CN101554652A - 一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了管材领域内的一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，首先取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉52－68％、铝粉29－45％、石英粉2－4％、纳米碳化硅0.001－0.005％；再取直径50mm－1000mm的钢管进行切割加工，截取适当长度；然后将钢管固定在管模机上，以1200±200rpm速度转动；再在钢管内腔中送入上述混合物粉末，并将其点燃，产生高温使各组分呈熔融状态，直至铝热剂完全反应结束，使管壁内生层4－6mm后的过渡层和耐磨层；继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。纳米碳化硅可为纳米氧化钛所取代；该发明获得的产品具有耐磨、抗冲击、耐腐蚀的优点，可用在矿山、冶金、煤炭、石油、化工等领域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢管的制造方法。
背景技术
现有技术中，在矿山、冶金、煤炭、石油、化工等领域中，广泛使用有各种钢管，现有的钢管主要由单一的金属材料制成，为避免其锈蚀，可以在表面镀一层其他金属材料；为防止其受腐蚀，也可以在钢管内壁上浇铸一层橡胶材料。这些钢管有一个共同的缺陷，就是耐磨性差，尤其是输送具有硬质颗粒物料时，钢管极易磨损，为此，可以通过增大管壁厚度的方案，使其不易被磨穿，但是，这样一来，会使得装置的整体重量上升，成本增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，使钢管耐磨、抗冲击、耐腐蚀。
本发明的目的是这样实现的：一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉52-68％、铝粉29-45％、石英粉2-4％、纳米碳化硅0.001-0.005％；
2)、取直径50mm-1000mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1200±200rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为4-6mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
该发明中，氧化铁和铝形成铝热剂，被点燃后，发声剧烈反应，产生2300℃以上的高温使各组分呈熔融态，具有流动性，可均匀分布在钢管内壁上，同时，离心作用使密度不同的物料分层分布，密度大的位于外层，密度小的位于内层，从而形成一层过渡层和一层耐磨层，耐磨层主要由三氧化二铝构成，其具有高耐磨性；纳米碳化硅的加入细化了合金晶粒，改善了合金性能，晶粒越细，单位体积内的晶粒界面越多，晶界间原子排列比晶粒内部的排列更加紊乱，因而位错密度高，致使晶界对正常晶格滑移错位产生缠结，不易穿过晶界继续滑移，变形抗力增大，表现为强度高。其打破了常规合金产中的一些定律，即硬度高必然伴随韧性下降的结论；纳米碳化硅可使晶粒以较快速度合并，使晶粒尺寸的增大和晶粒与晶粒合并驱动力减小，在合金中形成晶须结构，可明显提高合金硬度和韧性，使其更耐磨、耐冲击、不脱落和耐腐蚀，本发明可广泛应用在矿山、冶金、煤炭、石油、化工等领域中，以取代现有的钢管。
本发明步骤1)中纳米碳化硅可被纳米碳化钛所取代，纳米碳化钛占全部组分重量的0.001-0.005％。该技术方案同样可以获得耐磨、耐冲击、不脱落和耐腐蚀的良好效果。
具体实施方式
实施例1
一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉52％、铝粉44.999％、石英粉3％、纳米碳化硅0.001％；
2)、取直径50mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1200rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为4mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
实施例2
又一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉68％、铝粉29％、石英粉2.995％、纳米碳化硅0.005％；
2)、取直径150mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1400rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为6mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
实施例3
第三种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉63.997％、铝粉32％、石英粉4％、纳米碳化硅0.003％；
2)、取直径1000mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1000rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为5mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
实施例4
第四种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉57.999％、铝粉40％、石英粉2％、纳米碳化钛0.001％；
2)、取直径800mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1200±200rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为4-6mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
实施例5
第五种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉52％、铝粉44.995％、石英粉3％、纳米碳化钛0.005％；
2)、取直径600mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1300rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为5mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
实施例6
第六种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉60％、铝粉35.997％、石英粉4％、纳米碳化钛0.003％；
2)、取直径50mm-1000mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1200±200rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为4mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
Claims (2)
1、一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
1)、混料：取重量含量如下的组分混合均匀：氧化铁粉52-68％、铝粉29-45％、石英粉2-4％、纳米碳化硅0.001-0.005％；
2)、取直径50mm-1000mm的无缝钢管或直缝钢管进行切割加工，截取适当长度；
3)、将步骤2)中的钢管固定在管模机上，使钢管以1200±200rpm速度转动；
4)、离心浇铸：在钢管内腔中送入步骤1)获得的混合物粉末，并将其点燃，铝热反应产生高温使各组分呈熔融状态，并沿管壁均匀分布，同时发生离心分离，直至铝热剂完全反应结束；混合物粉末的用量为使得沿管壁分布的熔融态物质厚度为4-6mm；
5)、继续保持钢管的转动状态，待钢管内壁固化或直接冷却至常温后取下。
2、根据权利要求1所述的一种陶瓷耐磨复合钢管的制造方法，其特征在于所述步骤1)中纳米碳化硅被纳米碳化钛所取代，纳米碳化钛占全部组分重量的0.001-0.005％。
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2009
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