[发明专利]一种陶瓷堆焊复合钢管的制备方法及陶瓷堆焊焊条

说明书

本发明公开了一种陶瓷堆焊复合钢管的制备方法，包括以下工艺过程：原料(Al、Fe₂O₃、SiO₂)中添加低粒度的4.5～5％ZrO₂、1.5～2.4％Al₂O₃和1～3％TiO₂或Ti，再添加有机和无机结合剂将药皮粉末和焊芯融合，挤压成型，制得陶瓷堆焊焊条；随后，采用氩弧焊机，在旋转的钢管表面，利用电弧熔化焊芯，引发铝热反应，熔化焊条，逐层堆焊。本发明的电弧喷涂陶瓷复合钢管耐高温性能好，喷涂过程无需热量从外部传递到物料的过程，焊条熔化速度和电弧电流大小可控，可使钢管表面喷涂的陶瓷复合层厚度均匀、致密。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷复合钢管的制备方法，更具体地说，涉及一种陶瓷堆焊复合钢管的制备方法及陶瓷堆焊焊条。

背景技术

自蔓燃制备复合钢管技术就是在钢管内加入铁红、铝粉及辅助成份混合物，当离心机带动钢管旋转达到一定速度后，经钨丝加热引发物料反应，物料立即自己燃烧，燃烧波迅速蔓延，反应放出大量的热，而得到铁和氧化铝形成的熔体，在离心力的作用下，比重大的铁分布在钢管和氧化铝之间，并将氧化铝陶瓷和钢管内壁结合起来，从而制得陶瓷梯度复合钢管。

在实际生产过程中，由于为了提高致密性而引入的低熔点玻璃相太多，容易在钢管冷却过程中导致陶瓷层呈现放射状开裂，同时会出现复合钢管陶瓷层两端厚、中间薄的缺陷。为了解决陶瓷层出现裂纹问题，中国专利号ZL200910182617.9，授权公告日为2011年7月20日，发明创造名称为：“修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法”的专利申请案提出了一种改进方案，该申请案的修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法，包括以下工艺过程：配制铝热焊剂，在铝热焊剂加入不同比例的氧化铝后分别混匀，制成含不同比例氧化铝的铝热焊剂，将水溶性有机溶胶与含不同比例氧化铝的铝热焊剂搅拌混合；然后，用液压机和上下两个半圆形模具，压制成圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品；随后，将圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品放入真空或有氩气保护的烘干炉内，加热至350±100℃，烘干除气4±1小时，点燃，燃烧结束后埋入砂中冷却，得到圆棒形陶瓷焊条；采用氩弧焊机，在陶瓷复合钢管破损处，按氧化铝比例由低到高选用陶瓷焊条，逐层堆焊。堆焊后打磨，完成修复。然而，该申请案的陶瓷堆焊焊条主要适用于陶瓷复合钢管破损处的修复，难以适用于陶瓷复合钢管的制作。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有陶瓷复合钢管存在陶瓷层开裂、陶瓷层分布不均匀等缺陷，提供一种陶瓷堆焊复合钢管的制备方法及陶瓷堆焊焊条，采用本发明的技术方案，通过对陶瓷堆焊焊条进行改进，使其能够用于在钢管表面涂覆陶瓷复合层，达到控制表面喷涂速度和致密性的作用，可使钢管表面喷涂的陶瓷复合层厚度均匀；并且，通过电弧喷涂陶瓷复合钢管的制备方法提高焦炉荒煤气上升管汽化冷却装置的耐高温性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种陶瓷堆焊焊条，包括焊芯和药皮，其中：

所述的焊芯为不锈钢或合金结构钢；

所述的药皮的配制方法为：

a、将下述重量百分配比的药皮粉末混合均匀，

ZrO₂：4.5～5％，Al₂O₃：1.5～2.4％，SiO₂：3～8％，TiO₂或Ti：1～3％，其余为Al和Fe₂O₃按重量比1：3～1.5：3配置的铝热焊剂；

b、将有机结合剂、钠水玻璃与上述的药皮粉末搅拌混合，添加pH调节剂、偶联剂、分散剂、稳定剂搅拌均匀，在温度为70～80℃下加热反应2～4小时；