一种高强度中继间制造用铸件的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种高强度中继间制造用铸件的加工方法。

背景技术

长距离顶管施工时，因为管段接头多，传力不均等问题导致方向精确控制的难度大，需要克服摩擦阻力的动力大；同时还面临进入挖土的工人安全保障要求高，挖土、出土效率低等缺点。为克服上述问题，长距离顶管中多采用中继间。

中继间一般采用钢材制作，在使用过程中，中继间会受到推进的顶力和前进过程中与前后管段和四周泥砂的摩擦，为保证中继间长时间的使用寿命，因此需要中继间具有较好的强度和硬度以及一定的耐磨性，防止其在工作过程中产生磨损、刮伤、断裂等缺陷，同时由于中继间常年埋设在地下，在周围潮湿环境下，对中继间的抗腐蚀性能也具有一定要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种高强度中继间制造用铸件的加工方法，使生产出的中继间具有高强度、高硬度、高耐磨性以及较好的抗腐蚀性能。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种高强度中继间制造用铸件的加工方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

(1)铸件准备：选择以50Mn钢铸造成型的铸件，铸件由如下成分及其质量百分比组成：C：0.48-0.56％、Si：0.17-0.37％、Mn：0.7-1.0％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr≤0.25％、Ni≤0.3％、Cu≤0.25％、余量为Fe；

(2)退火处理：以8-10℃/min将铸件升温至500～650℃，保温2～4h后进行空冷至室温，以去除由于机械加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生的残余应力；

(3)淬火处理：将铸件固定在感应淬火平台上，依次对铸件的内表面和外表面进行感应淬火，淬火温度为：810～830℃，然后水冷或油冷，以在铸件表面一定深度范围内获得马氏体组织，从而使得铸件表面具有高硬度和高耐磨性；

(4)回火处理：以8-10℃/min将铸件升温至180～210℃，保温2～3h后进行水冷或油冷，以消除铸件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂，同时得到回火马氏体，保证了铸件表面的高硬度和高耐磨性；

(5)酸洗电镀：对铸件表面进行酸洗后，对铸件进行镀锌处理以在铸件表面形成镀锌层，然后在镀锌层外喷洒水雾以形成潮湿环境，并将铸件在此潮湿环境下静置一段时间，以促使锌表面生成致密的碱式碳酸锌膜，由于铸件表面具有缺陷容易生锈，通过酸洗电镀以提高铸件防腐性能。

本发明的进一步改进在于，所述具体步骤还包括刷漆处理：铸件在经步骤(5)酸洗电镀处理后，再在铸件的镀锌层外刷一层防腐漆，进一步提高铸件表面防腐性能。

本发明的进一步改进在于，所述步骤(5)中，铸件在潮湿环境中的静置时长≥24h。

本发明的有益效果为：本发明通过退火、淬火、回火、酸洗电镀以及刷漆处理，大大提高了铸件的硬度、耐磨性以及抗腐蚀性能；同时本发明铸件采用强度较高的50Mn钢作为铸材，其强度能保证反复冲击受力而无明显变形现象，也消除了断裂风险。

具体实施方式

本实施例是用于对本权利要求的解释，本领域的技术人员依据本发明的技术方案所作的不同于本实施例的具体操作的改变，均属于本发明的保护范围。

实施例1

一种高强度中继间制造用铸件的加工方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

(1)铸件准备：选择以50Mn钢铸造成型的铸件，铸件由如下成分及其质量百分比组成：C：0.48-0.56％、Si：0.17-0.37％、Mn：0.7-1.0％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr≤0.25％、Ni≤0.3％、Cu≤0.25％、余量为Fe；

50Mn中各化学元素的作用在于：

C：平衡钢的强度、硬度与塑性、韧性。

Si：能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比以及疲劳强度和疲劳比等。有固溶强化的作用，提高淬透性、抗回火性，对改善综合力学性能有利，提高弹性极限，增加自然条件下的耐磨性。

Mn：降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其力学性能，为低合金钢的重要合金元素，能明显提高钢的淬透性。

Cr：能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用，可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性，有良好的回火稳定性。

S：改善切削性。

P：固溶强化及冷作硬化作用很好，与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能。

Ni：提高塑性及韧性，改善耐蚀性能，与铬、钼联合使用，提高热强性。

Cu：在钢中的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，特别是和磷配合使用时，加入铜能提高钢的强度和屈服比。

(2)退火处理：以8-10℃/min将铸件升温至500℃，保温4h后进行空冷至室温，以去除由于机械加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生的残余应力；

(3)淬火处理：将铸件固定在感应淬火平台上，依次对铸件的内表面和外表面进行感应淬火，淬火温度为：810℃，然后水冷或油冷，以在铸件表面一定深度范围内获得马氏体组织，从而使得铸件表面具有高硬度和高耐磨性；

(4)回火处理：以8-10℃/min将铸件升温至180℃，保温3h后进行水冷或油冷，以消除铸件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂，同时得到回火马氏体，保证了铸件表面的高硬度和高耐磨性；

(5)酸洗电镀：对铸件表面进行酸洗后，对铸件进行镀锌处理以在铸件表面形成镀锌层，然后在镀锌层外喷洒水雾以形成潮湿环境，并将铸件在此潮湿环境下静置24h以上，以促使锌表面生成致密的碱式碳酸锌膜，由于铸件表面具有缺陷容易生锈，通过酸洗电镀以提高铸件防腐性能；

(6)刷漆处理：在铸件的镀锌层外刷一层防腐漆，进一步提高铸件表面防腐性能。

实施例2

与实施例1相比，其余特征不变，步骤(2)退火处理中铸件升温至650℃，保温2h；步骤(3)淬火处理中的淬火温度为830℃；步骤(4)回火处理中铸件升温至210℃，保温2h。

实施例3

与实施例1相比，其余特征不变，步骤(2)退火处理中铸件升温至580℃，保温3h；步骤(3)淬火处理中的淬火温度为820℃；步骤(4)回火处理中铸件升温至200℃，保温2.5h。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。