专利名称：一种耐磨蚀复合管道的快速制造方法
技术领域：
本发明涉及管道生产，特别是一种耐磨蚀复合管道的快速制造方法。
背景技术：
在重介质选煤系统中，硬度大、颗粒尖锐、磨损性强的悬浮液以及煤矸石、中煤等硬质材料会对管路造成严重的磨蚀，一般的金属管材使用寿命很短，大约几个月到I年左右，因此需频繁更换管道、零部件，直接造成工时、材料、矿产资源等多方面浪费，进而降低生产效率，升高生产成本。针对此问题，近年出现了多种工艺方法来提高输送管道的抗磨蚀性能，例如铸石管道复合技术、超高分子量聚乙烯复合技术、硬面堆焊复合技术、热喷涂技术等，虽然这些工艺在一定程度上改善了输送管道内壁的抗磨蚀能力，但是也存在着产品生产周期长、工艺复杂、成本高、耐磨蚀层与基体结合强度低等问题。因此目前还未有一种高效率、低成本、产品可靠耐用的耐磨蚀复合管道生产方法。发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种耐磨蚀复合管道的快速制造方法，可有效解决高效、低成本生产耐磨蚀复合管道的问题。
本发明解决的技术方案是，在高速旋转的金属管道内壁预置经粘结剂粘结的合金粉体，采用电磁感应加热方法，调节电磁感应频率，控制加热深度和加热时间，使合金粉末完全熔化和管道内壁表层微熔，加热装置沿轴线相对旋转管道运动，离开加热区后的熔融合金和表层基体金属随之凝固，产生冶金结合，形成表面平整美观、高结合强度的耐磨蚀合金层，从而制作出耐磨蚀复合管道，步骤是配制水玻璃与合金粉末糊状物；将待加工管道固定在动力头上；涂覆合金粉末糊状物；烘干；熔化咬合；冷却成耐磨蚀复合管道。
本发明方法简单，易操作，生产效率高，有效解决耐磨蚀管道的生产问题，产品质量好，使用寿命长。
图I为本发明的工艺流程图。
图2为本发明生产设备结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式
作详细说明。
由发明内容给出，本发明是在高速旋转的金属管道内壁预置经粘结剂粘结的合金粉体，采用电磁感应加热方法，调节电磁感应频率，控制加热深度和加热时间，使合金粉末完全熔化和管道内壁表层微熔，加热装置沿轴线相对旋转管道运动，离开加热区后的熔融合金和表层基体金属随之凝固，产生冶金结合，形成内表面平整光滑、高结合强度的耐磨蚀合金层，从而制作出耐磨蚀复合管道，具体步骤如下(见图I所示)第一步制糊，用模数为3. 1-3. 5的液体水玻璃将合金粉末调成糊状，放置于生产设备的料斗中，合金粉末和水玻璃的重量比80-95 5-20，最好为82 18;第二步固定管道，将待加工管道连接固定在生产设备的动力头上，管道以200-9001·/ min的速度旋转，最好为600r/min,以100-900mm/min (最好为500 mm/min)的速度沿管道轴线方向相对生产设备的物料输送器运动；第三步涂覆，打开生产设备的物料输送器的出料口，出料口和刮板高度的调节范围为 5-60mm,最好为IOmm,或20mm,或30mm,或40mm,或50mm,或60mm,控制合金粉体在管道内壁上的涂覆厚度为l-50mm,最好为20mm,或30mm,或40mm ；第四步烘干，合金粉体在管道内壁涂覆完毕后，启动被加工管道外部生产设备的电磁感应加热器，将该电磁感应电源功率控制在5-80kw，最好为20kw、或30kw、或50kw、或60kw， 控制合金粉体的烘干温度保持在90-300°C，最好为120°C、或150°C、或200°C、或260°C，烘干时间为 5_20min,最好为 5min、或 lOmin、或 15min、或 18min ；第五步熔化咬合，合金粉体烘干后，启动被加工管道内部电磁感应加热器，将该电磁感应电源功率控制在50-250kw，最好为IOOkw或200kw，加热时间为l_20min，最好为IOmin 或18min，使合金层与被加工管道内壁间的稀释率控制在5-30% (稀释率是指合金层渗入被加工管道内壁中的质量百分数)，构成合金层与被加工管道内壁的咬合一体结构；第六步冷却成品，一体结构离开内部电磁感应加热器的加热区，冷却凝固，之后，再次开启被加工管道外部的电磁感应加热器，使凝固区域缓冷至300-600°C后，最好为400°C 或500°C，再放置于在空气中继续冷却，形成内表面平整、光滑、冶金结合均匀的耐磨蚀合金层，成高质量的耐磨蚀复合管道。
所述的合金粉末是由重量百分比计的铬(Cr) 8^36% ;碳(C) 4 5% ;镍(Ni ) 10 20% ； Al2O3 — TiO2 I 30% ;硼化)I 3% ;硅(Si) 2 4% ;碳化硼(B4C) 2 20% ;稀土(RE)O.2 1%和余量为铁(Fe)组成；所述的Al2O3 — TiO2的重量比为Al2O3 TiO2 = 60 90% 1(Γ40%。
所述的生产设备由图2给出，结构是，包括减速电机、行走车架、轨道和物料输送器，减速电机2装在行走车架8左端上部，行走车架8经行走轮置于轨道12上，减速电机2 的转轴上装有竖向的动力头3，动力头的转轴与减速电机2相连，行走车架8右端经支撑15 装有伸缩臂6，行走车架8上部装有滚轮架11，被加工管道I 一端装在动力头3上，并置于滚轮架11上，伸缩臂6伸入被加工管道I另一端内，伸缩臂6上装有伸入被加工管道I内部的电磁感应加热器5，加工管道I外面置有外部的电磁感应加热器4，外部的电磁感应加热器4和内部的电磁感应加热器5分别同高频电源16相连，伸缩臂6伸出支撑15的外端上装有料斗7，料斗7经物料输送器14与置于伸缩臂6端部的出料口 10相连通，出料口 10 处装有刮板9 ；所述的减速电机2、动力头3、行走车架8组成动力装置；所述的刮板经伸缩式连接杆装在伸缩臂6左端部上，构成出料口和刮板的高度调节结构，刮板用于控制预置合金粉末涂层的厚度和平整度；所述的出料口为矩形；所述的外部的电磁感应加热器4和内部的电磁感应加热器5均为环形电磁感应加热器，两个环形电磁感应加热器前、后错位布置，外部的电磁感应加热器4在前，内部的电磁感应加热器5在后。
本发明经试验和试用，取得了满意的效果，与现有技术相比，具有以下突出的特占·^ \\\ ·1、本发明采用电磁感应加热，管道受热均匀、无变形，不需要后期校直处理，合金层表面光滑，形状及厚度容易控制，生产效率高；2、合金层与管道内壁呈冶金结合，抗冲击性能好，延长复合管道的使用寿命；3、本发明采用的合金粉末，用该粉末制备的复合管道内壁具有硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性强等综合性能；4、施工要求低，不受空间、环境等条件的限制，可使生产推广企业有足够的利润空间， 经济效益显著；5、本发明制备的管道内壁合金层的技术指标如下(1)表面洛氏硬度达到50-70HRC；(2)相对耐磨性是Q235钢的15-25倍；(3)合金层可长期承受低温酸碱盐气氛腐蚀，使用寿命I年以上；(4)合金层可承受3米高自由落体至水泥地面的机械冲击而不脱落和裂伤。
权利要求
1.一种耐磨蚀复合管道的快速制造方法，其特征在于，在高速旋转的金属管道内壁预置经粘结剂粘结的合金粉体，采用电磁感应加热方法，调节电磁感应频率，控制加热深度和加热时间，使合金粉末完全熔化和管道内壁表层微熔，加热装置沿轴线相对旋转管道运动，离开加热区后的熔融合金和表层基体金属随之凝固，产生冶金结合，形成内表面平整光滑、高结合强度的耐磨蚀合金层，从而制作出耐磨蚀复合管道，具体步骤是 第一步制糊，用模数为3. 1-3. 5的液体水玻璃将合金粉末调成糊状，放置于生产设备的料斗中，合金粉末和水玻璃的重量比80-95 5-20 ； 第二步固定管道，将待加工管道连接固定在生产设备的动力头上，管道以200-900r/min的速度旋转，以100-900mm/min的速度沿管道轴线方向相对生产设备的物料输送器运动； 第三步涂覆，打开生产设备的物料输送器的出料口，出料口和刮板高度的调节范围为5-60mm，控制合金粉体在管道内壁上的涂覆厚度为l_50mm ； 第四步烘干，合金粉体在管道内壁涂覆完毕后，启动被加工管道外部生产设备的电磁感应加热器，将该电磁感应电源功率控制在5-80kw，控制合金粉体的烘干温度保持在90-300°C，烘干时间为 5-20min ； 第五步熔化咬合，合金粉体烘干后，启动被加工管道内部电磁感应加热器，将该电磁感应电源功率控制在50-250kw，加热时间为l_20min，使合金层与被加工管道内壁间的稀释率控制在5-30%，构成合金层与被加工管道内壁的咬合一体结构； 第六步冷却成品，一体结构离开内部电磁感应加热器的加热区，冷却凝固，之后，再次开启被加工管道外部的电磁感应加热器，使凝固区域缓冷至300-600°C后，再放置于在空气中继续冷却，形成内表面平整、光滑、冶金结合均匀的耐磨蚀合金层，成高质量的耐磨蚀复合管道。
2.根据权利要求I所述的耐磨蚀复合管道的快速制造方法，其特征在于，所述的合金粉末是由重量百分比计的铬8 36% ;碳4 5% ;镍10 20% ； Al2O3 — TiO2 I 30% ;硼I 3% ；硅2 4% ;碳化硼2 20% ;稀土 0. 2 1%和余量为铁组成，所述的Al2O3 — TiO2的重量比为Al2O3 TiO2 = 60 90% 10 40%。
3.根据权利要求I所述的耐磨蚀复合管道的快速制造方法，其特征在于，所述的第一步中合金粉末和水玻璃的重量比为82 18; 第二步中管道的旋转速度600r/min,以500 mm/min的速度沿管道轴线方向相对生产设备的物料输送器运动； 第三步中出料口和刮板高度的调节范围为IOmm,或20mm,或30mm,或40mm,或50mm,或60mm,合金粉体在管道内壁上的涂覆厚度为20mm,或30mm,或40mm ； 第四步中电磁感应电源功率为20kw、或30kw、或50kw、或60kw，合金粉体的烘干温度为120°C、或 150°C、或 200°C、或 260°C，烘干时间为 5min、或 lOmin、或 15min、或 18min ； 第五步中电磁感应电源功率为IOOkw或200kw,加热时间为IOmin或18min ； 第六步凝固区域缓冷至400°C或500°C。
全文摘要
本发明涉及耐磨蚀复合管道的快速制造方法，可有效解决高效、低成本生产耐磨蚀复合管道的问题，其解决的技术方案是，在高速旋转的金属管道内壁预置经粘结剂粘结的合金粉体，用电磁感应加热方法，调节电磁感应频率，控制加热深度和加热时间，使合金粉末完全熔化和管道内壁表层微熔，加热装置沿轴线相对旋转管道运动，离开加热区后的熔融合金和表层基体金属随之凝固，产生冶金结合，形成表面平整美观、高结合强度的耐磨蚀合金层，制作出耐磨蚀复合管道，步骤是配制水玻璃与合金粉末糊状物；将待加工管道固定在动力头上；涂覆合金粉末糊状物；烘干；熔化咬合；冷却成耐磨蚀复合管道，本发明方法简单，易操作，生产效率高，产品质量好，使用寿命长。
文档编号C23C24/10GK102978608SQ201210557419
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者申晋鸣, 张兵权, 刘鸣放, 张天顺 申请人:山西焦煤爱钢装备再制造有限公司, 河南省煤科院耐磨技术有限公司