大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道及其制作方法技术

本发明专利技术属于先进制造领域，具体涉及一种大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道及其制作方法。所述的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，由高铬合金耐磨衬套和不锈钢连接外套组成，所述不锈钢连接外套套接在高铬合金耐磨衬套外部，耐磨衬套内径700‑1200mm，厚度25‑35mm，长度4500‑5500mm，不锈钢连接外套两端设有连接法兰，连接法兰上均匀分布有用于螺栓连接的孔。本发明专利技术的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，具有硬度高、耐磨性好、耐蚀性好、使用寿命长、不易开裂的特点；其制备方法，科学合理、简单易行。

【技术实现步骤摘要】
大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道及其制作方法
本专利技术属于先进制造领域，具体涉及一种大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道及其制作方法。
技术介绍
大型挖泥抽沙船是填海造陆的关键设备，其本身没有承载量，需要铺设管道将泥沙物料输送到预定的地点。管道经受泥沙和海水冲刷，要求具有优异的抗腐蚀磨损性能。目前，用于输送泥沙物料的管道有普通碳钢、不锈钢管道、超高分子量聚乙烯内衬管道等。普通碳钢不耐腐蚀，不锈钢硬度低，超高分子量聚乙烯内衬管道耐腐蚀，但耐磨性差，这些管道的使用寿命短。高铬铸铁是优良的抗磨材料，且耐腐蚀好，在泥浆泵等设备上获得了广泛的应用。但是，由于高铬铸铁的脆性大，工艺性能差，在制造和使用大型挖泥抽沙船用管道时，存在易开裂等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，具有硬度高、耐磨性好、耐蚀性好、使用寿命长、不易开裂的特点；本专利技术同时提供其制作方法，科学合理、简单易行。本专利技术所述的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，由高铬合金耐磨衬套和不锈钢连接外套组成，所述不锈钢连接外套套接在高铬合金耐磨衬套外部，耐磨衬套内径700-1200mm，厚度25-35mm，长度4500-5500mm，不锈钢连接外套两端设有连接法兰，连接法兰上均匀分布有用于螺栓连接的孔。其中：所述的不锈钢连接外套采用奥氏体不锈钢制造；不锈钢连接外套的内径大于耐磨衬套的外径0-2mm，厚度为10-20mm，长度与高铬合金耐磨衬套相同。不锈钢连接外套存在一定的塑性，并且，耐磨衬套的椭圆度小于2mm，因此，不锈钢连接外套的内径与耐磨衬套的外径完全相同时，也可以顺利套装。所述的高铬合金耐磨衬套的化学成分，按质量百分比计为：C2.6-3.0％，Si＜1％，Mn1.0-1.2％，P＜0.06％，S＜0.06％，Cr26.0-30.0％，Ni0.4-2.0％，Mo0.4-1.0％，Cu0.5-1.0％，V0.3-0.5％，其余为铁和不可避免的杂质。高铬合金耐磨内衬含有较高的碳和铬元素，形成硬度高的骨架状M7C3型碳化物，因此，耐磨性好。此外，高铬合金内衬中含有较多的铬和镍元素，产品微观组织是奥氏体基体和骨架状碳化物，不仅耐磨性好，而且耐蚀性也好。所述的高铬合金耐磨衬套采用离心铸造方法成型，制造过程包括以下步骤：(1)将离心模具加热至280-300℃，保温4-6小时后，出炉冷却至200-220℃，涂挂3-4mm厚覆膜砂，安装到离心铸造机上，备用；(2)将碳、生铁、废钢、铬铁、钼铁、钒铁、镍板按化学成分配料加入中频炉中熔化，熔清后加入铜和锰铁，调整成分合格后，出炉倒入钢包，在钢包内加入钢液质量的0.03-0.05％钠变质剂和0.08-0.12％稀土硅；(3)将出炉钢水扒渣干净后，从离心模具两端同时进行浇注，浇注温度为1450-1480℃，离心机转速400-500转/min，浇注完成后，离心机继续旋转120-180min，然后从模具中取出高铬合金耐磨衬套毛坯；(4)将步骤(3)成型的高铬合金耐磨衬套毛坯加热至400-420℃保温2-3小时，炉冷至室温，出炉；(5)用抛丸机将高铬合金耐磨衬套毛坯外层覆膜砂去除；(6)机械加工至要求尺寸。步骤(2)中，所述的钠变质剂和稀土硅均为市售产品。步骤(6)中，所述的机械加工尺寸要求椭圆度小于2mm。由于本专利技术高铬合金耐磨内衬直径大且长，但壁厚小，在传统制造过程中，离心铸造成型时极易开裂，并且椭圆度大，在后续机械加工时很难达到椭圆度小于2mm，导致无法与不锈钢连接外套装配。本专利技术通过控制离心机转速和成型后的旋转时间，以及热处理工艺参数，来控制高铬合金内衬的椭圆度。研究发现，离心机转速若低于400转/min，浇注完成后继续旋转时间少于120min，由于耐磨内衬变形大，椭圆度大于2mm，导致无法与不锈钢连接外套装配；若转速大于500转/min，由于内衬外径尺寸大，导致液态金属的旋转线速度很大，增加了制造过程中的危险性；浇注完成后继续旋转时间大于180min，对继续减小内衬的椭圆度不再起作用，而且还会增加能源的消耗和生产率的降低。热处理的目的是消除铸造内应力，温度低于400℃或保温时间低于5小时，内应力消除不完全，机械加工后产生变形，增加椭圆度，若继续升高温度到450℃以上或延长保温时间在8小时以上，不仅增加热处理成本，还会由于内衬自重造成热处理变形增加，导致椭圆度增加，不利于后续耐磨内衬与不锈钢外套的套装。所述的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道的制作方法，包括以下步骤：1)分别制造高铬合金耐磨衬套和不锈钢连接外套；2)将高铬合金耐磨衬套套装到不锈钢连接外套内。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过高铬合金内衬和不锈钢连接外套，克服了高铬合金脆性大，使用过程易开裂的问题。通过调整高铬合金的化学成分，保证了高的硬度和耐磨性、耐蚀性。通过控制离心铸造成型工艺参数和热处理工艺参数，克服了大尺寸高铬合金内衬制造过程中易开裂、变形，且椭圆度大的问题。本专利技术制造的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道耐磨、耐蚀，使用寿命长。2、本专利技术的制作方法，科学合理、简单易行。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。实施例1所述的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，由高铬合金耐磨衬套和不锈钢连接外套组成，所述不锈钢连接外套套接在高铬合金耐磨衬套外部，耐磨衬套内径725mm，厚度25mm，长度4500mm，不锈钢连接外套两端设有连接法兰，连接法兰上均匀分布有用于螺栓连接的孔。所述的不锈钢连接外套的内径为726mm，厚度为10mm，长度与高铬合金耐磨衬套相同。其中，所述的高铬合金耐磨衬套的化学成分，按质量百分比计为：C2.7％，Si0.7％，Mn1.1％，P0.05％，S0.04％，Cr26.1％，Ni1.4％，Mo0.6％，Cu0.9％，V0.5％，其余为铁和不可避免的杂质。其制作方法，由以下步骤组成：步骤一、制造高铬合金耐磨衬套：(1)将离心模具加热至280±5℃，保温6小时后，出炉冷却至200±5℃，涂挂4mm厚覆膜砂，安装到离心铸造机上，备用；(2)将碳、生铁、废钢、铬铁、钼铁、钒铁、镍板按化学成分配料加入中频炉中熔化，熔清后加入铜和锰铁，调整成分合格后，出炉倒入钢包，在钢包内加入钢液质量的0.03％钠质变质剂和0.08％稀土硅；(3)将出炉钢水扒渣干净后，从离心模具两端同时进行浇注，浇注温度为1450±10℃，离心机转速500转/min，浇注完成后，离心机继续旋转120min，然后从模具中取出高铬合金耐磨衬套毛坯；(4)将步骤(3)成型的高铬合金耐磨衬套毛坯加热至400±5℃保温8小时，炉冷至室温，出炉；(5)用抛丸机将高铬合金耐磨衬套毛坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，其特征在于：由高铬合金耐磨衬套和不锈钢连接外套组成，所述不锈钢连接外套套接在高铬合金耐磨衬套外部，耐磨衬套内径700-1200mm，厚度25-35mm，长度4500-5500mm，不锈钢连接外套两端设有连接法兰，连接法兰上均匀分布有用于螺栓连接的孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，其特征在于：由高铬合金耐磨衬套和不锈钢连接外套组成，所述不锈钢连接外套套接在高铬合金耐磨衬套外部，耐磨衬套内径700-1200mm，厚度25-35mm，长度4500-5500mm，不锈钢连接外套两端设有连接法兰，连接法兰上均匀分布有用于螺栓连接的孔。


2.根据权利要求1所述的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，其特征在于：所述的不锈钢连接外套采用奥氏体不锈钢制造；
不锈钢连接外套的内径大于耐磨衬套的外径0-2mm，厚度为10-20mm，长度与高铬合金耐磨衬套相同。


3.根据权利要求1所述的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，其特征在于：所述的高铬合金耐磨衬套的化学成分，按质量百分比计为：
C2.6-3.0％，Si＜1％，Mn1.0-1.2％，P＜0.06％，S＜0.06％，Cr26.0-30.0％，Ni0.4-2.0％，Mo0.4-1.0％，Cu0.5-1.0％，V0.3-0.5％，其余为铁和不可避免的杂质。


4.根据权利要求1或3所述的大型挖泥抽沙船用高铬合金耐磨管道，其特征在于：所述的高铬合金耐磨衬套采用离心铸造方法成型，制造过程包括以下步骤：
(1)将离心模具加热至280...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，张卫军，殷凤仕，周丽，
申请(专利权)人：山东金泰轧辊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37