一種多金屬復合耐磨彎頭管的制作方法

一種多金屬復合耐磨彎頭管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多金屬復合耐磨彎頭管，彎頭管內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，其特點是，外側壁由三層不同材料復合組成，碳素鑄鋼外層（1）、高鉻鑄鐵中間層（2）和碳化鎢顆粒陶瓷內層（3）；其制備方法包括：泡沫模型制作、涂刷涂料與烘烤、彎頭管外層模型裝箱、熔煉、砂箱抽真空與澆注、彎頭管的碳素鑄鋼外層鑄件出箱與清理、組裝彎頭管中間層模型、涂刷碳化鎢顆粒材料膏、涂刷涂料和烘烤、裝箱、熔煉、砂箱抽真空與澆注、彎頭管鑄件出箱、清理與檢驗、彎頭管鑄件熱處理和檢測多金屬復合耐磨彎頭管端面硬度后入庫；制成的多金屬復合耐磨彎頭管綜合力學性能優異，使用壽命長，制造技術先進，便于維修安裝，具有廣闊的性價比競爭空間。
【專利說明】一種多金屬復合耐磨彎頭管
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型涉及金屬冶煉【技術領域】，具體地講是一種多金屬復合耐磨彎頭管。
[0003]【背景技術】:
[0004]各種規格的金屬材料管廣泛應用于冶金、電力、礦山、煤炭、建材和化工等行業，其中彎頭管是輸送系統中重要組成部分。由于輸送系統中煤粉、灰渣等介質強烈沖刷、沖蝕磨損作用，使彎頭管的使用壽命是直管部位的1/4-1/5，導致不僅更換彎頭管消耗大量金屬材料，而且停產維修更換彎頭管占用的時間一直困擾其正常生產。近年來，使用較多的彎頭管材料為16Mn，經焊接組合成形，但其硬度低，抗磨性極差，使用壽命較短。還有在鋼制彎頭管道內壁敷粘一定厚度Al2O3陶瓷等材料的內襯，借以提高其抗磨性。但因其脆性大，易產生裂紋和局部脫落現象，不能承受大的沖擊，在運輸、安裝和維修方面存在一定的困難，影響了使用，實際應用比較少。
[0005]實用新型內容:
[0006]本實用新型的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種多金屬復合耐磨彎頭管；主要解決現有的16Mn彎頭管硬度低、抗磨性差、使用壽命較短及在彎頭管道內壁敷粘Al2O3陶瓷等材料的彎頭管脆性大、易產生裂紋和局部脫落現象、不能承受大的沖擊等問題。
[0007]本實用新型的技術方案是:一種多金屬復合耐磨彎頭管，其內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，其特殊之處在于，外側壁由三層不同材料復合組成，碳素鑄鋼材料外層、高鉻鑄鐵材料中間層和碳化鎢顆粒陶瓷材料內層。
[0008]進一步的，所述的碳素鑄鋼材料的成分按重量百分比為:C:0.20%~0.30%、Si:0.45% ~0.50%、Mn:0.80% ~0.85%、S ≤ 0.04%、P ≤ 0.04%、余量為鐵。
[0009]進一步的，所述的高鉻鑄鐵材料的成分按重量百分比為:C:2.60%~3.00%、Si:0.50% ~0.80%、Mn:2.60% ~3.00%,Cr:15.0% ~17.0%、S ( 0.06%,P ( 0.10%、余量為鐵。
[0010]進一步的，所述的碳化鎢顆粒陶瓷材料的成分按重量百分比為:碳化鎢:20%~40%,C:2.60% ~3.00%,Si:0.50% ~0.80%、Mn:2.60% ~3.00%,Cr:10% ~20%、S ( 0.06%、P≤0.10%、余量為鐵。
[0011]本實用新型的一種多金屬復合耐磨彎頭管的制備方法，包括如下工藝步驟:
[0012]I)泡沫模型制作，切割聚苯乙烯泡沫制作彎頭管外層模型和中間層模型；
[0013]2)涂刷涂料與烘烤，彎頭管外層模型涂刷涂料并烘烤；
[0014]3)彎頭管外層模型裝箱，彎頭管外層模型裝入真空砂箱內，組裝澆注系統，填充粒度20目干石英砂,振動砂箱I分鐘；覆蓋塑料薄膜，安放燒口杯；
[0015]4)熔煉，按照彎頭管壁的碳素鋼外層材料進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理，鋼液出爐溫度1620°C~1640°C ；
[0016]5)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.03MPa^-0.04MPa,當鋼液出爐后在鋼包內降溫至1580°C~1600°C進行澆注，保持負壓度10分鐘后，泄壓；
[0017]6)彎頭管的碳素鋼外層鑄件出箱與清理，鑄件在砂箱內保溫2小時后出箱，冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；[0018]7)組裝彎頭管中間層模型，將彎頭管中間泡沫層裝入干凈的彎頭管外層鑄件內；
[0019]8)涂刷碳化鶴顆粒材料骨，將碳化鶴顆粒材料骨涂刷在彎頭管中間層泡沫I旲型拐彎處內壁，形成碳化鎢顆粒材料膏涂層，膏涂層厚度5mnT7mm，烘烤干燥；烘烤溫度60°C，烘烤時間8小時；
[0020]9)涂刷涂料和烘烤，彎頭管中間層泡沫模型的內壁(已涂碳化鎢顆粒材料膏層)進行涂刷涂料層和烘烤；
[0021]10)裝箱，將內裝有涂好涂料的中間層泡沫模型的彎頭管外層鑄件放入真空砂箱內，組裝澆注系統，彎頭管上端開式內澆道；
[0022]11)熔煉，按照彎頭管壁的高鉻鑄鐵中間層材料成分進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理；鐵液出爐溫度1500°C~1520°C ；
[0023]12)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.03Mpa^-0.04Mpa,當鐵液出爐后在包內降溫至1450°C~1480°C進行澆注，保持負壓20分鐘后，泄壓；
[0024]13)彎 頭管鑄件出箱、清理與檢驗，鑄件在砂箱內保溫8小時后出箱，在空氣中冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；初檢多金屬復合耐磨彎頭管鑄件內外表面質量；
[0025]14)彎頭管鑄件熱處理，淬火工藝:960°C ±10°C X 1.5h空冷；回火工藝:260 °C ±10°C X3h 空冷；
[0026]15)檢測多金屬復合耐磨彎頭管端面硬度后入庫。
[0027]進一步的，步驟I)所述的聚苯乙烯泡沫密度0.018g/cm3"0.020g/cm3。
[0028]進一步的，步驟2)所述的涂刷涂料與烘烤，a涂料的配制，按重量百分比為:石英砂:粒度200目，70% ;粉狀纖維素:3% ;白乳膠:5% ;自來水:22% ;上述比例涂料在球磨機內攪拌2小時，出料；b涂刷與烘烤，在彎頭管外層模型涂刷第一遍涂料后應烘烤干燥，烘烤溫度58°C，保溫時間4小時后再涂刷第二遍涂料；涂料層總厚度2_。
[0029]進一步的，步驟3 )的澆注系統，直澆道截面尺寸為50mmX50mm，內澆道為40mm X 40mm。
[0030]進一步的,步驟8 )所述的碳化鶴顆粒材料膏，由下述材料制成:碳化鶴:粒度20目~80目，20%~40% ;鉻鐵粉:粒度20目~80目，10%~20% ;聚乙烯醇粘結劑5%~8% ;余為聚苯乙烯顆粒，粒度60目^80目；先將上述粉粒狀材料混合均勻后，加入聚乙烯醇粘結劑，攪拌為膏狀態。
[0031]進一步的，步驟10)所述的澆注系統，彎頭管上端開式內澆道，其截面尺寸:長40mm X寬20mm X 3個,橫燒道尺寸為40mm X 40mm,直燒道尺寸為50_X 50mm。
[0032]本實用新型所述的一種多金屬復合耐磨彎頭管與已有技術相比具有如下積極效果:
[0033]1、采用碳素鋼(硬度ΗΒ80-180) —高鉻鑄鐵(硬度HRC58~61) —碳化鎢顆粒增強金屬基陶瓷(硬度HV200(T3000)制造多金屬復合耐磨彎頭管，其壁的截面硬度由外向內逐漸增高，形成梯度耐磨復合材料截面；經使用磨損發現，隨著磨損時間的延長，復合材料中的碳化鎢顆粒突出于高鉻鑄鐵基體，對金屬基體起到了微觀陰影效應，支撐保護了金屬基體進一步磨損，耐磨性是基體金屬的2倍以上，彎頭管使用壽命相當或高于輸送系統直管部位，避免彎頭管的更換，節約了大量金屬材料，有效地提高管道輸送效率；
[0034]2、采用消失模真空鑄造工藝，將高溫高鉻鑄鐵液體鑄滲于碳化鎢顆粒間的孔隙，鐵液浸潤顆粒后與顆粒表面發生冶金(或化學)反應，凝固后在高鉻鑄鐵表面形成一層具有特殊組織和性能的陶瓷復合層，其結合強度高，不易產生裂紋、脫落現象，比其它敷粘耐磨材料等工藝復合層牢固，使用安全性高；
[0035]3、多金屬復合耐磨彎頭管綜合力學性能優異，使用壽命長，制造技術先進，便于維修安裝，具有廣闊的性價比競爭空間。
[0036]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0037]圖1是本實用新型的剖面結構示意圖；
[0038]圖2是本實用新型的消失模鑄造工藝示意圖；
[0039]圖3是本實用新型的外層碳素鋼鑄件及其澆注系統(澆注后)示意圖。
[0040]圖面說明:[0041]I碳素鑄鋼材料外層，2高鉻鑄鐵材料中間層，3碳化鎢顆粒陶瓷材料內層，4彎頭管中間泡沫層，5涂料層，6干石英砂，7直澆道，8內澆道，9澆注系統(含內澆道、橫澆道和直澆道)，10碳化鎢顆粒材料膏涂層。
[0042]【具體實施方式】:
[0043]為了更好地理解與實施，下面結合附圖給出具體實施例詳細說明本實用新型。
[0044]實施例1:參見圖1、2、3，碳素鑄鋼材料外層I的材料成分按重量百分比為:C:0.20%、Si:0.45%、Mn:0.80%、S≤0.04%、P≤0.04%、余為鐵；高鉻鑄鐵材料中間層2的材料成分按重量百分比為:C:2.60%,Si:0.50%,Mn:2.60%,Cr:15%、S ( 0.06%,P ( 0.10%、余為鐵；碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3的材料成分按重量百分比為:碳化鎢:20%、C:2.60%、Si:0.50%、Mn:2.60%、Cr:10%、S≤0.06%、P≤0.10%、余為鐵；利用消失模真空鑄造多金屬復合耐磨彎頭管，彎頭管內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，外側壁由碳素鑄鋼材料外層1、高鉻鑄鐵材料中間層2和碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3三層不同材料復合組成。
[0045]具體制備方法如下:
[0046]1)泡沫模型制作，采用電阻絲切割聚苯乙烯泡沫制作彎頭管外層模型和中間層模型，泡沫密度0.018g/cm3 ；
[0047]2)涂刷涂料與烘烤，彎頭管外層模型涂刷涂料并烘烤；
[0048]a、涂料的配制，按重量百分比為:石英砂:粒度200目、70% ;粉狀纖維素:3% ;白乳膠:5% ；自來水:22% ;上述比例涂料在球磨機內攪拌2小時，出料；
[0049]b、涂刷與烘烤，涂刷第一遍涂料后應烘烤干燥，烘烤溫度58°C，保溫時間4小時后再涂刷第二遍涂料；涂料層總厚度2mm ；
[0050]3)彎頭管外層模型裝箱，彎頭管外層模型裝入真空砂箱內，組裝澆注系統，直澆道7截面尺寸為50mmX50mm,內燒道8為40mmX40mm,共2個；填充粒度20目干石英砂6,振動砂箱I分鐘；覆蓋塑料薄膜，安放燒口杯；
[0051]4)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁外層材料進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理，鋼液出爐溫度1620°C ；
[0052]5)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.03Mpa,當鋼液出爐后在鋼包內降溫至1580°C進行澆注，保持負壓度10分鐘后，泄壓；
[0053]6)彎頭管外層鑄件出箱與清理，鑄件在砂箱內保溫2小時后出箱(圖3)，冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；
[0054]7)組裝彎頭管中間層模型，將彎頭管中間泡沫層4裝入干凈的彎頭管外層鑄件內；
[0055]8)涂刷碳化鶴顆粒材料骨:
[0056]a、碳化鎢顆粒材料膏配制:
[0057]材料組成:碳化鎢:粒度20目，20% ;鉻鐵粉:粒度20目，10% ;聚乙烯醇粘結劑5% ；余為聚苯乙烯顆粒，粒度60目；先將上述粉粒狀材料混合均勻后，加入聚乙烯醇粘結劑，攪拌為膏狀態；
[0058]b、涂刷與烘烤，將碳化鎢顆粒材料膏涂刷在彎頭管中間層泡沫模型拐彎處內壁，形成碳化鎢顆粒材料膏涂層10，膏涂層厚度5_，烘烤干燥；烘烤溫度60°C，烘烤時間8小時；
[0059]9)涂刷涂料和烘烤，彎頭管中間層模型的內壁(已涂碳化鎢顆粒材料膏層)進行涂刷涂料層5和烘 烤；
[0060]10)裝箱，將彎頭管外層鑄件(內裝有涂好涂料的中間層泡沫模型)放入真空砂箱內，組裝澆注系統9 (含內澆道、橫澆道和直澆道)，彎頭管上端開式內澆道，其截面尺寸:長40mmX寬20_X 3個，橫澆道尺寸為40_X40_，直澆道尺寸為50_X50_ ；
[0061]11)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁中間層材料成分進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理；鐵液出爐溫度1500°C ；
[0062]12)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.03Mpa,當鐵液出爐后在包內降溫至1450°C進行澆注，保持負壓20分鐘后，泄壓；
[0063]13)彎頭管鑄件出箱、清理與檢驗，鑄件在砂箱內保溫8小時后出箱，在空氣中冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層。初檢多金屬復合耐磨彎頭管鑄件內外表面質量；
[0064]14)彎頭管鑄件熱處理，淬火工藝:960°C ±10°C X 1.5h空冷；回火工藝:260 °C ±10°C X3h 空冷；
[0065]15)檢測多金屬復合耐磨彎頭管端面硬度后入庫。
[0066]實施例2:參見圖1、2、3，碳素鑄鋼材料外層I的材料成分按重量百分比為:C:0.24%、S1:0.47%、Mn:0.82%、S≤0.04%、P≤0.04%、余為鐵；高鉻鑄鐵材料中間層2材料成分按重量百分比為:C:2.70%、Si:0.60%、Mn:2.70%、Cr:16.0%、S ≤ 0.06%、P≤ 0.10%、余為鐵；碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3材料成分按重量百分比為:碳化鎢:25%、C:2.70%、Si:0.60%、Mn:2.70%、Cr:14%、S≤0.06%、P≤0.10%、余為鐵；利用消失模真空鑄造多金屬復合耐磨彎頭管，彎頭管內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，外側壁由碳素鑄鋼材料外層1、高鉻鑄鐵材料中間層2和碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3三層不同材料復合組成。
[0067]具體制備方法如下:
[0068]1)泡沫模型制作，采用電阻絲切割聚苯乙烯泡沫制作彎頭管外層模型和中間層模型，泡沫密度0.019g/cm3 ；
[0069]2)涂刷涂料與烘烤，彎頭管外層模型涂刷涂料并烘烤；
[0070]a、涂料的配制，按重量百分比為:石英砂:粒度200目、70% ;粉狀纖維素:3% ;白乳膠:5% ；自來水:22% ;上述比例涂料在球磨機內攪拌2小時，出料；[0071]b、涂刷與烘烤，涂刷第一遍涂料后應烘烤干燥，烘烤溫度58°C，保溫時間4小時后再涂刷第二遍涂料，涂料層總厚度2mm ；
[0072]3)彎頭管外層模型裝箱，彎頭管外層模型裝入真空砂箱內，組裝澆注系統，直澆道7截面尺寸為50mmX 50mm,內燒道8為40mmX 40mm,共2個。填充粒度20目干石英砂6,振動砂箱I分鐘；覆蓋塑料薄膜，安放燒口杯；
[0073]4)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁外層材料進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理，鋼液出爐溫度1625°C ；
[0074]5)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.032Mpa,當鋼液出爐后在鋼包內降溫至1585°C進行澆注，保持負壓度10分鐘后，泄壓；
[0075]6)彎頭管外層鑄件出箱與清理，鑄件在砂箱內保溫2小時后出箱(圖3)，冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；
[0076]7)組裝彎頭管中間層模型，將彎頭管中間泡沫層4裝入干凈的彎頭管外層鑄件內；
[0077]8)涂刷碳化鶴顆粒材料骨:
[0078]a、碳化鎢顆粒材料膏配制:
[0079]材料組成:碳化 鎢:粒度40目，26% ;鉻鐵粉:粒度40目，14% ;聚乙烯醇粘結劑6% ；余為聚苯乙烯顆粒，粒度65目；先將上述粉粒狀材料混合均勻后，加入聚乙烯醇粘結劑，攪拌為膏狀態；
[0080]b、涂刷與烘烤，將碳化鎢顆粒材料膏涂刷在彎頭管中間層泡沫模型拐彎處內壁，形成碳化鎢顆粒材料膏涂層10，膏涂層厚度5.5_，烘烤干燥。烘烤溫度60°C，烘烤時間8小時；
[0081 ] 9)涂刷涂料和烘烤，彎頭管中間層模型的內壁(已涂碳化鎢顆粒材料膏層)進行涂刷涂料層5和烘烤；
[0082]10)裝箱，將彎頭管外層鑄件(內裝有涂好涂料的中間層泡沫模型)放入真空砂箱內，組裝澆注系統9，彎頭管上端開式內澆道，其截面尺寸:長40mmX寬20mmX 3個，橫澆道尺寸為40mm X 40mm,直燒道尺寸為50mm X 50mm ；
[0083]11)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁中間層材料成分進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理。鐵液出爐溫度1505 °C ;
[0084]12)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.032Mpa,當鐵液出爐后在包內降溫至1460°C進行澆注，保持負壓20分鐘后，泄壓；
[0085]13)彎頭管鑄件出箱、清理與檢驗，鑄件在砂箱內保溫8小時后出箱，在空氣中冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；初檢多金屬復合耐磨彎頭管鑄件內外表面質量；
[0086]14)彎頭管鑄件熱處理，淬火工藝:960°C ±10°C X 1.5h空冷；回火工藝:260 °C ±10°C X3h 空冷；
[0087]15)檢測多金屬復合耐磨彎頭管端面硬度后入庫。
[0088]實施例3:參見圖1、2、3，碳素鑄鋼材料外層I的材料成分按重量百分比為:C:
0.28%、S1:0.49%、Mn:0.84%、S≤0.04%、P≤0.04%、余為鐵；高鉻鑄鐵材料中間層2材料成分按重量百分比為:C:2.90%、Si:0.70%、Mn:2.90%、Cr:16.5%、S ≤ 0.06%、P ≤ 0.10%、余為鐵；碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3材料成分按重量百分比為:碳化鎢:30%、C:2.90%、Si:0.70%、Mn:2.90%、Cr:18%、S≤0.06%、P≤0.10%、余為鐵；利用消失模真空鑄造多金屬復
合耐磨彎頭管，彎頭管內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，外側壁由碳素鑄鋼材料外層1、高鉻鑄鐵材料中間層2和碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3三層不同材料復合組成。
[0089]具體制備方法如下:
[0090]I)泡沫模型制作，采用電阻絲切割聚苯乙烯泡沫制作彎頭管外層模型和中間層模型，泡沫密度0.0195g/cm3 ；
[0091]2)涂刷涂料與烘烤，彎頭管外層模型涂刷涂料并烘烤；
[0092]a、涂料的配制，按重量百分比為:石英砂:粒度200目、70% ;粉狀纖維素:3% ;白乳膠:5% ；自來水:22% ;上述比例涂料在球磨機內攪拌2小時，出料；
[0093]b、涂刷與烘烤。涂刷第一遍涂料后應烘烤干燥，烘烤溫度58°C，保溫時間4小時后再涂刷第二遍涂料；涂料層總厚度2mm ；
[0094]3)彎頭管外層模型裝箱，彎頭管外層模型裝入真空砂箱內，組裝澆注系統，直澆道7截面尺寸為50mmX50mm,內燒道8為40mmX40mm,共2個；填充粒度20目干石英砂6,振動砂箱I分鐘，覆蓋塑料薄膜，安放燒口杯；
[0095]4)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁外層材料進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理，鋼液出爐溫度1630°C ；
[0096]5)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.036Mpa,當鋼液出爐后在鋼包內降溫至1590°C進行澆注，保持負壓度10分鐘后，泄壓；
[0097]6)彎頭管外層鑄件出箱與清理，鑄件在砂箱內保溫2小時后出箱(圖3)，冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；
[0098]7)組裝彎頭管中間層模型，將彎頭管中間泡沫層4裝入干凈的彎頭管外層鑄件內；
[0099]8)涂刷碳化鶴顆粒材料骨:
[0100]a、碳化鎢顆粒材料膏配制:
[0101 ] 材料組成:碳化鎢:粒度60目，30% ;鉻鐵粉:粒度60目，18% ;聚乙烯醇粘結劑7% ；余為聚苯乙烯顆粒，粒度70目；先將上述粉粒狀材料混合均勻后，加入聚乙烯醇粘結劑，攪拌為膏狀態；
[0102]b、涂刷與烘烤，將碳化鎢顆粒材料膏涂刷在彎頭管中間層泡沫模型拐彎處內壁，形成碳化鎢顆粒材料膏涂層10，膏涂層厚度6_，烘烤干燥；烘烤溫度60°C，烘烤時間8小時；
[0103]9)涂刷涂料和烘烤，彎頭管中間層模型的內壁(已涂碳化鎢顆粒材料膏層)進行涂刷涂料層5和烘烤；
[0104]10)裝箱，將彎頭管外層鑄件(內裝有涂好涂料的中間層泡沫模型)放入真空砂箱內，組裝澆注系統9，彎頭管上端開式內澆道，其截面尺寸:長40mmX寬20mmX 3個，橫澆道尺寸為40mm X 40mm,直燒道尺寸為50mm X 50mm ；
[0105]11)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁中間層材料成分進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理；鐵液出爐溫度1510°C ；
[0106]12)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.036Mpa,當鐵液出爐后在包內降溫至1470°C進行澆注，保持負壓20分鐘后，泄壓；
[0107]13)彎頭管鑄件出箱、清理與檢驗，鑄件在砂箱內保溫8小時后出箱，在空氣中冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層。初檢多金屬復合耐磨彎頭管鑄件內外表面質量；
[0108]14)彎頭管鑄件熱處理，淬火工藝:960°C ±10°C X 1.5h空冷；回火工藝:260 °C ±10°C X3h 空冷；
[0109]15)檢測多金屬復合耐磨彎頭管端面硬度后入庫。
[0110]實施例4:參見圖1、2、3，碳素鑄鋼材料外層I的材料成分按重量百分比為:C:
0.30%、Si:0.50%、Mn:0.85%、S≤0.04%、P≤0.04%、余為鐵；高鉻鑄鐵材料中間層2材料成分按重量百分比為:C:3.00%、Si:0.80%、Mn:3.00%、Cr:17.0%、S ≤ 0.06%、P ≤ 0.10%、余為鐵；碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3材料成分按重量百分比為:碳化鎢:40%、C:3.00%、Si:
0.80%、Mn:3.00%、Cr:20%、S≤0.06%、P≤0.10%、余為鐵；利用消失模真空鑄造多金屬復合耐磨彎頭管，彎頭管內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，外側壁由碳素鑄鋼材料外層1、高鉻鑄鐵材料中間層2和碳化鎢顆粒陶瓷材料內層3三層不同材料復合組成。
[0111]具體制備方法如下:
[0112]I)泡沫模型制作，采用電阻絲切割聚苯乙烯泡沫制作彎頭管外層模型和中間層模型，泡沫密度0.020g/cm3 ；
[0113]2)涂刷涂料與烘烤，彎頭管外層模型涂刷涂料并烘烤；
[0114]a、涂料的配制，按重量百分比為:石英砂:粒度200目，70%;粉狀纖維素:3%;白乳膠:5% ；自來水:22% ;上述比例涂料在球磨機內攪拌2小時，出料；
[0115]b、涂刷與烘烤，涂刷第一遍涂料后應烘烤干燥，烘烤溫度58°C，保溫時間4小時后再涂刷第二遍涂料。涂料層總厚度2mm ；
[0116]3)彎頭管外層模型裝箱，彎頭管外層模型裝入真空砂箱內，組裝澆注系統，直澆道7截面尺寸為50mmX50mm,內燒道8為40mmX40mm,共2個；填充粒度20目干石英砂6,振動砂箱I分鐘；覆蓋塑料薄膜，安放燒口杯；
[0117]4)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁外層材料進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理，鋼液出爐溫度1640°C ；
[0118]5)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.04Mpa,當鋼液出爐后在鋼包內降溫至1600°C進行澆注，保持負壓度10分鐘后，泄壓；
[0119]6)彎頭管外層鑄件出箱與清理，鑄件在砂箱內保溫2小時后出箱(圖3)，冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；
[0120]7)組裝彎頭管中間層模型，將彎頭管中間層泡沫4裝入干凈的彎頭管外層鑄件內；
[0121]8)涂刷碳化鶴顆粒材料骨:
[0122]a、碳化鎢顆粒材料膏配制:
[0123]材料組成:碳化鎢:粒度80目，40% ;鉻鐵粉:80目，20% ;聚乙烯醇粘結劑8% ;余為聚苯乙烯顆粒，粒度80目；先將上述粉粒狀材料混合均勻后，加入聚乙烯醇粘結劑，攪拌為膏狀態；
[0124]b、涂刷與烘烤，將碳化鎢顆粒材料膏涂刷在彎頭管中間層泡沫模型拐彎處內壁，形成碳化鎢顆粒材料膏涂層10，膏涂層厚度7_，烘烤干燥；烘烤溫度60°C，烘烤時間8小時；
[0125]9)涂刷涂料和烘烤，彎頭管中間層模型的內壁(已涂碳化鎢顆粒材料膏層)進行涂刷涂料層5和烘烤；
[0126]10)裝箱，將彎頭管外層鑄件(內裝有涂好涂料的中間層泡沫模型)放入真空砂箱內，組裝澆注系統9，彎頭管上端開式內澆道，其截面尺寸:長40mmX寬20mmX 3個，橫澆道尺寸為40mm X 40mm,直燒道尺寸為50mm X 50mm ；
[0127]11)熔煉，按照所述多金屬復合耐磨彎頭管壁中間層材料成分進行配料，在中頻爐內熔煉，脫氧處理；鐵液出爐溫度1520°C ；
[0128]12)砂箱抽真空與澆注，砂箱抽真空負壓度為-0.04Mpa,當鐵液出爐后在包內降溫至1480°C進行澆注，保持負壓20分鐘后，泄壓；
[0129]13)彎頭管鑄件出箱、清理與檢驗，鑄件在砂箱內保溫8小時后出箱，在空氣中冷卻至室溫，去除澆注系統，清除涂料層；初檢多金屬復合耐磨彎頭管鑄件內外表面質量；
[0130]14)彎頭管鑄件熱處理，淬火工藝:960°C ±10°C X 1.5h空冷；回火工藝:260 °C ±10°C X3h 空冷；
[0131]15)檢測多金屬復合耐磨彎頭管端面硬度后入庫。
[0132]以上僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；如果不脫離本實用新型的精神和范圍，對本實用新型進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本實用新型權利要求的保護范圍當中。
【權利要求】
1.一種多金屬復合耐磨彎頭管，其內側壁由外層的碳素鑄鋼和內層的高鉻鑄鐵層復合組成，其特征在于，外側壁由三層不同材料復合組成，碳素鑄鋼材料外層(I )、高鉻鑄鐵材料中間層(2 )和碳化鎢顆粒陶瓷材料內層(3 )。
【文檔編號】C22C38/04GK203715713SQ201320737149
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】郭在在, 燕東明, 牟曉明, 劉國璽, 李康, 滿蓬, 周亞偉, 喬光利, 趙斌, 高曉菊, 姜述慶, 王嬋, 謝威 申請人:中國兵器工業第五二研究所煙臺分所