[发明专利]双金属冶金复合耐磨管坯及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属铸造成型领域，尤其是一种双金属冶金复合耐磨管坯及其生产方法。

背景技术

X/高铬白口铸铁双金属复合管主要用于煤矿、金矿、铜矿、铁矿、磷酸盐矿、硫酸钾矿等采矿行业当中，以及用于一些输送固体材料的管材。其中X指普碳钢或低合金高强度钢材料，如14MnV、16MnV；高铬白口铸铁为耐磨损的白口铸铁合金材料(如GB8263-87中KmTBCr20Mo2Cu1、KmTBCr26等钢号)，根据使用要求的不同可对其成分做适当调整，这种材料一般用于矿山、冶金、电力、建材和机械等行业的易磨损件。目前广泛应用的耐磨管一般有两种：1)内衬高铬铸铁耐磨管：此种耐磨管外层采用普通成品碳钢钢管，在低温下以碳钢钢管作为管模浇注内层高铬铸铁，形成内衬高铬铸铁耐磨管，由于浇注过程中外层温度较低，内外层不会发生冶金结合，因此采用这种成型工艺成型的耐磨管存在着内外分层现象，内层脆性高铬铸铁得不到外层碳钢的支撑作用，容易发生破裂，整体强度较低。2)双液浇注而成双金属复合耐磨管：此成型工艺参见公开号为CN 1759956A《双液离心浇注制造双金属复合耐磨管的方法》的专利，该工艺同样采用离心双液浇注，其大致步骤为：①按水与石墨粉的体积比为1∶0.3-1.0配制水基石墨涂料喷涂于管模内表面；②用火焰烘干模管内表面涂料后浇注外层钢液；③待冷却凝固后，离心浇注内层钢液，冷却成型，即制成双金属复合耐磨管。利用此法生产的耐磨管，由于涂料采用水基石墨涂料喷，容易造成外层钢水的增碳，外层含碳量的增加，会降低产品的韧性，影响产品质量；同时，由于浇注过程中未采用保护渣保护浇注，炼钢过程中产生的高熔点渣难于上浮，易产生夹杂和夹渣，不能达到完全冶金结合，剪切强度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能提高产品合格率、能有效防止外层增碳、使用安全性高的双金属冶金复合耐磨管坯的生产方法。

本发明还提供一种根据上述方法生产的双金属冶金耐磨复合管坯。

为解决上述技术问题，本发明方法所采取的技术方案是：一种双金属冶金复合耐磨管坯的生产方法，其关键在于该生产方法包括以下步骤：

(1)将金属管模烘烤至200-300℃后喷涂水基锆英粉类涂料，喷涂厚度为1.0-3.0mm；

(2)喷涂完成后将金属管模烘烤至200-350℃后离心浇注外层金属液，浇注后冷却，待外层内表面温度冷却至低于外层金属固相线温度时开始浇注内层金属液；

(3)将内层金属液通入金属管模内离心浇注，浇注完后冷却，待外层和内层全部凝固后停止冷却，此时内层和外层已经达到完全冶金熔合；

其中，所述外层为普碳钢或低合金高强度钢材料，内层为高铬白口铸铁材料。

优选的，低合金高强度钢材料为14MnV、16MnV，普碳钢为20#、Q235、25#，高铬白口铸铁材料为Cr26、Cr15。

作为本发明进一步的优选方案，在上述步骤(2)之前向外层金属液加入低熔点保护渣，在步骤(3)之前向内层金属液加入低熔点保护渣，低熔点保护渣的熔点低于所浇注钢水熔点150-300℃，加入量为金属液重量的0.5％-1.5％。

进一步的本发明还提供了由上述生产方法制得的双金属冶金复合耐磨管坯。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本生产方法中当外层内表面温度低于外层金属固相线温度一定范围时浇注内层金属液，这样可使得内层与外层完全冶金熔合，内外层形成的冶金熔合层的厚度大约在0.5-2mm，在管模壁上喷涂水基锆英粉类涂料较水基石墨涂料相比可有效控制外层钢水的碳含量，提高产品质量；进一步的改进向外层与内层金属液中加入低熔点保护渣可有效减少夹杂和夹渣，使内外层更好的完成冶金熔合，铸坯合格率提高；通过此生产方法生产的管坯在铸态或经常规热处理后使用，其高耐磨性、脆性的内层通过冶金熔合与外层高强度、高韧性钢连接在一起，内外层不易分层，外层金属对内层金属提供了支撑作用，较单金属高铬铸铁耐磨管提高了使用的安全性，延长了其使用寿命。

附图说明

图1是本发明的示意图；

其中，1、金属管模；2、涂层；3、外层；4、内层；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明中双金属复合管坯的内层采用GB8263-87中规定的牌号，比如KmTBCr20Mo2Cu1、KmTBCr26等，根据使用要求的不同可对其成分做适当调整，外层为普碳钢或低合金高强度钢材料，普碳钢材料如20#、Q235、25#，低合金高强度钢材料如14MnV、16MnV。