CN111719153B - 一种不锈钢搪瓷管的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搪瓷设备及管道制作领域，具体涉及一种不锈钢搪瓷管的制备方法。包括喷砂、打磨、喷釉、烧结、冷却、包装步骤，烧结温度为850‑900℃，烧结时间为10‑20min。利用该方法在不锈钢管上喷釉，显著提升废锅用管的使用寿命，保证生产的稳定运行。

Description

一种不锈钢搪瓷管的制备方法

技术领域

本发明涉及搪瓷设备及管道制作领域，具体涉及一种不锈钢搪瓷管的制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

钢管在使用过程中容易出现腐蚀现象，影响钢管使用安全性和寿命。因此在普通钢管表面进行处理，避免或减缓腐蚀现象的发生，既能确保钢管安全性，又能减少更换钢管带来的成本问题。现有技术通常通过喷漆、电镀、喷塑等方法对钢管表面进行处理，但是耐蚀效果和使用稳定性都不理想。

搪瓷是一种在金属表面喷涂一层或者多层瓷釉，经过高温烧结使其表面熔融固化后，从而发生一系列的复杂变化的过程，使金属表面与喷涂层能够紧密牢固的结合在一起，从而形成一种符合材料，具有耐腐蚀、耐磨、耐热、等优点，它既有金属材料的特性又有无机玻璃材料的特点，在日常生活、工业生产中有着非常广泛的应用。

搪玻璃釉粉的主要成分为硅酸盐、氧化铝、硼酸盐或者磷酸盐，基本成分分为以下5中。基体剂：为搪瓷的主要性能成分，有氧化硅、氧化锆、氧化钛等。助溶剂：促进搪瓷融融，有氧化钠、氧化钾、氧化硼等。浮虫剂：有良好的遮盖能力，有氧化钛、氧化锑、氧化锆、氧化锶。密着剂：使瓷釉同坯体固定牢固；有氧化锆、氧化镍、氧化铜、氧化锑等。着色剂：能使搪瓷色彩不同，有氧化钴、氧化铜、氧化铁、氧化铬等。

现有技术中钢管的搪瓷方法多在钢管表面人工涂刷搪瓷釉、高温烧制而成，但是人工涂刷存在厚度难以精确控制、搪瓷层与钢管结合不稳定、耐磨耐蚀效果差的问题，这些问题直接影响钢管的使用安全性和寿命。

发明内容

高温腐蚀和物料冲刷的工作环境对钢管的使用性能提出更好的要求，为了解决废锅用管耐磨、耐腐蚀以及现有钢管表面处理不均匀的问题，避免生产过程中废锅用设备由于严苛的工作环境造成的设备零部件损坏从而导致停产检修，本发明提供一种不锈钢搪瓷管的制备方法。利用该方法在不锈钢管上喷釉，能显著提升废锅用管的使用寿命，保证生产的稳定运行。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

在本发明的第一方面，本发明提供了不锈钢搪瓷管的制备方法：

包括喷砂、打磨、喷釉、烧结、冷却、包装步骤；

所述烧结步骤中，烧结温度为850-900℃，烧结时间为10-20min。

在本发明的一些实施方式中，所述喷釉步骤包括将底釉与面釉掺混；

优选地，底釉与面釉分别用极性溶剂湿润，搅拌，混合；

优选地，所述极性溶剂为甲醇或乙醇；

优选地，所述搅拌时间为3-10min；优选为4-6min，进一步优选为5min。

在本发明的一些实施方式中，所述喷釉步骤中，底釉与面釉质量比为2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2，优选为3:7、4:6、5:5，进一步优选为4:6。

在本发明的一些实施方式中，对打磨后的原管进行喷釉，喷涂压力为0.4-0.7Mpa，喷涂距离为5cm-20cm；

优选地，喷涂层厚度在10-30μm，优选为15-25μm。

在本发明的一些实施方式中，烧结步骤中，烧结温度为860-880℃，优选为870℃；

优选地，烧结时间为15min。

在本发明的一些实施方式中，所述冷却步骤中，冷却方式为随炉冷却。

在本发明的一些实施方式中，所述不锈钢管随炉冷却至800℃以下取出，优选为300℃。

在本发明的一些实施方式中，所述喷砂过程中，喷砂级别不低于Sa2级。

在本发明的一些实施方式中，所述打磨步骤中，用砂纸进行打磨，将不锈钢管喷砂的表面毛刺清理干净。

在本发明的第二方面，本发明提供了不锈钢搪瓷管的制备方法制备得到的不锈钢搪瓷管。

有益的技术效果

本发明不锈钢搪瓷管的制备方法简单易行，喷涂方法保证底釉和面釉均匀分布在钢管上，底釉和面釉得比例、混合方法和烧制温度保证釉层与钢管结合能力强，不易剥落，利用本发明的方法制备的不锈钢搪瓷管耐磨和耐蚀性优异。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

高温腐蚀和物料冲刷的工作环境对钢管的使用性能提出更好的要求，为了解决废锅用管耐磨、耐腐蚀以及现有钢管表面处理不均匀的问题，避免生产过程中废锅用设备由于严苛的工作环境造成的设备零部件损坏从而导致停产检修，本发明提供一种不锈钢搪瓷管的制备方法：

包括喷砂、打磨、喷釉、烧结、冷却、包装步骤。

所述烧结步骤中，烧结温度为850-900℃，烧结时间为10-20min。烧结步骤中使用任何一种加热温度能达到1000℃以上的加热设备。

当温度高于900℃时，浪费能源，对加热设备提出更高要求；当温度低于850℃时，一方面不利于底釉、面釉的相互熔合以及底釉、面釉与不锈钢管基底的结合，另一方面，加热温度低，喷涂层耐蚀、耐磨性下降。

在本发明的一些实施方式中，所述喷釉步骤包括将底釉与面釉掺混；

底釉与面釉的釉粉的主要成分为硅酸盐、氧化铝、硼酸盐或者磷酸盐，基本成分分为以下5中。基体剂：为搪瓷的主要性能成分，有氧化硅、氧化锆、氧化钛等。助溶剂：促进搪瓷融融，有氧化钠、氧化钾、氧化硼等。浮虫剂：有良好的遮盖能力，有氧化钛、氧化锑、氧化锆、氧化锶。密着剂：使瓷釉同坯体固定牢固；有氧化锆、氧化镍、氧化铜、氧化锑等。着色剂：能使搪瓷色彩不同，有氧化钴、氧化铜、氧化铁、氧化铬等。

优选地，底釉与面釉分别用极性溶剂湿润，搅拌，混合；

优选地，所述极性溶剂为甲醇或乙醇；

优选地，所述搅拌时间为3-10min；优选为4-6min，进一步优选为5min。

底釉是搪瓷及陶瓷制造工艺中坯体和面釉直接结合的中间层瓷釉，在面釉的下面坯体的上面，具有与坯体密着与面釉熔合的性质。面釉在底釉的上面，光滑美观，耐腐蚀，增加产品装饰效果等功能。

使用极性溶剂，有助于提高底釉与面釉的互相混合。

与先喷涂底釉，再喷涂面釉的方法相比，本发明创造性地将底釉与面釉掺混，并搅拌，一方面简化操作步骤，而且底釉与面釉形成均一溶液，有助于提高喷涂层的均匀性，进而提高不锈钢管的耐磨、耐蚀性。另一方面混合喷涂可以解决瓷釉厚度问题，常规制作工艺为底釉喷涂烧结后，在进行面釉喷涂烧结，但是这样制作搪瓷厚度大于60μm，不锈钢管烧结搪瓷厚度≤60μm，传统混合工艺不能满足使用要求。

在本发明的一些实施方式中，所述喷釉步骤中，底釉与面釉质量比为2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2，优选为3:7、4:6、5:5，进一步优选为4:6。

发明人对底釉、面釉的混合比例进行多次试验，底釉与面釉质量比为2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2，实验发现，底釉与面釉比例不同，制备出的不锈钢搪瓷管的耐蚀和耐蚀性不同，最好的掺混比例为4:6。

在本发明的一些实施方式中，对打磨后的原管进行喷釉，喷涂层厚度在10-30μm，优选为15-25μm。

通过合理设计底釉和面釉配比和喷涂方式，既能减小喷涂层厚度，节约原料用量，又能取得较好的耐磨耐蚀性能。

在本发明的一些实施方式中，所述冷却步骤中，冷却方式为随炉冷却。

根据冷却速度和冷却介质的不同，冷却方式分为：随炉冷却、出炉在空气中冷却、入水冷却、入油冷却。

与其他三种冷却方式相比，随炉冷却是放在箱式炉内进行退火处理或随炉冷却，切断电源,随炉冷至一定温度出炉空冷或水冷或油冷。随炉冷却特点是降温速率缓慢，既能避免材料冷却速度过快造成开裂，又能避免材料在高温时接触空气发生氧化反应。

实施例1

一种不锈钢搪瓷管的制备方法：不锈钢管先进行喷砂处理，然后用砂纸进行打磨，将不锈钢管喷砂的表面毛刺清理干净，底釉与面釉分别用乙醇湿润，搅拌5min后混合进行喷涂，喷涂压力为0.6Mpa，喷涂距离为15cm，底釉与面釉质量比为4:6。喷涂后，将不锈钢管置于加热装置中进行烧结，烧结温度为870℃，烧结时间为15min，烧结结束后，切断加热装置电源，不锈钢搪瓷管随炉冷却至300℃取出包装。

实施例2

与实施例1区别在于烧结温度为900℃，其余条件与实施例1一致。

实施例3

与实施例1区别在于烧结温度为850℃，其余条件与实施例1一致。

对比例1

与实施例1区别在于烧结温度为800℃，其余条件与实施例1一致。

对比例2

与实施例1区别在于烧结温度为1000℃，其余条件与实施例1一致。

对比例3

与实施例1区别在于底釉与面釉质量比为3:7，其余条件与实施例1一致。

对比例4

与实施例1区别在于底釉与面釉质量比为5:5，其余条件与实施例1一致。

对比例5

与实施例1区别在于底釉与面釉质量比为4:6，先喷涂底釉，在870℃，下烧结15min，随炉冷却，再先喷涂面釉，在870℃，下烧结15min，随炉冷却。其余条件与实施例1一致。

对比例6

与实施例1区别在于烧结结束后取出不锈钢搪瓷管，空冷，其余条件与实施例1一致。

耐磨实验

用型号100mm*100mm、粗糙度P180(180目)的砂纸对钢管进行打磨，观察不锈钢管表面形貌的变化，结果如表1所示。

耐蚀实验

在模拟腐蚀环境(压力2.6MPa,温度300℃，介质H₂S气体)进行耐蚀实验。

本实施例和对比例不锈钢搪瓷管的耐蚀性能比较如表1所示。

表1本发明实施例和对比例耐磨、耐蚀性能比较

由表1数据可知，该工艺具体的制作比例以及工艺要求按照实施案例1，效果最为明显，实施例2和3次之，在耐腐蚀周期，抗磨损周期上均优于其他对比例。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，包括喷砂、打磨、喷釉、烧结、冷却、包装步骤；

所述烧结步骤中，烧结温度为850-900℃，烧结时间为10-20min；

所述喷釉步骤包括将底釉与面釉掺混；

底釉与面釉分别用极性溶剂湿润，搅拌，混合；

所述极性溶剂为甲醇或乙醇；

底釉与面釉质量比为4:6；

所述搅拌时间为3-10min；

对打磨后的原管进行喷釉，喷涂压力为0.4-0.7Mpa，喷涂距离为5cm-20cm，喷涂层厚度在10-30μm；

不锈钢管随炉冷却至800℃以下取出。

2.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，

所述搅拌时间为4-6min。

3.根据权利要求2所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，所述搅拌时间为5min。

4.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，喷涂层厚度为15-25μm。

5.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，烧结步骤中，烧结温度为860-880℃。

6.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，烧结温度为870℃。

7.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，烧结时间为15min。

8.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，所述不锈钢管随炉冷却至300℃以下取出。

9.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，所述喷砂过程中，喷砂级别不低于Sa2级。

10.根据权利要求1所述不锈钢搪瓷管的制备方法，其特征在于，所述打磨步骤中，用砂纸进行打磨，将不锈钢管喷砂的表面毛刺清理干净。

11.根据权利要求1至10中任一项所述不锈钢搪瓷管的制备方法制备得到的不锈钢搪瓷管。