一種具有內防腐涂層的金屬耐磨管道的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有內防腐涂層的金屬耐磨管道，其通過離心鑄造制得耐磨管道本體，并且經過淬火、高溫回火、固溶強化熱處理以及兩次回火彌散硬化熱處理工藝，最后在管道內壁通過空氣噴涂上防腐涂層；其金屬管道具有較高的硬度和耐磨性能，其防腐涂層具有優異的耐水性、防污效果，以及耐高溫性能。
【專利說明】一種具有內防腐涂層的金屬耐磨管道
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種管道，尤其涉及一種具有內防腐涂層的金屬耐磨管道。
【背景技術】
[0002]腐蝕是引起金屬管道破壞和失效的主要原因之一，導致金屬材料發生腐蝕的環境主要有兩大類:一類是自然環境，如自然大氣、海洋、土壤等較弱腐蝕環境；另一類是工業環境，如強腐蝕性工業氣體和工業溶液等。在同常自然環境的腐蝕中，其腐蝕類型屬于電化學腐蝕及生化腐蝕，效果較弱，腐蝕速度較慢，短期腐蝕破壞較小，但潛在危害較大；而金屬若用于強腐蝕性工業氣體、溶液環境以及污水排放等用途時，其腐蝕類型屬于化學腐蝕，效果強烈，腐蝕反應劇烈，破壞性很強。所以金屬管道的腐蝕與其所處的環境以及輸送介質有關。所以，為了提高金屬管道的使用壽命，
防腐涂層必須具備下列基本特征:
(I)耐腐蝕性能好。指涂層對它所接觸的腐蝕介質在物理上和化學上都是穩定的，既不被腐蝕介質溶脹、溶解，也不為腐蝕介質所破壞、分解。
[0003]( 2 )透氣性和滲水性要小。涂層下金屬的腐蝕，從本質上說是由于水和氧等穿透到涂層和金屬的界面上造成的，所以必須選擇透氣性小的成膜物質和屏蔽作用大的填料，并使涂層達到一定的厚度，臨界厚度取決于成膜樹脂的性質和金屬表面的處理情況等。
[0004](3)要有良好的附著力和一定的機械強度。涂層是否能牢固地附著在金屬基體上，是涂層能否發揮防護作用的關鍵因素之一。
[0005]然而現有技術中防腐涂層通常難以兼顧耐水性、防污效果，以及耐高溫性能。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種具有較高的硬度和耐磨性能，其內防腐涂層具有優異的耐水性、防污效果，以及耐高溫性能的金屬耐磨管道。
[0007]為解決上述技術方案，本發明采用如下技術方案:
本發明的一種具有內防腐涂層的金屬耐磨管道，包括包括耐磨管道本體和管道內壁的防腐涂層；
所述耐磨管道本體具有以下化學成分重量百分比的原料:
W:3.2~9.1%，Mo:2.Cl.6%,
Cr:3.8~8.9%, RE:0.15^0.5%,
Mn:0.3~0.5%, Si:0.05~1.0%,
B:0.01-0.02%, Al:0.2~0.8%,
Nb:0.08~2.4%, N1:0.1^0.5% ；
所述防腐涂層具有以下化學成分重量比的原料:
15重量份數的對數比濃粘度為0.31的熱塑性聚醚砜樹脂，
8重量份數的四氟乙烯-全氟基乙烯醚共聚微粉，4重量份數的聚全氟乙丙烯微粉，
25重量份數的N-甲基吡咯烷酮，
6重量份數的丁酮，
15重量份數的甲苯。
[0008]所述該具有內防腐涂層的金屬耐磨管道的制備工藝，其步驟如下:
A)制備耐磨管道本體
1)根據上述管道本體的組分取材；
2)將普通廢鋼、微碳鉻鐵、鈮鐵、鎳鐵、鎢鐵、鑰鐵、鎳鐵和錳鐵混合加熱熔化，用生鐵或石墨增碳，混合加熱熔化成鋼水，鋼水熔清后加入硅鐵進行預脫氧；
3)按照原料成分配比，爐前調整成分合格后升溫至1500-160(TC，再加入鋁塊進行最終脫氧，而后出爐；
4)將稀土硅鐵合金、硼鐵、釩鐵置于澆包底部，用包內沖入法對鋼水復合變質處理，高碳高合金鋼鋼水預制完成；
5)在離心機上放置經型筒并將預制好的鋼水澆入型筒內，離心澆鑄成厚度為25~35mm的鋼管；
6)離心澆鑄完成后，當鑄管內壁溫度降到180°C以下時停車脫模，將鑄管與型筒分離并且取出；
7)先對鑄管進行淬火，在溫度為90(T950°C下保溫18(T220min，然后以大約55~70°C/S的冷卻速度油冷至室溫，再進行高溫回火，將鑄管加熱至70(T75(TC并且保溫15(Tl80min，爐冷至室溫，從而完成調質熱處理；
8)對經過熱處理的鑄管管道進行內鏜外扒、內外圓磨削的機加工，得到耐磨管道本
體；
B)制備防腐涂層
1)根據上述防腐涂層的化學成分取材；
2)將上述原料混合后以線速度15m/s攪拌15分鐘后砂磨3小時，得到防腐涂料；
3)采用氣動式普通噴涂機，在溫度為2(T25°C的環境溫度下，驅動壓力泵將上述步驟制得的涂料吸入，將其加壓至7.5~30MPa，通過高壓軟管、噴槍，最后經噴嘴噴出，并高速噴涂到步驟A)制得的耐磨管道本體的內壁，最終制得具有防腐層的耐磨管道。
[0009]本發明具有內防腐涂層的金屬耐磨管道的有益效果是:
本發明的耐磨管道本體通過大量優化實驗選擇了適當組分，得到高碳高合金鋼；然后在對鑄管的熱處理工藝中，首先采用淬火加高溫回火的調質熱處理，以代替一般離心鑄造高碳高合金鋼熱處理過程中常用的等溫退火熱處理工藝，大大縮短了熱處理周期，提高工作效率；其次在固溶強化熱處理后再進行兩次回火彌散硬化熱處理工藝，使得鑄管中碳化物組織分布均勻，大大減小了偏析現象，表面質量好，并且出現二次硬化，最后制得的耐磨管道鑄管中以馬氏體為基體，含大量碳化物硬質相，硬度高，產品硬度達70-75HRC，具有良好的耐磨性能；對于本發明的防腐涂層，其耐水、耐酸、堿、耐有機溶劑能力強，具有較好的疏油疏水性能和較強的防沾污能力；且該涂層的摩擦系數低，可以有效地實現管道降阻；并且該涂層形成均勻，且可以耐受250°C的溫度；本發明采用常見離心鑄造設備、電路及普通噴涂設備，生產成本低，易于推廣。【具體實施方式】
[0010]本發明的一種具有內防腐涂層的金屬耐磨管道，包括包括耐磨管道本體和管道內壁的防腐涂層；
所述耐磨管道本體具有以下化學成分重量百分比的原料:
W:3.2~9.1%，Mo:2.Cl.6%,
Cr:3.8~8.9%, RE:0.15~0.5%,
Mn:0.3~0.5%, Si:0.05~1.0%,
B:0.01-0.02%, Al:0.2~0.8%,
Nb:0.08^2.4%, N1:0.1~0.5% ；
所述防腐涂層具有以下化學成分重量比的原料:
15重量份數的對數比濃粘度為0.31的熱塑性聚醚砜樹脂，
8重量份數的四氟乙烯-全氟基乙烯醚共聚微粉，
4重量份數的聚全氟乙丙烯微粉，
25重量份數的N-甲基吡咯烷酮，
6重量份數的丁酮，
15重量份數的甲苯。
[0011]所述該具有內防腐涂層的金屬耐磨管道的制備工藝，其步驟如下:
Α)制備耐磨管道本體
1)根據上述管道本體的組分取材；
2)將普通廢鋼、微碳鉻鐵、鈮鐵、鎳鐵、鎢鐵、鑰鐵、鎳鐵和錳鐵混合加熱熔化，用生鐵或石墨增碳，混合加熱熔化成鋼水，鋼水熔清后加入硅鐵進行預脫氧；
3)按照原料成分配比，爐前調整成分合格后升溫至1500-160(TC，再加入鋁塊進行最終脫氧，而后出爐；
4)將稀土硅鐵合金、硼鐵、釩鐵置于澆包底部，用包內沖入法對鋼水復合變質處理，高碳高合金鋼鋼水預制完成；
5)在離心機上放置經型筒并將預制好的鋼水澆入型筒內，離心澆鑄成厚度為25~35mm的鋼管；
6)離心澆鑄完成后，當鑄管內壁溫度降到180°C以下時停車脫模，將鑄管與型筒分離并且取出；
7)先對鑄管進行淬火，在溫度為90(T950°C下保溫18(T220min，然后以大約55~70°C/S的冷卻速度油冷至室溫，再進行高溫回火，將鑄管加熱至70(T75(TC并且保溫15(Tl80min，爐冷至室溫，從而完成調質熱處理；
8)對經過熱處理的鑄管管道進行內鏜外扒、內外圓磨削的機加工，得到耐磨管道本
體；
B)制備防腐涂層
1)根據上述防腐涂層的化學成分取材；
2)將上述原料混合后以線速度15m/s攪拌15分鐘后砂磨3小時，得到防腐涂料；
3)采用氣動式普通噴涂機，在溫度為2(T25°C的環境溫度下，驅動壓力泵將上述步驟制得的涂料吸入，將其加壓至7.5~30MPa，通過高壓軟管、噴槍，最后經噴嘴噴出，并高速噴涂到步驟A)制得的耐磨管道本體的內壁，最終制得具有防腐層的耐磨管道。
[0012]本發明具有內防腐涂層的金屬耐磨管道的有益效果是:
本發明的耐磨管道本體通過大量優化實驗選擇了適當組分，得到高碳高合金鋼；然后在對鑄管的熱處理工藝中，首先采用淬火加高溫回火的調質熱處理，以代替一般離心鑄造高碳高合金鋼熱處理過程中常用的等溫退火熱處理工藝，大大縮短了熱處理周期，提高工作效率；其次在固溶強化熱處理后再進行兩次回火彌散硬化熱處理工藝，使得鑄管中碳化物組織分布均勻，大大減小了偏析現象，表面質量好，并且出現二次硬化，最后制得的耐磨管道鑄管中以馬氏體為基體，含大量碳化物硬質相，硬度高，產品硬度達70-75HRC，具有良好的耐磨性能；對于本發明的防腐涂層，其耐水、耐酸、堿、耐有機溶劑能力強，具有較好的疏油疏水性能和較強的防沾污能力；且該涂層的摩擦系數低，可以有效地實現管道降阻；并且該涂層形成均勻，且可以耐受250°C的溫度；本發明采用常見離心鑄造設備、電路及普通噴涂設備，生產成本低，易于推廣。
[0013]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種具有內防腐涂層的金屬耐磨管道，其特征在于:包括包括耐磨管道本體和管道內壁的防腐涂層； 所述耐磨管道本體具有以下化學成分重量百分比的原料:
W:3.2~9.1%，Mo:2.Cl.6%,
Cr:3.8~8.9%, RE:0.15~0.5%,
Mn:0.3~0.5%, Si:0.05~1.0%,
B:0.01-0.02%, Al:0.2~0.8%,
Nb:0.08~2.4%, Ni:0.1~0.5% ； 所述防腐涂層具有以下化學成分重量比的原料: 15重量份數的對數比濃粘度為0.31的熱塑性聚醚砜樹脂， 8重量份數的四氟乙烯-全氟基乙烯醚共聚微粉， 4重量份數的聚全氟乙丙烯微粉， 25重量份數的N-甲基吡咯烷酮， 6重量份數的丁酮， 15重量份數的甲苯。
2.一種如根據權利要求1所述的具有內防腐涂層的金屬耐磨管道的制備工藝，其步驟如下: Α)制備耐磨管道本體 1)根據上述管道本體的組分取材； 2)將普通廢鋼、微碳鉻鐵、鈮鐵、鎳鐵、鎢鐵、鑰鐵、鎳鐵和錳鐵混合加熱熔化，用生鐵或石墨增碳，混合加熱熔化成鋼水，鋼水熔清后加入硅鐵進行預脫氧； 3)按照原料成分配比，爐前調整成分合格后升溫至1500-1600℃，再加入鋁塊進行最終脫氧，而后出爐； 4)將稀土硅鐵合金、硼鐵、釩鐵置于澆包底部，用包內沖入法對鋼水復合變質處理，高碳高合金鋼鋼水預制完成； 5)在離心機上放置經型筒并將預制好的鋼水澆入型筒內，離心澆鑄成厚度為25~35mm的鋼管； 6)離心澆鑄完成后，當鑄管內壁溫度降到180°C以下時停車脫模，將鑄管與型筒分離并且取出； 7)先對鑄管進行淬火，在溫度為90(T950°C下保溫18(T220min，然后以大約55~70°C/S的冷卻速度油冷至室溫，再進行高溫回火，將鑄管加熱至70(T75(TC并且保溫15(Tl80min，爐冷至室溫，從而完成調質熱處理； 8)對經過熱處理的鑄管管道進行內鏜外扒、內外圓磨削的機加工，得到耐磨管道本體； B)制備防腐涂層 1)根據上述防腐涂層的化學成分取材； 2)將上述原料混合后以線速度15m/s攪拌15分鐘后砂磨3小時，得到防腐涂料； 3)采用氣動式普通噴涂機，在溫度為2(T25°C的環境溫度下，驅動壓力泵將上述步驟制得的涂料吸入，將其加壓至7.5^30MPa,通過高壓軟管、噴槍，最后經噴嘴噴出，并高速噴涂到步驟A)制得的耐磨管 道本體的內壁，最終制得具有防腐層的耐磨管道。
【文檔編號】C22C38/54GK103540862SQ201310489223
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】徐梁冰 申請人:徐梁冰