CN103697244A - 一种双金属耐磨无缝复合钢管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双金属耐磨无缝复合钢管，其特征在于：包括内层钢管以及冶金结合在该内层钢管上的外层钢管，所述外层钢管由304不锈钢材料制作而成，所述内层钢管由9Cr18MoVNb材料制作而成。本发明不仅结构简单，而且成本低廉，还能满足耐腐蚀以及耐磨要求，因此适合推广应用。

Description

一种双金属耐磨无缝复合钢管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合钢管，具体涉及一种双金属耐磨无缝复合钢管及其制备方法。
背景技术
在传统食品、医药行业中，食品、药材的粉碎、研磨用钢管主要使用3种材料制备。a、完全碳钢制成。由碳钢制成的粉碎、研磨设备在长期服役后，会产生锈蚀，锈蚀混入食品、药材中，造成污染。b、碳钢镀Cr金属的方法制成。由碳钢镀Cr金属的方法制成的粉碎、研磨设备在长期服役后，Cr金属膜在磨损中被磨成Cr粉从设备表面脱落，混入食品（如面粉）或药面中，造成了食品或药品的质量不纯，在被人食用后引起中毒等严重后果。c、单金属9Cr18MoV不锈钢制成。单金属9Cr18MoV不锈钢在热处理后，达不到设备耐磨要求的硬度，研磨能力不够。如果加大淬火力度，则容易淬裂。
发明内容
本发明的目的在于克服目前用于食品或药材的粉碎、研磨设备的钢管使用完全碳钢制成则容易产生锈蚀；使用碳钢镀Cr金属的方法制成则Cr金属膜在磨损中被磨成Cr粉从设备表面脱落；使用单金属9Cr18MoV不锈钢制成则达不到设备耐磨要求的硬度的缺陷，提供一种不仅结构简单，而且成本低廉，还能满足耐腐蚀以及耐磨要求的双金属耐磨无缝复合钢管。同时，本发明还提供一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法。
发明的目的通过下述技术方案实现：
一种双金属耐磨无缝复合钢管，包括内层钢管以及冶金结合在该内层钢管上的外层钢管，所述外层钢管由304不锈钢材料制作而成，所述内层钢管由9Cr18MoVNb制作而成。
进一步的，所述内层钢管各成分的重量百分比为：C，0.90～1.10；Mn，≤0.80；Si，≤0.80；S，≤0.03；P，≤0.04；Cr，16.0～18.0；Mo，0.40～0.70；V，0.10～0.25；Nb，0.04～0.15；余量为Fe。
再进一步的，所述外层钢管各成分的重量百分比为：C，≤0.70；Mn，≤2.0；Si，≤1.0；S，≤0.30；P，≤0.04；Ni，10.0～12.0；Cr，18.0～20.0；余量为Fe。
4、一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法，包括以下步骤：
（1）分别制备内层钢管以及外层钢管；
（2）将内层钢管与外层钢管通过冶金结合制成无缝复合钢管；
（3）对无缝复合钢管进行热处理。
其中，所述内层钢管采用离心浇注法制作而成。
更进一步的，所述外层钢管也采用离心浇注法制作而成。
为了满足需要，所述步骤（3）包括退火处理以及调质处理。
为了更好地实现本发明，所述调质处理过程为880～950℃淬火处理，然后350～400℃回火处理。
为了确保效果，所述退火处理过程为850～900℃保温2.8～3.2小时，冷却至760～800℃保温1.8～2.2小时，冷却至480～520℃出炉空冷。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明不仅结构简单，而且成都低廉，其外层钢管由304不锈钢材料制作而成，可起到防腐的作用，其内层钢管由9Cr18MoVNb材料制作而成，可太高硬度并起到耐磨损的作用；且内层钢管上通过冶金结合有外层钢管，可以使外层钢管的韧性和内层钢管材料的硬度能有效地配合，既解决了外层钢材耐冲击问题，又使内层钢材具备优良的耐磨性能。
（2）本发明的内层钢管中含有Nb，Nb的加入使得内层钢管材料的组织更为细化，可使内层钢管硬度更高，更均匀，可放心的使用在食品、药材的加工设备上。
（3）本发明的内层钢管与外层钢管采用冶金结合，无分层现象，真正地使内层钢管与外层钢管融为一体，不仅满足防腐和耐磨需要，还避免了由于设备震动造成内层钢管与外层钢管之间的金属分层，其结合强度达到200MPa以上，大大提高了这种加工设备的使用寿命。
（4）本发明对无缝复合钢管进行热处理，既能满足外层金属耐腐蚀的要求，也能保证内层金属耐磨损的要求。
（5）本发明的热处理工艺包括退火处理以及调质处理，经过退火处理以及调质处理后可进一步提高本发明的无缝复合钢管的性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例
本发明的双金属耐磨无缝复合钢管，包括内层钢管以及与该内层钢管一体结构的外层钢管。所述内层钢管由9Cr18MoVNb材料制作而成，本发明的内层钢管各成分的重量百分比为：C，0.90～1.10；Mn，≤0.80；Si，≤0.80；S，≤0.03；P，≤0.04；Cr，16.0～18.0；Mo，0.40～0.70；V，0.10～0.25；Nb，0.04～0.15；余量为Fe。为了显著提高内层钢管的耐磨性能，从而获得较长的使用寿命，本发明将9Cr18MoV的成分进行了优化，在调整了标准成分的基础上，加入了一定量的Nb。Nb的加入使得内层钢管材料的组织更为细化，可使9Cr18MoV调质后的硬度更高，更均匀，可放心的使用在食品、药材的加工设备上。
所述外层钢管由304不锈钢材料制作而成，本发明的外层钢管各成分的重量百分比为：C，≤0.70；Mn，≤2.0；Si，≤1.0；S，≤0.30；P，≤0.04；Ni，10.0～12.0；Cr，18.0～20.0；余量为Fe。
本发明的外层钢管以及内层钢管分别采用离心浇注法单独制作而成，然后将内层钢管与外层钢管通过冶金结合制成无缝复合钢管。通过冶金结合的加工方法可实现内层钢管与外层钢管金属原子的互融，使内层钢管与外层钢管之间的结合强度达到200MPa以上，通过了压扁、弯曲等试验的考验，避免了由于设备震动造成内层钢管与外层钢管之间的金属分层进而导致严重后果的危险，即可大大提高设备的使用寿命。
本发明制成的无缝复合钢管还需要进行热处理，所述热处理工艺包括退火处理以及调质处理。所述退火处理过程为850～900℃保温2.8～3.2小时，冷却至760～800℃保温1.8～2.2小时，冷却至480～520℃出炉空冷。本实施例中退火处理过程为采用880℃保温3小时，然后随炉冷却至780℃保温2小时，最后随炉冷却至500℃出炉空冷。所述调质处理过程为880～950℃淬火处理，然后350～400℃回火处理。本实施例中调质处理采用900℃淬火处理，然后380℃回火处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双金属耐磨无缝复合钢管，其特征在于：包括内层钢管以及冶金结合在该内层钢管上的外层钢管，所述外层钢管由304不锈钢材料制作而成，所述内层钢管由9Cr18MoVNb材料制作而成。
2.根据权利要求1所述的一种双金属耐磨无缝复合钢管，其特征在于，所述内层钢管各成分的重量百分比为：C，0.90～1.10；Mn，≤0.80；Si，≤0.80；S，≤0.03；P，≤0.04；Cr，16.0～18.0；Mo，0.40～0.70；V，0.10～0.25；Nb，0.04～0.15；余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的一种双金属耐磨无缝复合钢管，其特征在于：所述外层钢管各成分的重量百分比为：C，≤0.70；Mn，≤2.0；Si，≤1.0；S，≤0.30；P，≤0.04；Ni，10.0～12.0；Cr，18.0～20.0；余量为Fe。
4.一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）分别制备内层钢管以及外层钢管；
（2）将内层钢管与外层钢管通过冶金结合制成无缝复合钢管；
（3）对无缝复合钢管进行热处理。
5.根据权利要求4所述的一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法，其特征在于：所述内层钢管采用离心浇注法制作而成。
6.根据权利要求4所述的一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法，其特征在于：所述外层钢管也采用离心浇注法制作而成。
7.根据权利要求4～6任一项所述的一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）包括退火处理以及调质处理。
8.根据权利要求7所述的一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法，其特征在于：所述调质处理过程为880～950℃淬火处理，然后350～400℃回火处理。
9.根据权利要求7所述的一种双金属耐磨无缝复合钢管的制备方法，其特征在于：所述退火处理过程为850～900℃保温2.8～3.2小时，冷却至760～800℃保温1.8～2.2小时，冷却至480～520℃出炉空冷。
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