以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺，属单层混凝土输送直管热处理【技术领域】。其热处理步骤为：经820℃加温，保温50分钟，出炉15秒内淬火，淬火30～50秒后冷却3～5分钟，清洗1～2分钟；再通过260℃回火温度回火110分钟，水冷1～2分钟。经本发明热处理后的45MnVNb材料硬度能达到50～52HRC，耐磨性提高50%以上，冲击韧性提高30%，强度提高10%以上，使用寿命提高50%。本发明操作简单，生产成本低，使用寿命长。解决了现有技术中为保证中碳合金钢混凝土输送管使用安全，而采取降低硬度、提高塑性的方法，导致产品使用寿命降低，生产成本增加的问题。
【专利说明】以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺，属单层混 凝土输送直管热处理方法【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 混凝土输送管是混凝土工程机械上用量最多、最易损坏的机件。混凝土泥浆对输 送管的磨损和腐蚀，要求输送管内壁具有很高的硬度，同时，混凝土泥浆对输送管的冲击 力，又要求输送管具有良好的韧度。现在市场上购买的主机均装配双层复合管，双层复合管 的使用寿命普遍能达到4. 5飞万方以上。但通过实践表明，双层复合管在使用过程中易起 皮、堵管，给清洗管件或更换失效管件带来极大不便，且价格过高，因此在主机装配管失效 后，客户更倾向使用性价比高的单层混凝土输送管。
[0003] 但传统的单层混凝土输送管的材料一般采用中碳合金钢45Mn2,为提高该类材料 的使用安全性，在热处理的过程中往往采取降低硬度、提高塑性的做法，从而极大的降低了 该类管件的使用寿命，其热处理后硬度范围仅为38~45HRC，使用寿命仅有2万方左右，亟待 改进。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种以45MnVNb为材料的单层混 凝土输送管的热处理工艺。该工艺流程科学合理，操作简单，处理后单层混凝土输送管的硬 度、强度、耐磨性和冲击韧性均得到极大提高，且使用寿命长，生产成本低；解决了现有技术 为保证使用安全性而采取降低硬度、提高塑性的方法，导致极大地降低产品使用寿命，增加 购买成本的问题。
[0005] 本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的 一种以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺，其45MnVNb的材料由如下 元素的质量百分比组成：碳〇· 42?0· 49、硅0· 17?0· 37、锰0· 90?L 20、钒0· 02?0· 15、 铌0.015?0.060、铜0.07?0.10、S彡0·025、Ρ彡0.025、余量为铁；其特征在于：热处 理工艺是通过如下步骤完成的： (1) 奥氏体化加热：将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管通过工装悬挂于井式炉 中，装炉温度为650°C?680°C，20分钟内加温至820°C ± KTC，保温50分钟±5分钟出炉； (2) 淬火：出炉后15秒内将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管管件放入淬火槽内， 淬火剂采用ZY-747-PAG水溶性淬火剂，淬火剂浓度为11%;将管件全部浸入淬火剂中上下 运动30?50秒，淬火槽内配备有水冷却循环及超温报警系统，保证淬火过程中淬火剂温度 不高于40°C ;管件淬火30?50秒后在淬火槽中冷却3?5分钟，冷却时淬火槽内必须通 过机械泵持续搅拌，冷却至室温； (3) 清洗：管件在淬火槽内完成冷却后移出淬火槽，转至清水槽清洗1?2分钟； (4) 回火：将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管装入回火炉，回火装炉温度为 160°C，20分钟内将回火温度加温至260°C ±5°C，回火保温110分钟±5分钟； (5)冷却：回火后采用清水槽水冷，清水槽需要配备有水冷却循环及超温报警系统，保 证在冷却过程中清水槽温度不得高于40°C ;水冷时间为1?2分钟，冷却至室温后移出清 水槽。
[0006] 本发明与现有技术相比的有益效果在于 该以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺无需像传统工艺为保证其 力学性能及冲击韧性而牺牲硬度及使用寿命，通过本发明热处理工艺处理后，硬度可达到 5(T52HRC，耐磨性能提高50%以上，冲击韧性提高30%，强度提高10%以上，泵送混凝土可达 3万方以上，使用寿命能提高50%。本发明工艺流程科学合理，操作简单，使用寿命长，大大 降低了成本。彻底解决了现有技术中为保证碳合金钢45Mn2混凝土输送管的使用安全性， 而采取降低硬度、提高塑性的方法，导致极大降低产品使用寿命，增加购买成本的问题。
【具体实施方式】
[0007] 下面对本发明的实施方式进行详细描述如下： 该以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺，其45MnVNb的材料由如下元 素的质量百分比组成：碳〇· 42?0· 49、硅0· 17?0· 37、锰0· 90?L 20、钒0· 02?0· 15、 铌 0.015 ?0.060、铜 0.07 ?0.10、S 彡 0.025、P 彡 0.025、余量为铁。
[0008] 该以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺是通过如下步骤完成的： (1) 奥氏体化加热：将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管通过工装悬挂于井式炉 中，装炉温度为650°C?680°C，20分钟内加温至820°C ± KTC，保温50分钟±5分钟出炉； (2) 淬火：出炉后15秒内将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管管件放入淬火槽内， 淬火剂采用ZY-747-PAG水溶性淬火剂，淬火剂浓度为11%;将管件全部浸入淬火剂中上下 运动30?50秒，淬火槽内配备有水冷却循环及超温报警系统，保证淬火过程中淬火剂温度 不高于40°C ;管件淬火30?50秒后在淬火槽中冷却3?5分钟，冷却时淬火槽内必须通 过机械泵持续搅拌，冷却至室温。
[0009] (3)清洗：管件在淬火槽内完成冷却后移出淬火槽，转至清水槽清洗1?2分钟。
[0010] (4)回火：将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管装入回火炉，回火装炉温度为 160°C，20分钟内将回火温度加温至260°C ±5°C，回火保温110分钟±5分钟。
[0011] (5)冷却：回火后采用清水槽水冷，清水槽需要配备有水冷却循环及超温报警系 统，保证在冷却过程中清水槽温度不得高于40°C ;水冷时间为1?2分钟，冷却至室温后移 出清水槽。
[0012] 下面是经本发明的热处理工艺对45MnVNb处理后与45Mn2的有关性能的对比表。
[0013] 表1热处理后45MnVNb与45Mn2力学性能与冲击韧性对比
【权利要求】
1. 一种以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管的热处理工艺，其45MnVNb的材料由如 下元素的质量百分比组成：碳0. 42?0. 49、硅0. 17?0. 37、锰0. 90?1. 20、钒0. 02? 0.15、铌0.015?0.060、铜0.07?0.10、S彡0.025、P彡0.025、余量为铁；其特征在于， 热处理工艺是通过如下步骤完成的： (1) 奥氏体化加热：将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管通过工装悬挂于井式炉 中，装炉温度为650°C?680°C，20分钟内加温至820°C ± 10°C，保温50分钟±5分钟出炉； (2) 淬火：出炉后15秒内将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管管件放入淬火槽内， 淬火剂采用ZY-747-PAG水溶性淬火剂，淬火剂浓度为11%;将管件全部浸入淬火剂中上下 运动30?50秒，淬火槽内配备有水冷却循环及超温报警系统，保证淬火过程中淬火剂温度 不高于40°C ;管件淬火30?50秒后在淬火槽中冷却3?5分钟，冷却时淬火槽内必须通 过机械泵持续搅拌，冷却至室温； (3) 清洗：管件在淬火槽内完成冷却后移出淬火槽，转至清水槽清洗1?2分钟； (4) 回火：将以45MnVNb为材料的单层混凝土输送管装入回火炉，回火装炉温度为 160°C，20分钟内将回火温度加温至260°C ±5°C，回火保温110分钟±5分钟； (5) 冷却：回火后采用清水槽水冷，清水槽需要配备有水冷却循环及超温报警系统，保 证在冷却过程中清水槽温度不得高于40°C ;水冷时间为1?2分钟，冷却至室温后移出清 水槽。
【文档编号】C22C38/16GK104388659SQ201410647041
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月16日 优先权日:2014年11月16日
【发明者】张蕊, 严石 申请人:荆州市江汉众力实业有限公司