兰连接部之后，进行硬化处理之前还包括填充管型毛坯内壁凹槽的步骤，该步骤包括：采用局部氧化、电镀或堆焊的方式，填充在法兰连接部制备过程中因向外施力在管型毛坯内壁上所形成的内壁凹槽13，使得所述管型毛坯内壁平整。该填充步骤的进行可以保证输送管本体内表面的平整，避免硬化处理后内表面应力不均匀的现象，提高输送管本体内壁的整体硬度。

以下将结合具体实施例1-3、以及对比例1进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

轻质合金成分：Zn7%、Mg1.5%、Cu2%、Al89.5%。（Zn：Cu=3.5；Cu：Zn=0.286）

输送管的制备方法：（硬化处理采用阳极氧化处理）

将以上成分含量的原材料熔融混合铸成毛坯铸锭或毛坯棒料，再通过特定规格的模具，采用800t的挤压机，在500℃下，在5000kN挤压力下，挤压成型为管型毛坯。

在常温下，采用铅板作为阴极，将管型毛坯作为阳极，浸渍到浓度为30%的稀硫酸电解液中，保持电解液的温度为30℃，将铝合金缸体作为阳极施加100V的直流电流，硬化处理2h，在管型毛坯的内壁上形成厚度为80μm，硬度为HV500的氧化铝层，得到输送管本体。

实施例2-4

轻质合金成分：如表1所示。

输送管的制备方法：同实施例1

实施例5

轻质合金原料：Zn9%、Mg3%、Cu3%、Cr0.1%、Al84.9%。

输送管的制备方法：（硬化处理采用微弧氧化处理。）

将以上成分含量的原材料熔融混合铸成毛坯铸锭或毛坯棒料，再通过特定规格的模具，采用1000t的挤压机，在500℃下，在10000kN挤压力下，挤压成型为管型毛坯。

在常温下，采用不锈钢作为阴极，将管型毛坯作为阳极，浸渍到碱性电解液中，其中碱性电解液由浓度为1.8g/L NaOH和浓度6g/L的Na₂SiO₃配制成PH值为12的混合溶液。保持碱性电解液的温度为25℃，将铝合金缸体作为阳极施加1000Hz的直流脉冲电流，控制脉冲电压为800V，微弧硬化处60min，在管型毛坯的内壁上形成厚度为0.5mm，硬度为HV2000的陶瓷材料层，得到输送管本体。

实施例6-8

轻质合金成分：如表1所示。

输送管的制备方法：同实施例5。

实施例9

轻质合金原料：Zn9%、Mg3%、Cu3%、Mn6%、Zr0.3%、Al84.1%。

输送管的制备方法：（硬化处理采用电镀处理）

将以上成分含量的原材料熔融混合铸成毛坯铸锭或毛坯棒料，再通过特定规格的模具，采用300t的挤压机，在350℃下，在1000kN挤压力下，挤压成型为管型毛坯。

将管型毛坯内壁进行浸锌或浸锌镍处理，内壁形成2μm浸锌层或锌镍合金层，此工序之后对内壁再进行预镀铜处理，形成2μm的铜层，随后将管型毛坯放入镀铬槽中，在温度50℃下，按照普通镀铬工艺电镀1.5h，使内壁形成厚度为40μm，硬度为HV1200的硬铬层，得到输送管本体。

实施例10-12

轻质合金成分：如表1所示。

输送管的制备方法：同实施例9。

表1

	Al	Zn	Mg	Cu	Mn	Cr	Zr	Ti	Zn：Cu
										实施例1	余量	7	1.5	2	--	--	--	--	3.5
实施例2	余量	7.5	1.5	3	0.8	--	--	--	2.5
										实施例3	余量	7.5	2.49	2.5	0.01	0.35	--	--	3
实施例4	余量	7.5	2	3	0.1	0.1	0.1	0.1	2.5
										实施例5	余量	9	3	3	--	0.1	--	--	3
实施例6	余量	8	2.2	3	0.6	0.2	--	--	2.67
										实施例7	余量	8	1.6	3	--	0.2	0.3	--	2.67
实施例8	余量	8.5	1.8	3	0.4	0.1	0.2	--	2.83
										实施例9	余量	8.5	3	3	0.6	--	0.3	--	2.83
实施例10	余量	8.5	2.4	3	--	0.01		--	2.83
										实施例11	余量	8.5	1.5	3	0.5	--	0.2	0.1	2.83
实施例12	余量	9	2.3	3	0.4	0.2	0.3	0.12	3

对比例1：

如图1所示的具有单层结构的输送管，其材料为常见的普通钢材料，无硬化处理。

对比例2：

如图1所示的具有单层结构的输送管，其材料为常见的合金钢材料，其内壁进行表面淬火硬化处理。

对比例3：

如图2所示的具有双层结构的输送管，其外层材料为常见的普通钢材料，其内层为常见的高碳合金钢材料，其内层进行整体淬火硬化处理。

测试：

取上述实施例1-12以及对比例1-3所制备的输送管，并截取长度为3米、直管内径为125mm，管壁厚度为4mm测试样品管进行测试，测试项目包括：

重量：为了便于对比，取测试样品管重量的整数部分，对于小数点后的部分采取四舍五入的方式进位。

抗拉强度：GB.T228-2002金属材料室温拉伸试验方法；

GB_T_6397-1986_金属拉伸试验试样。

内表面硬度：GBT_4340.1-2009_金属材料_维氏硬度试验_第1部分：试验方法。

内表面耐磨性：磨粒磨损试验：JBT7705-1995松散磨粒磨料磨损试验方法[1].橡胶轮法。

使用寿命：以工地考核结果为基础，还可以根据硬度及耐磨性对比情况来估算。

结果如下表2中所示：

表2

由表1中内容可知：采用本申请轻质合金成分制备的输送管的重量比现有钢/合金钢原料轻约50%。且所制备的输送管的工作表面经过硬化处理，硬度高于等于对比例所制备的输送管。特别是在本发明输送管制备过程中硬化处理采用微弧氧化处理时，工作表面的硬度能大于HV2000，远远大于现有技术中的输送管，有效地延长了输送管的使用寿命。

实施例13

轻质合金原料：同实施例5。

输送管的制备方法：（硬化处理采用电镀处理）

将以上成分含量的原材料熔融混合铸成毛坯铸锭或毛坯棒料，再通过特定规格的模具，采用300t的挤压机，在350℃下，在1000kN挤压力下，挤压成型为管型毛坯。

将管型毛坯两端进行模锻成型处理，通过模具的尺寸控制，加工出法兰连接部2，直接形成两端具有与所需法兰连接部相匹配的结构。

将设置有法兰连接部2的管型毛坯内壁进行浸锌或浸锌镍处理，内壁形成2μm浸锌层或锌镍合金层，此工序之后对内壁再进行预镀铜处理，形成2μm的铜层，随后将管型毛坯放入镀铬槽中，在温度50℃下，按照普通镀铬工艺电镀1.5h，使内壁形成厚度为40μm，硬度为HV1200的硬铬层，得到输送管本体。

实施例14

轻质合金原料：同实施例9。

输送管的制备方法：（硬化处理采用微弧氧化处理。）

将以上成分含量的原材料熔融混合铸成毛坯铸锭或毛坯棒料，再通过特定规格的模具，采用300t的挤压机，在350℃下，在1000kN挤压力下，挤压成型为管型毛坯。

取内径与管型毛坯外径相匹配的环状管材套设在管型毛坯的端口外表面上；由管型毛坯对应于环状管材的内表面垂直向外施力，在管型毛坯上形成相对环状管材向外突起的限位凸块，在环状管材形成与所述限位凸块结构匹配的限位凹槽；机加工所述环状管材形成法兰连接部2，采用局部氧化的方式，填充在法兰连接部制备过程中因向外施力在管型毛坯内壁上所形成的内壁凹槽，使得所述管型毛坯内壁平整。

在常温下，采用不锈钢作为阴极，将设置有法兰连接部2的管型毛坯作为阳极，浸渍到碱性电解液中，其中碱性电解液由浓度为1.8g/L NaOH和浓度6g/L的Na₂SiO₃配制成PH值为12的混合溶液。保持碱性电解液的温度为25℃，将铝合金缸体作为阳极施加1000Hz的直流脉冲电流，控制脉冲电压为800V，微弧硬化处60min，在管型毛坯的内壁上形成厚度为0.5mm，硬度为HV2000的陶瓷材料层，得到输送管本体。

对比例4：

如图1所示的具有单层结构的输送管，其材料为常见的合金钢材料，其内壁进行表面淬火硬化处理，该输送管两端焊接有法兰连接部。

对比例5：

如图2所示的具有双层结构的输送管，其外层材料为常见的普通钢材料，其内层为常见的合金钢材料，其内层进行整体淬火硬化处理，该输送管两端焊接有法兰连接部。

对上述实施例4-5以及对比例4-5所制备的输送管进行性能测试，结果如如下表2中所示：

测试：

取上述实施例13、14以及对比例4、5所制备的输送管，并截取长度为3米、直管内径为125mm，管壁厚度为4，且管的一端具有长度为35、厚度为11.5法兰连接部的测试样品管进行测试，测试项目包括：

重量：为了便于对比，取测试样品管重量的整数部分，对于小数点后的部分采取四舍五入的方式进位。

抗拉强度：GB.T228-2002金属材料室温拉伸试验方法；

内表面硬度：GBT_4340.1-2009_金属材料_维氏硬度试验_第1部分：试验方法。

内表面耐磨性：磨粒磨损试验：JBT7705-1995松散磨粒磨料磨损试验方法[1].橡胶轮法。

使用寿命：以工地考核结果为基础，还可以根据硬度及耐磨性对比情况来估算。

结果如下表3中所示：

表3

由表3中内容可知：采用本申请轻质合金成分制备的输送管不但降低了输送管的重量，提高了工作表面的硬度，同时通过采用特殊的法兰制备方法，能够有效地减少法兰局部磨损失效、开裂或拉断的情况，降低爆管率，延长输送管的使用寿命。

以上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 (8)

1.一种输送管，其特征在于，所述输送管包括输送管本体(1)，所述输送管本体(1)具有管型结构，其是由轻质合金成分熔融后经挤压形成管型毛坯，对所述管型毛坯进行硬化处理所得，其中，

所述轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al 85～89.5％，Zn 7～9％，Mg 1.5～3％，Cu 2～3％；且所述轻质合金经硬化处理后抗拉强度>600MPa，

所述输送管还包括与所述输送管本体(1)一体成型的法兰连接部(2)，所述法兰连接部(2)具有环形结构，套设在所述输送管本体(1)的两侧端口的外表面，且所述输送管本体(1)相应于所述法兰连接部(2)的外表面具有限位凸块(11)，所述法兰连接部(2)具有与所述限位凸块(11)结构匹配的限位凹槽(21)。

2.根据权利要求1所述的输送管，其特征在于，所述硬化处理为微弧氧化处理，所述输送管本体(1)的内表面经微弧氧化处理后形成厚度大于0.4mm、硬度大于HV2000的陶瓷层。

3.根据权利要求1所述的输送管，其特征在于，所述轻质合金按重量百分含量计包括以下成分：Al 85～88％，Zn 8～9％，Mg 1.5～3％，Cu 2.5～3％。

4.根据权利要求1或3所述的输送管，其特征在于，所述轻质合金中Zn与Cu的重量比值为2.5～3。

5.根据权利要求4所述的输送管，其特征在于，所述轻质合金的成分按重量百分含量计还包括0.01～0.8％的Mn和/或0.01～0.35％的Cr。

6.根据权利要求5所述的输送管，其特征在于，所述轻质合金的成分按重量百分含量计还包括0.1～0.3％的Zr和/或0.1～0.15％的Ti，且Cr、Mn、Zr和Ti的总量不超过所述轻质合金总重量的1.2％。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的输送管的制备方法，其特征在于，所述输送管包括输送管本体(1)，所述输送管本体(1)的制备步骤包括：

将轻质合金成分熔融后经挤压形成管型毛坯；

对所述管型毛坯内壁进行硬化处理形成所述输送管本体(1)，其中，

所述输送管还包括法兰连接部(2)，所述法兰连接部(2)的制备步骤在对管型毛坯内壁进行硬化处理之前进行，包括：

取内径与所述管型毛坯外径相匹配的环状管材套设在所述管型毛坯的端口外表面上；

由所述管型毛坯对应于所述环状管材的内表面垂直向外施力，在所述管型毛坯上形成相对环状管材向外突起的限位凸块(11)，在环状管材形成与所述限位凸块(11)结构匹配的限位凹槽(21)；机加工所述环状管材形成所述法兰连接部(2)。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，完成制备法兰连接部(2)之后，进行硬化处理之前还包括填充管型毛坯内壁凹槽的步骤，该步骤包括：

采用局部氧化、电镀或堆焊的方式，填充在法兰连接部制备过程中因向外施力在管型毛坯内壁上所形成的内壁凹槽，使得所述管型毛坯内壁平整。