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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