[发明专利]离心自蔓延陶瓷/合金双复合耐磨管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心自蔓延陶瓷/合金双复合耐磨管的制备方法。

背景技术

在国家工业化建设进程中，需要大量耐磨管道用来运输矿石、石油等资源。由于陶瓷材料具有耐磨耐腐蚀耐高温等特点，常作为不锈钢管的内衬涂层，形成陶瓷内衬复合钢管。

目前工业上常用的陶瓷内衬复合管有如下几种：贴片耐磨管、点焊装卡式耐磨管、离心自蔓延陶瓷内衬复合管。贴片耐磨管即采用粘胶将具有弧度的氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，形成管道耐磨层。此种耐磨管道制作工艺简单，耐磨性能较好，但氧化铝陶瓷片与管道基体依靠粘胶连接，结合强度不高，使用环境通常不超过150℃，且制作周期长，这些都限制了贴片耐磨管的应用。点焊装卡式耐磨管是利用耐高温强力粘胶将中间带孔的氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，同时配合点焊工艺透过小孔将陶瓷牢固地焊接在钢管内壁。为保护焊点，上面再旋上陶瓷盖帽。该种产品制作工艺增加了陶瓷与管道基体的结合强度，但工艺相对复杂，制作周期较长，成本较高。贴片耐磨管与点焊装卡式耐磨管的制造过程中均涉及到人工贴瓷，因此所制作的耐磨管道的直径通常较大，不适合中小口径的耐磨管道的生产。离心自蔓延陶瓷内衬复合管是采用“自蔓延高温合成-高速离心技术”制造的复合管材，在高温高速下形成厚度均匀的陶瓷层及过渡层，适合中小口径的耐磨管的制造，且在850-900℃的工作温度下，陶瓷仍不会掉落。在直管、弯头、弯管、三通等磨损严重行业中使用效果非常好。但由于自蔓延反应通常在几秒内完成且反应较为剧烈，陶瓷熔体内的气体难以排除，导致陶瓷涂层表面孔隙较多，对耐磨管的耐磨及耐腐蚀性有一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，制造的产品耐磨、耐蚀性强的离心自蔓延陶瓷/合金双复合耐磨管的制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种离心自蔓延陶瓷/合金双复合耐磨管的制备方法，其特征是：包括下列步骤：对钢管内表面进行喷砂除锈、粗化处理；将Al+Fe₂O₃体系的自蔓延粉料放入钢管中；将钢管置于离心机上，开动离心机，待转速稳定后，点火引发自蔓延反应；待钢管内部的Al₂O₃陶瓷内衬层半凝固状态时，将熔融的耐磨合金浇注入Al₂O₃陶瓷内衬复合钢管内，使熔融的耐磨合金在离心力的作用下，涂覆于Al₂O₃陶瓷涂层上形成耐磨合金层，形成陶瓷/合金双复合耐磨管。

所述耐磨合金为低熔点耐磨合金Fe50或TN-62。

本发明采用在陶瓷内衬层处于半凝固的状态下进行低熔点耐磨合金的涂覆，防止陶瓷层受热开裂；在陶瓷内衬层表面涂覆低熔点耐磨合金层，一方面可以使熔融的合金填补陶瓷涂层表面的孔隙和裂纹，提高复合管的耐腐蚀性，另一方面，可以大大提高传统离心自蔓延陶瓷内衬复合管的耐磨性能，延长复合管的使用寿命。本方法简单有效，可操作性强，所制备的中小口径的陶瓷/合金双复合耐磨管可应用于电力、矿山、化工等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明中离心自蔓延法制备陶瓷内衬层的示意图。

图2为本发明中离心法制备耐磨合金层的示意图。

图3为本发明所制得的陶瓷/合金双复合耐磨管示意图。

图中附图标记

离心机1，夹持装置2，钢管3，中心架4，陶瓷内衬层5，保护端盖6，自蔓延点火装置7，耐火材料8，浇口9，耐磨合金10，钢管基体11，过渡层12，陶瓷层13，低熔点耐磨合金层14。

具体实施方式

对钢管3内表面进行喷砂除锈、粗化处理。将Al+Fe₂O₃体系的自蔓延粉料放入钢管中。将钢管置于离心机上，开动离心机，待转速稳定后，点火引发自蔓延反应。待钢管内部的Al₂O₃陶瓷内衬层半凝固状态时，将熔融的耐磨合金浇注入Al₂O₃陶瓷内衬复合钢管内，使熔融的耐磨合金在离心力的作用下，均匀涂覆于Al₂O₃陶瓷涂层上形成1-2mm厚的耐磨合金层，形成陶瓷/合金双复合耐磨管。

耐磨合金为Fe50、TN-62等低熔点耐磨合金。