專利名稱：一種混凝土泵車彎管及其加工工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械設備技術領域，尤其涉及一種建筑機械混凝土泵車輸送管道的彎管及其加工工藝。
背景技術：
建筑機械混凝土泵車輸送管道，是泵車的必需設備，每臺泵車使用各種型號彎管20余件，現在僅國內泵車廠家每年生產一萬多臺泵車，市場保有量兩萬多臺。該輸送管道中的彎管現有主要有兩種結構單層和雙層。其中單層主要使用高錳鋼材質，而雙層一般外皮采用低碳鋼推制成型，內膽采用鑄造高鉻合金。現有單層高錳鋼彎管材料為Mnl3，采用精密鑄造的方式鑄造成毛坯，熱處理，再經過機械加工將法蘭部位加工成型，因為加工產生表面硬化，加工難度大，生產效率低。高錳鋼極易加工硬化，因而很難加工，絕大多數是鑄件，極少量用鍛壓方法加工。高錳鋼的鑄造 性能較好。鋼的熔點低約方1400°C，鋼的液、固相線溫度間隔較小，約為50°C，鋼的導熱性低，因此鋼水流動性好，易于澆注成型。高錳鋼的線膨脹系數為純鐵的I. 5倍，為碳素鋼的2倍，故鑄造時體積收縮和線收縮率均較大，容易出現應力和裂紋。單件產品重量為16公斤，壽命為輸送15000立方混凝土。存在壽命低、重量高、經常更換等缺點，大大降低了施工效率，影響施工進度和施工質量。現有雙層復合彎管外皮采用低碳鋼推制成型，內膽采用鑄造高鉻合金鑄造成型后熱處理，將內膽裝進外皮后兩端焊接法蘭成型，此工藝復雜，成本高，裝配尺寸質量差，高鉻鑄鐵是繼普通白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵發展起來的第三代白口鑄鐵。高鉻白口鑄鐵含鉻量大于11%，鉻、碳含量比值介于4 8之間。在這種條件下，高硬度的M7C3型碳化物幾乎全部代替了 M3C型碳化物。M7C3型碳化物基本上是以孤立的中空六角形存在，與呈網狀連續分布的M3C型碳化物相比，大大增強了基體的連續性，因而整體材料的韌性顯著提高。但目前高鉻鑄鐵的熱處理很難，處理硬度低不耐磨，硬度高脆性大，易碎裂。單件重量為16公斤，壽命為輸送30000立方混凝土，設備造價高，對技術工人操作水平要求高，內外采用兩種不同材料經一次成型推制而成，對設備、模具、人員操作水平有很高的要求。

發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供一種混凝土泵車彎管，重量輕，使用壽命長。為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案一種混凝土泵車彎管，由內外兩層不同材料鋼管構成，所述內層鋼管材料包含重量百分比如下的組分C I. O I. 5,Mn O. 5 O. 65、SiO. 15 O. 35、Cr I. 4 I. 65 ;所述外層鋼管材料包含重量百分比如下的組分C O. 2 O. 25、Si O. 15 O. 2、PO. 002 O. 012、S O. 002 O. 005。
優選的，所述內層鋼管材料中各組分的重量百分比為C I. O I. 2、MnO. 5 O. 6、Si O. 15 O. 30、Cr I. 4 I. 6。優選的，所述外層鋼管材料中各組分的重量百分比為C O. 2 O. 22、SiO. 18 O. 2、P O. 008 O. 012、S O. 003 O. 005。與現有技術相比，本發明具有的優點采用低碳鋼無縫鋼管作為外管，以及高合金無縫鋼管作為內管，降低了整個彎管的重量，同時提高了彎管的耐磨性，增加了其使用壽命O一種如上所述混凝土泵車彎管的加工工藝，包括以下步驟①、使用包含重量百分比如下的組分C 1·0 1·5、Μη O. 5 O. 65、SiO. 15 O. 35和Cr I. 4 1.65的內層無縫鋼管；以及包含重量百分比如下的組分C O. 2 O. 25、SiO. 15 O. 2、P O. 002 O. 012和S O. 002 O. 005的外層無縫鋼管；將內層無縫鋼管插入
外層無縫鋼管中，兩層無縫鋼管為過盈配合；②、將步驟①配合好的雙層鋼管，進行推制操作；③、在步驟②推制后的鋼管兩端焊接上法蘭；④、將步驟③帶有法蘭的鋼管進行真空淬火處理，得到混凝土泵車彎管。優選的，步驟②推制操作為同時加熱雙層鋼管。優選的，步驟②推制操作包括在推制后采用外模控制雙層鋼管的彎曲角度。優選的，步驟④真空淬火處理為先在2. OPa以下緩慢加熱鋼管至840±10°C，再在9. 3Pa以下、60 120°C冷卻劑中冷卻；然后在180± 10°C油溫中回火處理，最后進行深度冷卻。優選的，所述冷卻劑為油冷卻劑或氣體冷卻劑。本發明加工工藝具有以下優點I、本發明通過設備一次性將內外層材料推制成型，尺寸精度高，成本低，重量輕，再焊接超耐磨法蘭，組成輕型產品。2、生產成本低、產品使用壽命長且重量輕，是替換現有單層高錳鋼彎管的更新換代產品，每件節約鋼材30%，壽命又提高一倍，年節約鋼材相當可觀。3、重量輕可以降低泵車臂架壓力，減少開裂的風險，減少維修費用，延長泵車使用壽命。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。實施例II、復合外管采用低碳鋼無縫鋼管，材料的成分C 0.25wt%，Si O. 15wt%,PO. OlOwt% ；S 0. 003wt%，屈服輕度為 240 ;內管材料的成分為 C I. 5wt%, MnO. 5wt%, SiO. 35wt% ；Cr I. 4wt% 的無縫鋼管；將外管和內管用250T壓力機將內管壓入外管中，過盈配合。2、推制采用推制機將復合好的管體套裝在推制機芯桿上，加熱后通過模具推制，其中推制機為雙頻電源，能使雙層材料均勻受熱，再通過推制后出口處加裝外模的方式來控制雙層彎管的角度。3、加工再用數控加工銑床按照圖紙要求將彎管兩端面加工，保證垂直度和中心聞。4、焊接利用胎具將組裝好的帶有耐磨套的兩個法蘭點焊好，再利用NBC350自動焊接機滿焊法蘭。5、熱處理用MAS679真空淬火爐進行淬火處理，其中真空爐中冷、熱兩個真空室真空為熱室的真空度控制在I. 5Pa、冷室在8. 6Pa ;一開始采用了真空熱處理工藝進行逐級升溫，最高升至840±10°C ;然后，通過冷卻介質油冷或氣冷進行冷卻處理，溫度控制在100°C;再進行低溫油回火，溫度控制在180±10°C，降低淬火后的內應力和脆性，穩定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用時崩裂或過早損壞。在淬火后半個小時內還要進行深冷處理，其主要作用是減少組織中的殘余奧氏 體，穩定組織，提高內層的穩定性。在深冷處理時也要控制奧氏體的含量不能過少，因為一定量殘余奧氏體有利于內層壽命的提聞。6、檢驗用硬度計檢測彎管內層硬度，達到HRC60-64。再用水壓機檢測管子承壓，壓力達到18MPar，持續5秒鐘，無漏水現象，產品合格。7、表面處理噴砂處理后表面噴漆，即完成整個生產過程。實施例2I、復合外管采用低碳鋼無縫鋼管，材料的成分C O. 2wt %, Si O. 2wt %,PO. 012wt% ；S (λ 005wt%，屈服輕度為 236 ;內管材料的成分為 C I. 2wt%,MnO. 65wt%,SiO. 15wt% ；Cr I. 65wt% 的無縫鋼管；將外管和內管用255T壓力機將內管壓入外管中，過盈配合。2、推制采用推制機將復合好的管體套裝在推制機芯桿上，加熱后通過模具推制，其中推制機為雙頻電源，能使雙層材料均勻受熱，再通過推制后出口處加裝外模的方式來控制雙層彎管的角度。雙層管配合緊密，沒有間隙，使用中不會碎裂。3、加工再用數控加工銑床按照圖紙要求將彎管兩端面加工，保證垂直度和中心聞。4、焊接利用胎具將組裝好的帶有耐磨套的兩個法蘭點焊好，再利用NBC350自動焊接機滿焊法蘭。5、熱處理用MAS679真空淬火爐進行淬火處理，其中真空爐中冷、熱兩個真空室真空為熱室的真空度控制在I. 8Pa、冷室在8. 9Pa ;一開始采用了真空熱處理工藝進行逐級升溫，最高升至830±10°C ;然后，通過冷卻介質油冷或氣冷進行冷卻處理，溫度控制在80°C ;再進行低溫油回火，溫度控制在170±10°C，降低淬火后的內應力和脆性，穩定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用時崩裂或過早損壞。在淬火后半個小時內還要進行深冷處理，其主要作用是減少組織中的殘余奧氏體，穩定組織，提高內層的穩定性。在深冷處理時也要控制奧氏體的含量不能過少，因為一定量殘余奧氏體有利于內層壽命的提聞。6、檢驗用硬度計檢測彎管內層硬度，達到HRC60-64。再用水壓機檢測管子承壓，壓力達到19MPar，持續8秒鐘，無漏水現象，產品合格。7、表面處理噴砂處理后表面噴漆，即完成整個生產過程。
實施例3I、復合外管采用低碳鋼無縫鋼管，材料的成分C O. 22wt%，Si O. 18wt%,PO. Ollwt% ；S 0. 002wt%，屈服輕度為 238 ;內管材料的成分為 C I. 3wt%,MnO. 55wt%,SiO. 25wt% ；Cr I. 55wt% 的無縫鋼管；將外管和內管用260T壓力機將內管壓入外管中，過盈配合。2、推制采用推制機將復合好的管體套裝在推制機芯桿上，加熱后通過模具推制，其中推制機為雙頻電源，能使雙層材料均勻受熱，再通過推制后出口處加裝外模的方式來控制雙層彎管的角度。雙層管配合緊密，沒有間隙，使用中不會碎裂。3、加工再用數控加工銑床按照圖紙要求將彎管兩端面加工，保證垂直度和中心聞。4、焊接利用胎具將組裝好的帶有耐磨套的兩個法蘭點焊好，再利用NBC350自動·焊接機滿焊法蘭。5、熱處理用MAS679真空淬火爐進行淬火處理，其中真空爐中冷、熱兩個真空室真空為熱室的真空度控制在I. 6Pa、冷室在8. 5Pa ;一開始采用了真空熱處理工藝進行逐級升溫，最高升至835±10°C ;然后，通過冷卻介質油冷或氣冷進行冷卻處理，溫度控制在600C ;再進行低溫油回火，溫度控制在175±10°C，降低淬火后的內應力和脆性，穩定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用時崩裂或過早損壞。在淬火后半個小時內還要進行深冷處理，其主要作用是減少組織中的殘余奧氏體，穩定組織，提高內層的穩定性。在深冷處理時也要控制奧氏體的含量不能過少，因為一定量殘余奧氏體有利于內層壽命的提聞。6、檢驗用硬度計檢測彎管內層硬度，達到HRC60-64。再用水壓機檢測管子承壓，壓力達到17MPar，持續8秒鐘，無漏水現象，產品合格。7、表面處理噴砂處理后表面噴漆，即完成整個生產過程。實施例4I、復合外管采用低碳鋼無縫鋼管，材料的成分C O. 23wt%，Si O. 22wt%,PO. 009wt% ；S 0. 003wt%，屈服輕度為 236 ;內管材料的成分為 C I. 2wt%,MnO. 58wt%,SiO. 22wt% ；Cr I. 525wt% 的無縫鋼管；將外管和內管用260T壓力機將內管壓入外管中，過盈配合。2、推制采用推制機將復合好的管體套裝在推制機芯桿上，加熱后通過模具推制，其中推制機為雙頻電源，能使雙層材料均勻受熱，再通過推制后出口處加裝外模的方式來控制雙層彎管的角度。雙層管配合緊密，沒有間隙，使用中不會碎裂。3、加工再用數控加工銑床按照圖紙要求將彎管兩端面加工，保證垂直度和中心聞。4、焊接利用胎具將組裝好的帶有耐磨套的兩個法蘭點焊好，再利用NBC350自動焊接機滿焊法蘭。5、熱處理用MAS679真空淬火爐進行淬火處理，其中真空爐中冷、熱兩個真空室真空為熱室的真空度控制在I. 5Pa、冷室在8. SPa ;一開始采用了真空熱處理工藝進行逐級升溫，最高升至830±10°C ;然后，通過冷卻介質油冷或氣冷進行冷卻處理，溫度控制在120°C;再進行低溫油回火，溫度控制在175±10°C，降低淬火后的內應力和脆性，穩定尺寸，可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，以免使用時崩裂或過早損壞。在淬火后半個小時內還要進行深冷處理，其主要作用是減少組織中的殘余奧氏體，穩定組織，提高內層的穩定性。在深冷處理時也要控制奧氏體的含量不能過少，因為一定量殘余奧氏體有利于內層壽命的提聞。6、檢驗產品用硬度計檢測彎管內層硬度，達到HRC60-64。再用水壓機檢測管子承壓，壓力達到18MPar，持續5秒鐘，無漏水現象，產品合格。7、表面處理噴砂處理后表面噴漆，即完成整個生產過程。對上述各實施例得到的彎管進行稱重，R275X90。的彎管重量為12. 2± Ikg,而該型號下的Mnl3彎管重量約為16kg。表明本發明產品比現有Mnl3彎管重量減輕約3成。上述各實施例得到的彎管在磨耗機樣塊試驗中，在同等條件下磨耗量為 800±20mg，而原有產品Mnl3彎管樣塊磨耗量約為1700mg ;表明本發明產品的使用壽命是原有產品的一倍多。上述各實施例得到的彎管在裝42米中聯泵車試驗，最終使用壽命達到35200 40500方混凝土，效果明顯優于其他產品，并且減輕了泵車承載重量，從節能和對預防泵車臂架開裂起到良好效果。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種混凝土泵車彎管，由內外兩層不同材料鋼管構成，其特征在于 所述內層鋼管材料包含重量百分比如下的組分C I. O I. 5、Mn O. 5 0.65、SiO. 15 O. 35、Cr I. 4 I. 65 ; 所述外層鋼管材料包含重量百分比如下的組分C O. 2 0.25、Si O. 15 O. 2、P0.002 O. 012、S O. 002 O. 005。
2.如權利要求I所述的混凝土泵車彎管，其特征在于所述內層鋼管材料中各組分的重量百分比為c I. O I. 2, Mn O. 5 O. 6、Si O. 15 O. 30、Cr I. 4 I. 6。
3.如權利要求I所述的混凝土泵車彎管，其特征在于所述外層鋼管材料中各組分的重量百分比為C O. 2 O. 22、Si O. 18 O. 2、P O. 008 O. 012、S O. 003 O. 005。
4.一種如權利要求I所述混凝土泵車彎管的加工工藝，包括以下步驟 ①、使用包含重量百分比如下的組分C1·0 1·5、Μη O. 5 O. 65、SiO. 15 O. 35和Cr1.4 1.65的內層無縫鋼管；以及包含重量百分比如下的組分C O. 2 O. 25、Si O. 15 O. 2、P O. 002 O. 012和S O. 002 O. 005的外層無縫鋼管；將內層無縫鋼管插入外層無縫鋼管中，兩層無縫鋼管為過盈配合； ②、將步驟①配合好的雙層鋼管，進行推制操作； ③、在步驟②推制后的鋼管兩端焊接上法蘭； ④、將步驟③帶有法蘭的鋼管進行真空淬火處理，得到混凝土泵車彎管。
5.如權利要求4所述的加工工藝，其特征在于步驟②推制操作為同時加熱雙層鋼管。
6.如權利要求4或5所述的加工工藝，其特征在于步驟②推制操作包括在推制后采用外模控制雙層鋼管的彎曲角度。
7.如權利要求4所述的加工工藝，其特征在于步驟④真空淬火處理為先在2.OPa以下緩慢加熱鋼管至840±10°C，再在9. 3Pa以下、60 120°C冷卻劑中冷卻；然后在180 ± 10°C油溫中回火處理，最后進行深度冷卻。
8.如權利要求7所述的加工工藝，其特征在于所述冷卻劑為油冷卻劑或氣體冷卻劑。
全文摘要
本發明公開了一種混凝土泵車彎管，由內外兩層不同材料鋼管構成，所述內層鋼管材料包含重量百分比如下的組分C 1.0～1.5、Mn 0.5～0.65、Si 0.15～0.35、Cr 1.4～1.65；所述外層鋼管材料包含重量百分比如下的組分C 0.2～0.25、Si 0.15～0.2、P 0.002～0.012、S 0.002～0.005。以及該彎管的加工工藝。本發明采用低碳鋼無縫鋼管作為外管，以及高合金無縫鋼管作為內管，降低了整個彎管的重量，同時提高了彎管的耐磨性，增加了其使用壽命。
文檔編號C22C38/18GK102900897SQ20111021355
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年7月28日
發明者李連蒙 申請人:銳邁管業有限公司