[发明专利]一种金属-陶瓷复合管及其制备方法

说明书

本发明公开一种金属‑陶瓷复合管制备方法，首先准备具有一定锥度的金属管、金属陶瓷管或陶瓷管，陶瓷管的外周面和端面均具有金属涂层，然后将金属陶瓷管或陶瓷管嵌入金属管内，利用摩擦焊接，得到复合管；得到复合管后，对复合管进行热处理，得到成品金属‑陶瓷复合管。本发明还提供一种金属‑陶瓷复合管，包括内层管和外层管，内层管由陶瓷和金属材质制成，外层管由金属材质制成，外层管套装于内层管的外部，外层管与内层管摩擦焊接相连并实现冶金结合。本发明利用金属陶瓷管或具有金属涂层的陶瓷管作为内层管，金属管作为外层管，利用摩擦焊接实现内层管与外层管的冶金结合，提高了金属‑陶瓷复合管的可靠性，制备方法简单便捷且高效。

技术领域

本发明涉及复合管材技术领域，特别是涉及一种金属-陶瓷复合管及其制备方法。

背景技术

金属-陶瓷复合管因充分发挥了钢管强度高、韧性好、耐冲击、焊接性能好以及刚玉瓷高硬度、高耐磨、耐蚀、耐热性好的特点，克服了钢管硬度低、耐磨性差以及陶瓷韧性差的问题。因此，复合管具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能，是输送颗粒物料、磨削、腐蚀性介质等理想的耐磨、耐蚀管道，广泛地应用于电力、冶金、矿山、煤炭、化工等行业作为输送砂、石、煤粉、灰渣、铝液等磨削性颗粒物料和腐蚀性介质。

金属-陶瓷复合管目前主要有以下几种生产方法：1)离心浇铸法。该方法是采用“自蔓燃高温合成-高速离心技术”制造的复合管材，该制造技术生产的管材，结合层会出现裂纹、孔洞、气泡、表面粗糙、陶瓷层脱落等问题。2)金属管内壁贴氧化铝陶瓷片，该方法制备的陶瓷层并非一个整体，且结合界面非冶金结合，其可靠性和寿命不高。

因此，如何改变现有技术中，金属-陶瓷复合管材生产难度大、产品质量不佳的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属-陶瓷复合管及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，降低金属-陶瓷复合管生产难度，提高金属-陶瓷复合管的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种金属-陶瓷复合管制备方法，包括如下步骤：

步骤一、原料准备

准备金属管、金属陶瓷管或陶瓷管，所述陶瓷管的外周面和端面均具有金属涂层，所述金属管的内周面为锥面，所述金属陶瓷管与所述陶瓷管的外周面均为锥面，所述金属管的最小内径不大于所述金属陶瓷管或所述陶瓷管的最小外径，所述金属管的内周面与所述金属陶瓷管以及所述陶瓷管的外周面的锥度相等；

步骤二、摩擦焊接制备复合管

将所述金属陶瓷管或所述陶瓷管嵌入所述金属管内，利用摩擦焊接，得到复合管；

步骤三、复合管热处理

对步骤二中的所述复合管进行800-1000℃、1-2h真空热处理，得到成品金属-陶瓷复合管。

优选地，步骤一中，所述金属管由低碳钢或低合金钢材质制成。

优选地，步骤一中，所述陶瓷管由氧化铝材质制成。

优选地，步骤一中，所述陶瓷管的金属涂层由铜或镍材质制成，所述陶瓷管的金属涂层采用化学镀方式制成。

优选地，步骤一中，所述金属陶瓷管由铜-氧化铝材质、镍-氧化铝材质或铜/镍-氧化铝材质制成。

优选地，所述金属陶瓷管为梯度结构，所述金属陶瓷管的金属含量沿内表面至外表面方向逐渐增大。

优选地，所述金属陶瓷管以及所述陶瓷管的长度较所述金属管的长度长，所述金属陶瓷管或所述陶瓷管的直径较小一端与所述金属管的直径较小一端相平齐。