专利名称：一种双层钢管的热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种双层钢管的热处理方法，尤其是涉及一种双层钢管的淬火加热和冷却方法。
背景技术：
外层为碳钢、内层为高碳铬轴承钢的冶金结合的双层无缝钢管的优点是内层具有较高的硬度、耐磨性，而外层具有一定的韧性、强度。外层对内层具有良好的包裹、保护作用，降低了管子的脆性，提高了使用寿命和安全性，是输送水泥砂浆的理想管材。该钢管内层的高硬度、良好的耐磨性，必须通过合适的淬火工艺才能实现。水的冷却能力强，外层碳钢、内层高碳铬轴承钢双层钢管加热保温后，若直接水冷淬火，会出现内 层裂纹，导致工件报废。现有技术中，外层碳钢、内层高碳铬轴承钢的双层钢管热处理工艺是加热到830 850°C，保温20 40min，然后快速放入油中冷却，促使奥氏体向马氏体的转变，这种方式可实现内层钢的良好淬透，硬度达到HRC60以上，同时，当管子温度为200 300°C时，油的冷却速度变慢，降低了马氏体形成时的温度应力、组织应力，避免了内层高碳铬轴承钢的淬火裂纹。实现钢管内壁的高耐磨性。但是，该工艺有如下不足
1，钢管在空气炉中加热，表层易脱碳氧化，尤其是钢管内壁脱碳氧化降低了耐磨性，内壁耐磨性是该钢管最重要的物理性能。2，钢管用油淬火需要大型油槽，连续生产更换冷却油使生产成本较高。3，连续淬火的冷却油容易燃烧冒烟污染车间空气，安全性差，必须配备油槽冷却系统。4，淬火后的钢管要清除带油溃的氧化皮，费工费时。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双层钢管的热处理方法，可以提高钢管内壁的耐磨性、避免钢管内层淬火产生裂纹。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种双层钢管的热处理方法，其特征在于所述双层钢管为冶金结合无缝钢管，双层钢管的外层材质为低碳钢或低碳合金钢，内层材质为高碳铬轴承钢；其热处理方法如下将钢管两端用堵头封堵，在高碳铬轴承钢的奥氏体化温度Acl以上30° C-50° C加热保温，钢管出炉并使两端带堵头，对钢管外表面均匀喷水冷却，去掉钢管两端堵头进行回火。对本发明进一步的改进是所述双层钢管的外层材质选择如下钢中的一种·Λ0#、15#、20#、25#、16Mn、20Mn2、25Mn、12MnV、15MnV 或 20MnV ；
双层钢管的内层材质选择如下钢中的一种Gcr4、GCrl5、GCrl5SiMn、GCrl5SiMo或GCrl8Mo ；
双层钢管的规格是外圆直径在89mm-219mm之间,外层厚度在之间，内层厚度在之间；双层钢管的热处理方法如下
(1)将钢管两端用堵头封堵；
(2)将钢管在高碳铬轴承钢的奥氏体化温度Acl以上30°C-50° C加热，保温时间按照钢管的双层总厚度计算，4 min-5 min /mm ；
(3)钢管出炉并使两端带堵头，对钢管外表面均匀喷水冷却，水温保持在20°C-50° C之间，连续喷水10S-20S ；
(4)去掉钢管两端堵头进行回火，回火温度150° C -170° C，保温时间3h。所述双层钢管为离心浇铸加热轧工艺成型无缝钢管或离心浇铸加热轧加冷轧工艺成型无缝钢管。
本发明的有益效果如下
1，钢管两端用堵头封堵后加热淬火，可防止内壁脱碳氧化保证其耐磨性。2，钢管出炉并使两端带堵头对外表面均匀喷水冷却，钢管内不进水，外层碳钢的热量在极短的时间被流动水带走，内层高碳铬轴承钢的热量迅速向外层传递，保证了内层高碳铬轴承钢的较快冷却速度，实现了良好的淬透性，避免了直接用水冷却导致的变形、裂纹。3，冷却水可重复使用，与冷却油相比价格低廉，淬火后的钢管不用清洗，降低了劳动强度和生产成本。4，热处理车间不受烟气污染，改善生产环境，减少火灾隐患。
具体实施例方式下面结合具体实例对本发明作进一步详细的说明。实施例I :
双层钢管材质外层在10#、15#、20#或25#中选择一种，内层在Gcr4或GCrl5中选择一种，产品规格为Φ89_*8. 5mm (外层3_+内层5. 5mm),所述双层钢管为离心烧铸加热轧工艺成型无缝钢管，其热处理步骤如下
(1)将钢管两端用堵头封堵；
(2)将钢管加热至830°C-850。C，奥氏体化保温时间34min-43min ;
(3)钢管出炉并使两端带堵头，对钢管外表面均匀喷水冷却，水温保持在20°C-50° C之间，连续喷水12S-14S ；
(4)去掉钢管两端堵头进行回火，回火温度150° C -170° C，保温时间3h。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。硬度内层HRC61 66，外层HRC30 35。淬火后管子表面光洁、平整，无淬火裂纹。回火后组织内层为回火马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为回火马氏体。硬度内层HRC60 65，外层HRC30 34。实施例2
双层钢管材质外层在16Mn、20 Mn 2或25 Mn中选择一种，内层在GCrl5SiMn或GCrl5SiMo中选择一种，产品规格为Φ154ι πι*9πιπι (外层3mm+内层6mm)。所述双层钢管为离心浇铸加热轧工艺成型无缝钢管，其热处理步骤如下本实施例与实施例一的不同是加热温度845° C -860° C，保温时间36 min -45 min,连续喷水15S-17S。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。硬度内层HRC61 66，外层HRC30 35。淬火后管子表面光洁、平整，无淬火裂纹。回火后组织内层为回火马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为回火马氏体。硬度内层HRC60 65，外层HRC30 34。实施例3
双层钢管材质外层在12MnV、15MnV或20MnV中选择一种，内层在GCrl5或GCrl8Mo中选择一种，产品规格为Φ219ι πι*5· 5mm (外层2. 5mm+内层3mm)。所述双层钢管为离心烧铸 加热轧加冷轧工艺成型无缝钢管，其热处理步骤如下
本实施例与实施例一的不同是加热温度835° C-855。C，保温时间22min -28 min,连续喷水10S-12S。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。硬度内层HRC61 66，外层HRC28 33。淬火后管子表面光洁、平整，无淬火裂纹。回火后组织内层为回火马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为回火马氏体。硬度内层HRC60 65，外层HRC30 34。以上仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明专利技术方案范围内。
权利要求
1.一种双层钢管的热处理方法，其特征在于 所述双层钢管为冶金结合无缝钢管，双层钢管的外层材质为低碳钢或低碳合金钢，内层材质为高碳铬轴承钢；其热处理方法如下将钢管两端用堵头封堵，在高碳铬轴承钢的奥氏体化温度Acl以上30° C-50° C加热保温，钢管出炉并使两端带堵头，对钢管外表面均匀喷水冷却，去掉钢管两端堵头进行回火。
2.根据权利要求I所述的一种双层钢管的热处理方法，其特征在于 所述双层钢管的外层材质选择如下钢中的一种10#、15#、20#、25#、16Mn、20Mn2、25Mn、.12MnV、15MnV 或 20MnV ； 双层钢管的内层材质选择如下钢中的一种Gcr4、GCrl5、GCrl5SiMn、GCrl5SiMo或GCrl8Mo ； 双层钢管的规格是外圆直径在89mm-219mm之间,外层厚度在之间，内层厚度在之间； 双层钢管的热处理方法如下 (1)将钢管两端用堵头封堵； (2)将钢管在高碳铬轴承钢的奥氏体化温度Acl以上30°C-50° C加热，保温时间按照钢管的双层总厚度计算，4 min-5 min/mm ； (3)钢管出炉并使两端带堵头，对钢管外表面均匀喷水冷却，水温保持在20°C-50° C之间，连续喷水10S-20S ； (4)去掉钢管两端堵头进行回火，回火温度150°C -170° C，保温时间3h。
3.根据权利要求I或2所述的一种双层钢管的热处理方法，其特征在于所述双层钢管为离心浇铸加热轧工艺成型无缝钢管或离心浇铸加热轧加冷轧工艺成型无缝钢管。
全文摘要
本发明公开了一种双层钢管的热处理方法，所述双层钢管为冶金结合无缝钢管，双层钢管的外层材质为低碳钢或低碳合金钢，内层材质为高碳铬轴承钢；其热处理方法如下将钢管两端用堵头封堵，在高碳铬轴承钢的奥氏体化温度Ac1以上30°C-50°C加热保温，钢管出炉并使两端带堵头，对钢管外表面均匀喷水冷却，去掉钢管两端堵头进行回火。本发明可防止钢管内壁脱碳氧化保证其耐磨性，避免钢管内壁产生淬火裂纹。
文档编号C21D9/14GK102703673SQ201210242700
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者宋亚峰, 张同波, 张艳, 王磊, 王锦永, 王黎晖, 申勇 申请人:新兴铸管股份有限公司