双金属耐磨复合管的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种双金属耐磨复合管的生产方法，属于耐磨复合管技术领域。
【背景技术】
[0002] 管道输送已经遍及电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业，并高速地发展 着。当管道内输送磨削性大的物料时(如灰渣、煤粉、矿精粉等)，管道磨损快，特别是弯管处 磨损更快。当管道内输送具有强烈腐蚀的气体、液体或固体时，管道由于腐蚀极易快速破 损。当管道内输送具有较高温度的物料时，需使用耐热钢管，且造价昂贵。
[0003] 在耐磨管道上市后，这些问题均迎刃而解。耐磨管道广泛用于磨损严重的矿山充 填料、矿精粉和尾矿的运送，也适合于燃煤火电厂送粉、除渣、输灰等。
[0004] 目前，市场上常用的耐磨管是在韧性、塑性较好的普通低碳钢管、铸铁管或者低合 金钢管表面通过堆焊方法或离心浇注陶瓷方法复合一定厚度的硬度较高、耐磨性优良的合 金耐磨层而制成的耐磨管，或者是直接使用铸钢管，还有的是采用双层管的方式制作耐磨 管，该种双层管制作工艺繁琐，需两次分别制管然后再利用旋压方式来实现材料间的机械 结合。这些方法制造的耐磨管制作工艺复杂，生产成本较高，生产周期较长，耐磨层厚度不 均匀，脆性大、抗冲击性能差，容易碎裂脱落。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种双金属耐磨复合管的生产方法，该工艺简单、适宜性 较强、制造成本低，能实现大规模工业化生产，管径覆盖面较广，能生产出各种规格的内复 合及外复合双金属新型耐磨管。
[0006] 本发明通过下列技术方案实现：一种双金属耐磨复合管的生产方法，经过下列各 步骤： (1) 耐磨层压双金属复合材料板卷的制坯原料：选择耐磨复层材料和基层金属材料； (2) 耐磨复层材料结合界面选择：按常规方法对步骤（1)的耐磨复层材料的脱碳层深 度进行测量，选择脱碳层较深的一面作为耐磨复层材料结合界面； (3) 将基层金属材料和耐磨复层材料采用常规机械方法对复合界面处理至洁净，按常 规采用对称盒式制坯或采用非对称焊接制坯制得复合板坯； (4) 按常规真空制坯-非真空乳制层压金属复合材料卷板的方法，将步骤（3)所得复合 板坯在开乳温度1200 ± 100°C、终乳温度900 ± 50°C、卷取温度710 ± 50°C的条件下进行热 乳乳制，得到耐磨复合材料卷； (5) 整卷球化退火：将耐磨复合材料卷整卷送入罩式退火炉中，按照250~300°C /h的 升温速度，升温至680±60°C，保温8~14小时保温8~12小时，再以1~2°C /min速度 随炉冷却至580±60°C，然后换冷却罩采用水冷和/或风冷等快速冷却方式冷却至50°C ; (6) 纵剪分条：对耐磨复合材料卷进行纵剪分条，得到目标宽度的双金属复合材料条； (7) 制管：将步骤（6)所得双金属复合材料条送制管生产线弯曲成管，并使耐磨复层材 料朝外，之后采用高频感应焊接工艺，对弯曲成管的管缝进行焊接，得双金属复合材料管， 焊接参数为：电流103A、电压628V、焊接速度18m/min，并在高频感应焊接完成后，送入中频 退火工艺消除管缝焊接时产生的残留应力，防止变形和开裂，调整焊缝强度和硬度，提高塑 性和韧性； (8)淬火：将步骤（7)所得双金属复合材料管送中频淬火设备中，在淬火温度690°C、实 际输入功率156. 3~158. 4Kw、运行速度为107. 5r/min的条件下进行中频感应淬火，以水冷 方式进行冷却，即得到双金属耐磨复合管。
[0007] 所述步骤（1)的耐磨复层材料为中、高碳低合金耐磨钢。
[0008] 所述步骤（1)的基层金属材料为普通碳素钢和低合金钢。
[0009] 所述步骤（3)的对称盒式制坯是经过下列操作：将两块叠置而成的耐磨复层材 料，放于上、下基层金属材料之间，两块耐磨复层材料中间添加隔离材料，在耐磨复层材料 的四周预留乳制延展空间，用基层金属材料作为四个侧壁，并与上、下基层金属材料焊接成 一中空体，使耐磨复层材料置于密封焊接后的基层金属材料的中空体中，并在耐磨复层材 料的四周预留乳制延展空间，得到复合坯，并在复合坯的尾端侧壁上间隔开孔，每一孔中插 入空心管段，使空心管段的内端置于中空体中的乳制延展空间，而外端穿过孔并通过管道 与真空栗相连，在孔与管之间进行密封，抽真空并封堵管段端口后，得到复合板坯。
[0010] 所述步骤（3)的非对称焊接制坯是经过下列操作： (一) ，制坯原料的坡口设置：分别在基层材料和耐磨复层材料的长边和短边设置坡口； (二) ，制坯：将步骤(一）的基层材料和耐磨复层材料采用常规机械方法对复合界面进 行处理至洁净，将耐磨复层材料与基层材料迭加成对，并使洁净的耐磨复层材料的结合界 面与洁净的基层材料相贴，同时在迭加的基层材料和耐磨复层材料的两短边分别设置排气 孔，并在排气孔中放置排气管，使排气管内端与基层材料和耐磨复层材料的结合面连通，之 后进行下列单面制坯： A、埋弧焊焊接真空制坯： 步骤A1，选择干燥、无油、无锈的普碳钢焊丝，并在使用前和焊接区域内保持焊丝干燥、 无油和无锈；选择碱性焊剂，并在焊接前将焊剂在300~400°C下烘焙1~2小时； 步骤A2,在焊接电压为35 ± 10V，焊接电流为400 ± 150A，焊接速度为0. 2~1. Om/min，坡 口深度大于或等于l〇mm，坡口角度大于或等于90°，层间温度为80±40°C条件下，对耐磨 复层材料与基层材料的长边和短边坡口进行下列满焊焊接，且焊接时接线法为直流正接： 第I道焊接时，先偏向基层材料侧进行第一焊，焊接完成后直接偏向耐磨复层材料侧 进行第二焊，第I道焊接完成后停止lOmin，减缓焊缝的冷却速度； 第I道焊接完成后，偏向基层材料侧进行第一焊，焊接完成后偏向耐磨复层材料侧直 接进行第二焊，焊接完成后停止lOmin，减缓焊缝的冷却速度，之后在基层材料与耐磨复层 材料中间进行第三焊，且第三焊时，边焊接边清理焊渣，直至完成第II道焊接； 第II道焊接完成后，偏向基层材料侧直接进行第一焊，焊接完成后偏向耐磨复层材料 侧直接进行第二焊，焊接完成后停止lOmin，减缓焊缝的冷却速度，之后在基层材料与耐磨 复层材料之间进行第三、第四…第N焊，且边焊接边清理前一焊的焊渣，直至完成第III道焊 接； 如此，重复完成第IV、V……N道焊接，每一道焊接的第一焊均偏向基层材料侧，第二焊 均偏向耐磨复层材料侧，且第二焊完成后停止lOmin，减缓焊缝的冷却速度，之后在基层材 料与耐磨复层材料之间完成第三、四、一N焊，且边焊接边清理前一焊的焊渣，同时焊接是 连续的不间断焊接，当焊接到排气管处时，沿排气管外壁焊严，直至耐磨复层材料和基层材 料长边和短边坡口满焊完成； 步骤A3,通过排气管对耐磨复层材料和基层材料抽真空，再充入氩气后，封堵排气管管 口，得到基层与耐磨复层材料焊接成一体的单面真空复合板坯。
[0011] 所述步骤（3)的非对称焊接制坯所得复合板坯，需要在耐磨复层材料的表面涂覆 高温防氧化防脱碳涂料，避免耐磨涂层因脱碳而影响复层耐磨性，再进行热乳乳制。
[0012] 所述步骤（4)所得