CN106180584A - 一种柔性抗震铸铁管制备工艺 - Google Patents

一种柔性抗震铸铁管制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种柔性抗震铸铁管制备工艺，包括以下步骤：对模具表面的预处理，对原料进行研磨、过筛，将原料在1350～1450℃下熔炼4‑5H，真空状态下进行浇铸成型，成型后脱模，最后分别在铸件外壁激光熔覆一层外覆层和在内壁上涂覆一层内覆层。所制得的铸铁管与普通铸铁管相比具有更好的延展性和机械性能，方便铺设，埋藏在潮湿和各种酸碱土壤里依然能长时间保持管体外壁不被腐蚀，具有较佳的抗震、抗折断性能，适合用于地震频发地带，避免管体破裂或折断造成二次伤害。管体内壁上涂覆的内涂层减少了管内流体流动时与管内壁产生的摩擦，降低了流体阻力，同时适合于承载各种易燃易爆和腐蚀性气体或液体。

Description

一种柔性抗震铸铁管制备工艺
技术领域
本发明涉及管体技术领域，具体涉及一种柔性抗震铸铁管制备工艺。
背景技术
离心球墨铸铁管具有较高的强度(是灰铸铁管的3倍)、良好的延伸率(≥10％，而灰铸铁管为0)和抗腐蚀性(比钢管提高30倍)。据有关地震研究资料表明，离心球墨铸铁管在地震中的破损率为灰铸铁管的1/4。由于其独特的结构而适合在各种地形条件下施工安装，同时因简捷的安装方法，加快了工程进度，从而降低了施工成本，与钢管施工相比可降低1/3费用，是近年来受欢迎的建筑材料之一。但是现有铸铁管应用在某些较为恶劣环境下其性能依然不能满足要求，主要表现在延展性和抗震性上，特别是埋藏在地震多发地带的土壤下，但从结构已经很难得到较大覆盖改善。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种柔性抗震铸铁管制备工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种柔性抗震铸铁管制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照管道尺寸设计或选择相匹配的铸造模具，并对模具表面进行清洁干燥，然后在模具内壁涂覆一层内涂层，并经过80～100℃烘干处理，延长模具使用寿命，减少铸件表面粗糙度，并使最后脱模容易；
(2)将组成铸铁管的原料进行研磨，筛选出粒度在50～100目的原料后混合均匀，得初级原料；
(3)将所述初级原料投入到熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度在1350～1450℃，熔炼4～5H，熔炼过程中对熔融态原料进行搅拌；
(4)在真空状态下将熔融态原料倒入经过步骤(1)处理的模具中进行浇铸成型，控制浇注速度为5～8mm/s，待温度降低至150～200℃时向真空装置内充入惰性气体进行保护，直至铸件温度降低至常温；
(5)将冷却后的成型铸件进行脱模，得到铸件胚体；
(6)将步骤(5)得到的铸件胚体表面进行打磨并使其升温至40～50℃，然后在铸件外表面激光熔覆一层厚度在2～3mm的外覆层；
(7)向步骤(6)中的铸件内壁涂覆一层内覆层，控制厚度在1.5～2mm，即得该铸铁管。
所述步骤(1)中的内涂层由以下重量份的原料组成：
海藻油10-30份，葵花籽油12-20份，茶油7-10份，牡丹籽油4-8份，文冠果油2-5份，米糠油2-4份，亚麻籽油3-4份，蓖麻油2-5份，花生油1-3份；
所述步骤(2)中组成铸铁管的原料由以下重量份的原料组成：
碳2.3％-2.8％，硅0.03％-0.05％，锰0.02％-0.08％，磷0.01％-0.02％，硫0.03％-0.07％，镉0.03％-0.08％，钼0.05％-0.09％，钛0.04％-0.07％，铋0.03％-0.04％，砷0.01％-0.03％，钒0.03％-0.05％，镁0.02％-0.04％，钕0.03％-0.07％，碲0.04％-0.06％，铝锌合金粉0.03％-0.08％，余量为铁；
所述步骤(4)中惰性气体为氮气或者氩气。
所述步骤(6)中的外覆层由以下重量份的原料组成：
银粉0.05％-0.06％，碳化钨粉0.03％-0.08％，钴粉0.04％-0.08％，高锰钢粉末0.02％-0.04％，钛白粉0.01％-0.02％，氧化锆0.03％-0.04％，石墨粉0.04％-0.07％，铁氧体0.03％-0.04％，合金粉0.05％-0.06％，锡粉0.02％-0.05％，碳化硅粉0.04％-0.07％，氮化镓0.04％-0.08％，不锈钢纤维0.01％-0.04％，氮化铝0.02％-0.03％，余量为箔；
所述步骤(7)中的内覆层由以下重量份的原料组成：
氮化铝18-30份，石墨烯20-25份，碳化钨粉9-12份，二氧化硅7-10份，高锰钢粉末12-15份，碳化硅5-8份，钛白粉3-6份，氧化锆7-10份。
本发明的有益效果为：该铸铁管与普通铸铁管相比具有更好的延展性和机械性能，方便铺设，埋藏在潮湿和各种酸碱土壤里依然能长时间保持管体外壁不被腐蚀，具有较佳的抗震、抗折断性能，适合用于地震频发地带，避免管体破裂或折断造成二次伤害。管体内壁上涂覆的内涂层减少了管内流体流动时与管内壁产生的摩擦，降低了流体阻力，同时适合于承载各种易燃易爆和腐蚀性气体或液体。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种柔性抗震铸铁管制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照管道尺寸设计或选择相匹配的铸造模具，并对模具表面进行清洁干燥，然后在模具内壁涂覆一层内涂层，并经过80℃烘干处理，延长模具使用寿命，减少铸件表面粗糙度，并使最后脱模容易；
(2)将组成铸铁管的原料进行研磨，筛选出粒度在50目的原料后混合均匀，得初级原料；
(3)将所述初级原料投入到熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度在1350℃，熔炼4H，熔炼过程中对熔融态原料进行搅拌；
(4)在真空状态下将熔融态原料倒入经过步骤(1)处理的模具中进行浇铸成型，控制浇注速度为5mm/s，待温度降低至150℃时向真空装置内充入惰性气体进行保护，直至铸件温度降低至常温；
(5)将冷却后的成型铸件进行脱模，得到铸件胚体；
(6)将步骤(5)得到的铸件胚体表面进行打磨并使其升温至40℃，然后在铸件外表面激光熔覆一层厚度在2mm的外覆层；
(7)向步骤(6)中的铸件内壁涂覆一层内覆层，控制厚度在1.5mm，即得该铸铁管。
实施例2
一种柔性抗震铸铁管制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照管道尺寸设计或选择相匹配的铸造模具，并对模具表面进行清洁干燥，然后在模具内壁涂覆一层内涂层，并经过90℃烘干处理，延长模具使用寿命，减少铸件表面粗糙度，并使最后脱模容易；
(2)将组成铸铁管的原料进行研磨，筛选出粒度在80目的原料后混合均匀，得初级原料；
(3)将所述初级原料投入到熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度在1400℃，熔炼4.5H，熔炼过程中对熔融态原料进行搅拌；
(4)在真空状态下将熔融态原料倒入经过步骤(1)处理的模具中进行浇铸成型，控制浇注速度为7mm/s，待温度降低至175℃时向真空装置内充入惰性气体进行保护，直至铸件温度降低至常温；
(5)将冷却后的成型铸件进行脱模，得到铸件胚体；
(6)将步骤(5)得到的铸件胚体表面进行打磨并使其升温至45℃，然后在铸件外表面激光熔覆一层厚度在2.5mm的外覆层；
(7)向步骤(6)中的铸件内壁涂覆一层内覆层，控制厚度在1.5mm，即得该铸铁管。
实施例3
一种柔性抗震铸铁管制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照管道尺寸设计或选择相匹配的铸造模具，并对模具表面进行清洁干燥，然后在模具内壁涂覆一层内涂层，并经过100℃烘干处理，延长模具使用寿命，减少铸件表面粗糙度，并使最后脱模容易；
(2)将组成铸铁管的原料进行研磨，筛选出粒度在100目的原料后混合均匀，得初级原料；
(3)将所述初级原料投入到熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度在1450℃，熔炼5H，熔炼过程中对熔融态原料进行搅拌；
(4)在真空状态下将熔融态原料倒入经过步骤(1)处理的模具中进行浇铸成型，控制浇注速度为8mm/s，待温度降低至200℃时向真空装置内充入惰性气体进行保护，直至铸件温度降低至常温；
(5)将冷却后的成型铸件进行脱模，得到铸件胚体；
(6)将步骤(5)得到的铸件胚体表面进行打磨并使其升温至50℃，然后在铸件外表面激光熔覆一层厚度在3mm的外覆层；
(7)向步骤(6)中的铸件内壁涂覆一层内覆层，控制厚度在2mm，即得该铸铁管。
所述步骤(1)中的内涂层由以下重量份的原料组成：
海藻油10-30份，葵花籽油12-20份，茶油7-10份，牡丹籽油4-8份，文冠果油2-5份，米糠油2-4份，亚麻籽油3-4份，蓖麻油2-5份，花生油1-3份；
所述步骤(2)中组成铸铁管的原料由以下重量份的原料组成：
碳2.3％-2.8％，硅0.03％-0.05％，锰0.02％-0.08％，磷0.01％-0.02％，硫0.03％-0.07％，镉0.03％-0.08％，钼0.05％-0.09％，钛0.04％-0.07％，铋0.03％-0.04％，砷0.01％-0.03％，钒0.03％-0.05％，镁0.02％-0.04％，钕0.03％-0.07％，碲0.04％-0.06％，铝锌合金粉0.03％-0.08％，余量为铁；
所述步骤(4)中惰性气体为氮气或者氩气。
所述步骤(6)中的外覆层由以下重量份的原料组成：
银粉0.05％-0.06％，碳化钨粉0.03％-0.08％，钴粉0.04％-0.08％，高锰钢粉末0.02％-0.04％，钛白粉0.01％-0.02％，氧化锆0.03％-0.04％，石墨粉0.04％-0.07％，铁氧体0.03％-0.04％，合金粉0.05％-0.06％，锡粉0.02％-0.05％，碳化硅粉0.04％-0.07％，氮化镓0.04％-0.08％，不锈钢纤维0.01％-0.04％，氮化铝0.02％-0.03％，余量为箔；
所述步骤(7)中的内覆层由以下重量份的原料组成：
氮化铝18-30份，石墨烯20-25份，碳化钨粉9-12份，二氧化硅7-10份，高锰钢粉末12-15份，碳化硅5-8份，钛白粉3-6份，氧化锆7-10份。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种柔性抗震铸铁管制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照管道尺寸设计或选择相匹配的铸造模具，并对模具表面进行清洁干燥，然后在模具内壁涂覆一层内涂层，并经过80～100℃烘干处理；
(2)将组成铸铁管的原料进行研磨，筛选出粒度在50～100目的原料后混合均匀，得初级原料；
(3)将所述步骤(2)中所得初级原料投入到熔炼炉中进行熔炼，控制熔炼温度在1350～1450℃，熔炼4～5H，熔炼过程中对熔融态原料进行搅拌；
(4)在真空状态下将熔融态原料倒入经过步骤(1)处理的模具中进行浇铸成型，控制浇注速度为5～8mm/s，待温度降低至150～200℃时向真空装置内充入惰性气体进行保护，直至铸件温度降低至常温；
(5)将冷却后的成型铸件进行脱模，得到铸件胚体；
(6)将步骤(5)得到的铸件胚体表面进行打磨并使其升温至40～50℃，然后在铸件外表面激光熔覆一层厚度在2～3mm的外覆层；
(7)向步骤(6)中的铸件内壁涂覆一层内覆层，控制厚度在1.5～2mm，即得该铸铁管。
2.如权利要求1所述的一种柔性抗震铸铁管制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的内涂层由以下重量份的原料组成：
海藻油10-30份，葵花籽油12-20份，茶油7-10份，牡丹籽油4-8份，文冠果油2-5份，米糠油2-4份，亚麻籽油3-4份，蓖麻油2-5份，花生油1-3份。
3.如权利要求1所述的一种柔性抗震铸铁管制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中组成铸铁管的原料由以下重量份的原料组成：
碳2.3％-2.8％，硅0.03％-0.05％，锰0.02％-0.08％，磷0.01％-0.02％，硫0.03％-0.07％，镉0.03％-0.08％，钼0.05％-0.09％，钛0.04％-0.07％，铋0.03％-0.04％，砷0.01％-0.03％，钒0.03％-0.05％，镁0.02％-0.04％，钕0.03％-0.07％，碲0.04％-0.06％，铝锌合金粉0.03％-0.08％，余量为铁。
4.如权利要求1所述的一种柔性抗震铸铁管制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的惰性气体为氮气或者氩气。
5.如权利要求1所述的一种柔性抗震铸铁管制备工艺，其特征在于，所述步骤(6)中的外覆层由以下重量份的原料组成：
银粉0.05％-0.06％，碳化钨粉0.03％-0.08％，钴粉0.04％-0.08％，高锰钢粉末0.02％-0.04％，钛白粉0.01％-0.02％，氧化锆0.03％-0.04％，石墨粉0.04％-0.07％，铁氧体0.03％-0.04％，合金粉0.05％-0.06％，锡粉0.02％-0.05％，碳化硅粉0.04％-0.07％，氮化镓0.04％-0.08％，不锈钢纤维0.01％-0.04％，氮化铝0.02％-0.03％，余量为箔。
6.如权利要求1所述的一种柔性抗震铸铁管制备工艺，其特征在于，所述步骤(7)中的内覆层由以下重量份的原料组成：
氮化铝18-30份，石墨烯20-25份，碳化钨粉9-12份，二氧化硅7-10份，高锰钢粉末12-15份，碳化硅5-8份，钛白粉3-6份，氧化锆7-10份。
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