增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)及制備方法，包括鋼管，鋼管的內(nèi)表面開(kāi)設(shè)有槽，鋼管的內(nèi)表面內(nèi)襯有自蔓延反應(yīng)形成的Al2O3陶瓷內(nèi)襯。本發(fā)明采用自蔓延高溫合成和離心鑄造的方法制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管，解決了傳統(tǒng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管存在的陶瓷涂層與金屬基體結(jié)合強(qiáng)度不高的缺點(diǎn)，具有生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、耐磨性佳的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】 增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，屬于表面工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在國(guó)家工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程中，需要大量的礦石、石油等資源，管道運(yùn)輸作為一種經(jīng)濟(jì)有效的長(zhǎng)距離輸送工具，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要地位。由于所運(yùn)輸?shù)氖秃偷V石等資源對(duì)運(yùn)輸管道通常具有腐蝕和沖擊作用，普通的鋼管無(wú)法達(dá)到運(yùn)輸所需的耐磨及耐腐蝕性倉(cāng)泛。
[0003]陶瓷材料具有耐磨、耐腐蝕、耐高溫等特點(diǎn)，常將其作為不銹鋼管的內(nèi)襯層，制作成陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管用于管道耐磨領(lǐng)域。在陶瓷和普通鋼管的復(fù)合的方面，研究者采用了多種方法。貼片耐磨管是工業(yè)上較為常見(jiàn)的一種耐磨管道，即采用粘膠將具有弧度的氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁，形成管道耐磨層。此種耐磨管道制作工藝簡(jiǎn)單，耐磨性能較好，但氧化鋁陶瓷片與管道基體依靠粘膠連接，結(jié)合強(qiáng)度不高，且制作周期長(zhǎng)，這些都限制了貼片耐磨管的應(yīng)用。點(diǎn)焊裝卡式耐磨管是利用耐高溫強(qiáng)力粘膠將中間帶孔的氧化鋁陶瓷片粘貼在管道內(nèi)壁，同時(shí)配合點(diǎn)焊工藝透過(guò)小孔將陶瓷牢固地焊接在鋼管內(nèi)壁。為保護(hù)焊點(diǎn)，上面再旋上陶瓷蓋帽。該種產(chǎn)品制作工藝一定程度上增加了陶瓷與管道基體的結(jié)合強(qiáng)度，但陶瓷與基體的結(jié)合仍主要依靠粘膠，結(jié)合強(qiáng)度有限。此外，貼片耐磨管與點(diǎn)焊裝卡式耐磨管的制造過(guò)程中均涉及到人工貼瓷，因此所制作的耐磨管道的直徑通常較大，不適合中小口徑的耐磨管道的生產(chǎn)。
[0004]離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管是采用“自蔓延高溫合成-高速離心技術(shù)”制造的復(fù)合管材。此種方法工藝簡(jiǎn)單，在高溫高速下形成陶瓷層及過(guò)渡層，且陶瓷層與過(guò)渡層形成機(jī)械結(jié)合，過(guò)渡層與鋼管基體形成冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)于粘膠結(jié)合。但由于自蔓延反應(yīng)較為激烈，反應(yīng)過(guò)程中熱量損耗大，鋼管內(nèi)壁被熔融的厚度有限，導(dǎo)致冶金結(jié)合部分的結(jié)合強(qiáng)度有限，在一些高沖擊的工況下會(huì)出現(xiàn)陶瓷涂層脫落的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，工作性能好的增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)及制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，其特征是:包括鋼管，鋼管的內(nèi)表面開(kāi)設(shè)有槽，鋼管的內(nèi)表面內(nèi)襯有自蔓延反應(yīng)形成的Al2O3陶瓷內(nèi)襯。
[0007]所述的鋼管內(nèi)表面開(kāi)的槽為單一螺旋槽或單一長(zhǎng)方形通槽或螺旋槽與長(zhǎng)方形通槽的組合。
[0008]所述Al2O3陶瓷內(nèi)襯包括陶瓷層和陶瓷層與鋼管的內(nèi)表面之間的過(guò)渡層。
[0009]一種增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是:包括下列步驟:
①對(duì)鋼管內(nèi)表面進(jìn)行噴砂除銹、粗化處理，并在鋼管內(nèi)表面開(kāi)槽；
②將Al+Fe2O3體系的自蔓延粉料放入鋼管中；
③將鋼管置于離心機(jī)上，開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)，得產(chǎn)品。
[0010]單一螺旋槽沿鋼管中心線方向，旋向?yàn)樽笮蛴倚?br> [0011]單一長(zhǎng)方形通槽分布于鋼管圓周上，通槽個(gè)數(shù)為4-8個(gè)。
[0012]螺旋槽與長(zhǎng)方形通槽的組合:既有4-8個(gè)分布于鋼管圓周上的長(zhǎng)方形通槽，又有沿鋼管中心線方向，旋向?yàn)樽笮蛴倚穆菪邸?br> [0013]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，采用的鋼管內(nèi)表面開(kāi)槽，使得陶瓷涂層與基體的接觸面積增加，提高了傳統(tǒng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管陶瓷涂層的抗壓剪強(qiáng)度；陶瓷涂層部分深入槽中，使陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管具有較強(qiáng)的抗沖擊作用，有效地防止了涂層從基體脫落的現(xiàn)象。
[0014]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1是本發(fā)明中內(nèi)表面開(kāi)單一螺旋槽的鋼管。
[0016]圖2是圖1的左視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明中內(nèi)表面開(kāi)單一長(zhǎng)方形通槽的鋼管。
[0018]圖4是圖3的左視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明中內(nèi)表面開(kāi)螺旋槽與長(zhǎng)方形通槽的組合的鋼管。
[0020]圖6是圖5的左視圖。
[0021]圖7為本發(fā)明實(shí)施例2、3所制得的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。
[0022]圖8是實(shí)施例1所制得的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。
[0023]圖中附圖標(biāo)記
鋼管基體1，過(guò)渡層2，陶瓷層3。
[0024]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:對(duì)鋼管內(nèi)表面進(jìn)行噴砂除銹、粗化處理，并在鋼管內(nèi)表面開(kāi)槽，所開(kāi)槽為單一螺旋槽4。將Al+Fe203體系的自蔓延粉料置于鋼管中，并將鋼管置于離心機(jī)上，開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)，獲得Al2O3陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。所述Al2O3陶瓷內(nèi)襯包括陶瓷層和陶瓷層與鋼管的內(nèi)表面之間的過(guò)渡層。
[0025]實(shí)施例2:對(duì)鋼管內(nèi)表面進(jìn)行噴砂除銹、粗化處理，并在鋼管內(nèi)表面開(kāi)槽，所開(kāi)槽為單一長(zhǎng)方形通槽5。將Al+Fe203體系的自蔓延粉料置于鋼管中，并將鋼管置于離心機(jī)上，開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)，獲得Al2O3陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。所述Al2O3陶瓷內(nèi)襯包括陶瓷層和陶瓷層與鋼管的內(nèi)表面之間的過(guò)渡層。
[0026]實(shí)施例3:對(duì)鋼管內(nèi)表面進(jìn)行噴砂除銹、粗化處理，并在鋼管內(nèi)表面開(kāi)槽，所開(kāi)槽為螺旋槽6與長(zhǎng)方形通槽7的組合。將Al+Fe203體系的自蔓延粉料置于鋼管中，并將鋼管置于離心機(jī)上，開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)，獲得Al2O3陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管。所述Al2O3陶瓷內(nèi)襯包括陶瓷層和陶瓷層與鋼管的內(nèi)表面之間的過(guò)渡層。
【權(quán)利要求】
1.一種增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，其特征是:包括鋼管，鋼管的內(nèi)表面開(kāi)設(shè)有槽，鋼管的內(nèi)表面內(nèi)襯有自蔓延反應(yīng)形成的Al2O3陶瓷內(nèi)襯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的鋼管內(nèi)表面開(kāi)的槽為單一螺旋槽或單一長(zhǎng)方形通槽或螺旋槽與長(zhǎng)方形通槽的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，其特征是:所述Al2O3陶瓷內(nèi)襯包括陶瓷層和陶瓷層與鋼管的內(nèi)表面之間的過(guò)渡層。
4.一種增強(qiáng)離心自蔓延陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是:包括下列步驟: ①對(duì)鋼管內(nèi)表面進(jìn)行噴砂除銹、粗化處理，并在鋼管內(nèi)表面開(kāi)槽； ②將Al+Fe2O3體系的自蔓延粉料放入鋼管中； ③將鋼管置于離心機(jī)上，開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)，得產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】F16L57/00GK103453234SQ201310306450
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】朱昱, 葛禹錫, 倪紅軍, 李志揚(yáng), 孫書(shū)剛, 汪興興, 王建萍, 王小美 申請(qǐng)人:南通大學(xué)