[发明专利]一种强化输煤管材料、输煤管材料的强化方法和强化输煤管的制备方法

说明书

本发明属于表面工程技术领域，本发明提供了一种强化输煤管材料、一种输煤管材料的强化方法以及一种强化输煤管的制备方法，所述输煤管材料的强化方法包括以下步骤：对16Mn钢的表面进行激光熔凝淬火处理；所述激光熔凝淬火处理的功率为3000～3800W；扫描速度为800～1200mm/min。本发明对16Mn钢表面进行激光熔凝淬火处理，并通过控制激光熔凝淬火处理的功率和扫描速度，细化了16Mn钢表面的组织结构，提高了16Mn钢表面的硬度、抗磨料磨损和抗腐蚀磨损性能，进而提高了输煤管的硬度和耐磨性。将经过强化后得到的强化输煤管材料用于制备输煤管，延长了输煤管的使用寿命。

技术领域

本发明涉及金属表面工程技术领域，尤其涉及一种强化输煤管材料、输煤管材料的强化方法和强化输煤管的制备方法。

背景技术

煤炭产业是基础性产业，对工业发展影响巨大。2017年，我国的煤炭产量已达到3445.00Mt，居世界第一。在我国，采用煤炭火力发电依然是最主要的发电形式，在火力发电厂，煤炭的输送大量使用输煤管道实现。

输煤管道主要采用16Mn钢焊管通过焊接联结而成，16Mn钢作为低合金高强度结构钢，其含碳量为0.1～0.25％，其合金元素主要有锰、硅、钒、铌等。16Mn属于低合金高强度结构钢，其综合性能优良，冷冲压性能好，广泛应用于矿山、运输等机械中，强度满足输煤管要求，具有较好的强韧性和抗压强度。

但是在传输煤炭过程中，由于煤炭内往往含有一定比例的煤矸石，莫氏硬度已经达到6～7，对输煤管的冲刷磨损非常严重，而没有经过强化的16Mn 钢材料，其硬度一般为布氏硬度140HBS，仅相当于洛氏硬度HRC14左右，耐磨性能差。传统的16Mn钢焊管是采用热轧16Mn钢板直接卷曲后焊接而成，由于热轧16Mn钢板表面硬度低，使得其耐磨性差，导致制得的16Mn 钢焊管耐磨性也很低，无法满足输煤管道长寿命的工作需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输煤管材料的强化方法，通过采用激光熔凝淬火处理使输煤管材料的硬度和耐磨性显著提高，将经过强化处理得到的强化输煤管材料用于制备输煤管，延长了输煤管的使用寿命。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种输煤管材料的强化方法，包括以下步骤：

对16Mn钢的表面进行激光熔凝淬火处理；所述激光熔凝淬火处理的功率为3000～3800W；扫描速度为800～1200mm/min。

优选的，所述激光熔凝淬火处理的搭接率为10～20％。

优选的，所述激光熔凝淬火处理采用的激光光斑为2×14mm的矩形光斑。

优选的，所述激光熔凝淬火处理使用的激光波长为976nm。

优选的，进行激光熔凝淬火处理前，还包括对所述16Mn钢的待处理表面进行清理。

本发明提供了一种强化输煤管材料，以16Mn钢为原料，经上述技术方案所述强化方法处理后得到。

优选的，所述强化输煤管材料包括16Mn钢基体和强化层，所述强化层的厚度为0.8～1.5mm，强化层的硬度为HV250～350。

本发明提供了一种强化输煤管的制备方法，包括以下步骤：采用上述技术方案所述的强化方法对16Mn钢进行强化处理，得到强化输煤管材料；使所述强化输煤管材料处理后的表面朝向管道内部，将所述强化输煤管材料依次经过卷曲和焊接，得到强化输煤管。