本發(fā)明涉及一種建筑、礦山、冶金、電力、石油、煤炭、糧食加工等行業(yè)的輸送彎管結(jié)構(gòu)的制造，更具體地說，涉及一種半彎管的制造方法。

背景技術(shù)：

彎管的成型技術(shù)主要有鑄造成型、模壓成型等，它們都是依靠成型模具，通過澆注或是熱冷壓工藝仿形生成的；無論是哪一種機(jī)器設(shè)備及管道，大部分都用到彎管，主要用以輸送各種物料；彎管的材料有鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、碳鋼、有色金屬及塑料等材質(zhì)；在建筑、礦山、冶金、電力、石油、煤炭、糧食加工等行業(yè)中，物料的輸送是通過管道壓力輸送，輸送管受到較大的壓力和嚴(yán)重的磨損。因此對(duì)輸送管，特別是連接彎管有較高的綜合性能要求，提高彎管的使用壽命，現(xiàn)已成為很難攻克的難題。

彎管目前使用最為廣泛的是單層高錳鋼彎管，也有少量使用雙層高鉻鑄鐵彎管。單層高錳鋼彎管耐磨性能差，硬度低，安全性低；雙層耐磨彎管成本高，質(zhì)量較好，耐磨性能優(yōu)，硬度高，安全性高，但性價(jià)比不高；開發(fā)一種性能優(yōu)異、成本低、安全性好的耐磨彎管是整個(gè)行業(yè)迫切需要開展的工作，通過掌握管道磨損的機(jī)理以及不同工作狀態(tài)下，物料的流動(dòng)方式，模擬出管道最易磨損的區(qū)域，并會(huì)對(duì)該區(qū)域，提高耐磨層厚度或提高該區(qū)域材料的耐磨性能，以達(dá)到整體提高彎管壽命的目的，為客戶節(jié)約成本，為社會(huì)節(jié)約資源。

現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于耐磨抗沖擊彎管已有相關(guān)技術(shù)方案公開，如專利公開號(hào)：CN 204717206U，公開日：2015年10月21日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種外整體、內(nèi)兩分雙層式耐磨抗沖擊彎管，該申請(qǐng)案公開了一種外整體、內(nèi)兩分雙層式耐磨抗沖擊彎管，它由外整體內(nèi)兩分雙層彎管、兩個(gè)耐磨連接法蘭、法蘭焊縫組成；本外整體、內(nèi)兩分雙層式耐磨抗沖擊彎管用于建筑、礦山、冶金、電力、石油、煤炭、糧食加工等行業(yè)的惡劣環(huán)境，設(shè)計(jì)為外整體、內(nèi)兩分雙層的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，分為保護(hù)層與耐磨層，耐磨性能好，使用壽命長(zhǎng)，性價(jià)比高，容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，安全性能高。

但是，上述申請(qǐng)案存在的技術(shù)問題在于：其中半彎管的結(jié)構(gòu)屬于鑄造領(lǐng)域的異形件，其鑄造過程中存在大量產(chǎn)品缺陷，如何克服上述鑄造過程中存在的大量產(chǎn)品缺陷，是現(xiàn)有技術(shù)中亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有半彎管的鑄造過程中存在大量產(chǎn)品缺陷的不足，提供了一種半彎管的制造方法，其鑄造出的半彎管產(chǎn)品缺陷大大降低。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的半彎管的制造方法，所述半彎管為一彎管沿軸向切開的一半，且該半彎管為所述彎管靠近折彎方向一側(cè)的一半；包括以下步驟：

步驟A、原料配置；

步驟B、澆注系統(tǒng)制作；

步驟C、原料熔煉；

步驟D、澆注成型；

步驟E、熱處理。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述半彎管設(shè)計(jì)為從兩端A向中間B變厚與兩側(cè)C向中間D變厚。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟B中：通過黏土制作砂型，該砂型包括若干個(gè)相互平行且水平放置的半彎管型腔，該半彎管型腔根據(jù)所述半彎管的結(jié)構(gòu)制作，且所述半彎管型腔的開口均向下；相鄰兩個(gè)半彎管型腔的對(duì)應(yīng)側(cè)上連接有同一個(gè)內(nèi)澆道，該內(nèi)澆道通過其上方的橫澆道與豎澆道連通，豎澆道與其上方的澆口杯連通。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述內(nèi)澆道為一沿著半彎管型腔側(cè)邊彎曲的條形矩形腔。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述橫澆道其上側(cè)為在半彎管型腔長(zhǎng)度方向上由中間向兩邊延伸的兩個(gè)斜面，所述橫澆道其下側(cè)為與所述內(nèi)澆道上側(cè)配合的弧形面。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，每個(gè)內(nèi)澆道包括若干段，相鄰兩段內(nèi)澆道之間填充有黏土層。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述橫澆道上設(shè)有向內(nèi)收縮的收縮口，該收縮口的橫向截面為鋸齒形，且收縮口靠近橫澆道與內(nèi)澆道的連通處。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述半彎管型腔上側(cè)的中間設(shè)有冒口，該冒口與半彎管型腔連通處為上大下小的梯形腔。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟A中，原料元素按質(zhì)量百分比包括以下：C：3.6-3.8％、Cr：26～28％、Mo：0.3～0.5％、Cu：0.4～0.5％、Ni：0.6～0.8％、V：0.3～0.5％、Si、Mn均≤0.8％、P、S均≤0.04％。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外管道行業(yè)的市場(chǎng)超過1000億元，而混凝土泵車的彎管消耗量也有幾十億元，消耗鋼材幾十萬噸。常規(guī)泵車高錳鋼彎管的使用壽命在1萬方左右，而采用本發(fā)明制造的半彎管，其使用壽命經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證已超過4萬方，因此，本實(shí)施例制造的半彎管具有廣闊的市場(chǎng)前景，同時(shí)也符合國(guó)家節(jié)能減排、清潔高效、綠色循環(huán)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。

(2)本發(fā)明中，內(nèi)澆道為一沿著半彎管型腔側(cè)邊彎曲的條形矩形腔，橫澆道其上側(cè)為在半彎管型腔長(zhǎng)度方向上由中間向兩邊延伸的兩個(gè)斜面，橫澆道其下側(cè)為與內(nèi)澆道上側(cè)配合的弧形面，通過內(nèi)澆道和橫澆道的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使得鐵水均勻平緩地流入半彎管型腔內(nèi)，從而顯著提高半彎管最終的鑄造質(zhì)量，避免了大量產(chǎn)品缺陷。

(3)本發(fā)明中，半彎管的兩側(cè)厚度較薄，此處在鑄造后極易出現(xiàn)變形，而本發(fā)明中制造的半彎管是與其他部件配合使用的，因此對(duì)尺寸的要求十分嚴(yán)格，基于此，本發(fā)明中，設(shè)置每個(gè)內(nèi)澆道包括若干段，相鄰兩段內(nèi)澆道之間填充黏土層，由于內(nèi)澆道采用間隔的分段式結(jié)構(gòu)，使得相鄰兩個(gè)半彎管型腔的對(duì)應(yīng)側(cè)邊不易因內(nèi)澆道的整體凝固而發(fā)生微小變形，從而大大提高半彎管鑄造的尺寸精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為實(shí)施例1中半彎管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例1中半彎管的橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例1中半彎管的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例1中砂型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例1中砂型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖(未畫出澆口杯及豎澆道)；

圖6為圖5中沿Z向的結(jié)構(gòu)示意圖(未畫出半彎管型腔)；

圖7為圖5中X處沿Y向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為實(shí)施例1的半彎管的制造方法的流程圖。

示意圖中的標(biāo)號(hào)說明：1、半彎管；2、半彎管型腔；201、冒口；202、澆口杯；203、橫澆道；2031、收縮口；204、內(nèi)澆道。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

參考圖1～8，本實(shí)施例的半彎管的制造方法，其中，半彎管1為一彎管沿軸向切開的一半，且該半彎管1為彎管靠近折彎方向一側(cè)的一半，具體本實(shí)施例中，半彎管1設(shè)計(jì)為從兩端A向中間B變厚與兩側(cè)C向中間D變厚。本實(shí)施例具體包括以下步驟：步驟A、原料配置；步驟B、澆注系統(tǒng)制作；步驟C、原料熔煉；步驟D、澆注成型；步驟E、熱處理。

其中，步驟A中，原料元素按質(zhì)量百分比包括以下：C：3.6-3.8％、Cr：26～28％、Mo：0.3～0.5％、Cu：0.4～0.5％、Ni：0.6～0.8％、V：0.3～0.5％、Si、Mn均≤0.8％、P、S均≤0.04％，上述質(zhì)量百分比的原料相互配合，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，其鑄造出的高鉻鑄鐵耐磨性大大提高，使用壽命為普通高錳鋼材的3倍以上，且產(chǎn)品硬度可達(dá)到HRC：63～65。

步驟B中：通過黏土制作砂型，該砂型包括若干個(gè)相互平行且水平放置的半彎管型腔2，該半彎管型腔2根據(jù)半彎管1的結(jié)構(gòu)制作，且半彎管型腔2的開口均向下；相鄰兩個(gè)半彎管型腔2的對(duì)應(yīng)側(cè)上連接有同一個(gè)內(nèi)澆道204，該內(nèi)澆道204通過其上方的橫澆道203與豎澆道連通，豎澆道與其上方的澆口杯202連通。

內(nèi)澆道204為一沿著半彎管型腔2側(cè)邊彎曲的條形矩形腔，橫澆道203其上側(cè)為在半彎管型腔2長(zhǎng)度方向上由中間向兩邊延伸的兩個(gè)斜面，橫澆道203其下側(cè)為與內(nèi)澆道204上側(cè)配合的弧形面，每個(gè)內(nèi)澆道204包括若干段，相鄰兩段內(nèi)澆道204之間填充有黏土層；橫澆道203上設(shè)有向內(nèi)收縮的收縮口2031，該收縮口2031的橫向截面為鋸齒形，且收縮口2031靠近橫澆道203與內(nèi)澆道204的連通處；半彎管型腔2上側(cè)的中間設(shè)有冒口201，該冒口201與半彎管型腔2連通處為上大下小的梯形腔。

本實(shí)施例中半彎管1主要使用在水泥泵車輸送管交接處，用于輸送水泥，由于處于特殊位置，較容易磨損，過去所用材料為沖壓鋼板、高錳鋼材料等，極容易磨損，使用壽命不長(zhǎng)，考慮耐磨性能要好，所以本實(shí)施例中采用高鉻鑄鐵材料，用鑄造方法生產(chǎn)。本實(shí)施例中制造的半彎管1，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，該產(chǎn)品壁厚不均勻，且壁厚很薄(中間厚，四邊薄)，最厚位置尺寸為18mm，最薄位置尺寸僅為5mm(位于半彎管1的兩側(cè))，壁厚相差﹥1/2，可列入鑄造行業(yè)中的異形薄壁件，在鑄造行業(yè)中屬于疑難雜癥的產(chǎn)品。發(fā)明人在提出本實(shí)施例的半彎管的制造方法之前，進(jìn)行了大量試驗(yàn)，但由于該半彎管1屬于薄壁異型管，壁厚不均勻，安裝要求苛刻，在鑄造試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了大量產(chǎn)品缺陷，報(bào)廢率一直居高不下(報(bào)廢率達(dá)50％以上)，其大體的試驗(yàn)過程如下：由于硬度要求高，由原來鋼板沖壓改用鑄造高鉻鑄鐵生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝為消失模工藝，而消失模生產(chǎn)工藝的難點(diǎn)就在造型，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)屬于管狀，且?guī)в薪嵌?，造型振砂緊實(shí)度不能達(dá)到要求，且產(chǎn)品壁厚薄，最薄處5mm，使得造型強(qiáng)度不能達(dá)到，容易潰箱及變形，且在產(chǎn)品壁厚較薄處也容易出現(xiàn)澆不足的現(xiàn)象，因此，消失模工藝主要缺陷是潰箱、澆不足以及變形；后嘗試不同水平造型生產(chǎn)線生產(chǎn)和垂直造型生產(chǎn)線生產(chǎn)，但均帶來了不同難以克服的產(chǎn)品缺陷，例如冷隔、芯部疏松、縮孔等問題。經(jīng)過總結(jié)失敗試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，想要避免產(chǎn)品缺陷最關(guān)鍵的一步是在澆注系統(tǒng)的制作過程中充分考慮各種因素，并改進(jìn)現(xiàn)有的砂型，經(jīng)過后續(xù)的多次試驗(yàn)驗(yàn)證：采用本實(shí)施例中的砂型結(jié)構(gòu)，能夠有效避免半彎管1在鑄造過程中出現(xiàn)的大量產(chǎn)品缺陷，使得產(chǎn)品的次品率控制在10％以下，取得了顯著的制造效果。

具體分析如下：本實(shí)施例中，內(nèi)澆道204為一沿著半彎管型腔2側(cè)邊彎曲的條形矩形腔，橫澆道203其上側(cè)為在半彎管型腔2長(zhǎng)度方向上由中間向兩邊延伸的兩個(gè)斜面，橫澆道203其下側(cè)為與內(nèi)澆道204上側(cè)配合的弧形面，通過內(nèi)澆道204和橫澆道203的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使得鐵水均勻平緩地流入半彎管型腔2內(nèi)，從而顯著提高半彎管1最終的鑄造質(zhì)量，避免了大量產(chǎn)品缺陷；其中，半彎管1的兩側(cè)厚度較薄，此處在鑄造后極易出現(xiàn)變形，而本實(shí)施例中制造的半彎管1是與其他部件配合使用的，因此對(duì)尺寸的要求十分嚴(yán)格，基于此，本實(shí)施例中，設(shè)置每個(gè)內(nèi)澆道204包括若干段，相鄰兩段內(nèi)澆道204之間填充黏土層，由于內(nèi)澆道204采用間隔的分段式結(jié)構(gòu)，使得相鄰兩個(gè)半彎管型腔2的對(duì)應(yīng)側(cè)邊不易因內(nèi)澆道204的整體凝固而發(fā)生微小變形，從而大大提高半彎管1鑄造的尺寸精度；其中，橫澆道203上設(shè)有向內(nèi)收縮的收縮口2031，該收縮口2031的橫向截面為鋸齒形，且收縮口2031靠近橫澆道203與內(nèi)澆道204的連通處，上述收縮口2031的結(jié)構(gòu)設(shè)置，使得鐵水在接近流完時(shí)，能夠平緩地通過內(nèi)澆道204進(jìn)入半彎管型腔2對(duì)應(yīng)的側(cè)邊，從而使得鑄造的半彎管1側(cè)邊處不易形成沖砂，確保其尺寸精度；其中，半彎管型腔2上側(cè)的中間設(shè)有冒口201，該冒口201與半彎管型腔2連通處為上大下小的梯形腔，通過梯形腔的設(shè)置，鐵水能夠有效進(jìn)入半彎管型腔2上側(cè)的中間，充分發(fā)揮冒口補(bǔ)縮的作用，避免產(chǎn)品芯部疏松的問題。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外管道行業(yè)的市場(chǎng)超過1000億元，而混凝土泵車的彎管消耗量也有幾十億元，消耗鋼材幾十萬噸。常規(guī)泵車高錳鋼彎管的使用壽命(泵送混凝土量)在1萬方左右，而采用本實(shí)施例制造的半彎管1，其使用壽命經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證已超過4萬方，因此，本實(shí)施例制造的半彎管1具有廣闊的市場(chǎng)前景，同時(shí)也符合國(guó)家節(jié)能減排、清潔高效、綠色循環(huán)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。