CN117779028B - 一种高硬度强化钢管及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢管技术领域，具体是一种高硬度强化钢管及其制备工艺，用溶胶凝胶法制备激光熔覆所用的二氧化钛与复合碳纳米管的混合前驱体粉体；采用复合碳纳米管作为碳源，在激光熔覆后引入离子渗氮处理；在防护层中，用聚己内酯二醇部分替代聚醚多元醇，在分子链中引入羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷与异佛尔酮二异氰酸酯在催化剂的作用下制备预聚体，然后以2,2‑双羟甲基丙酸为扩链剂，以对薄荷烷‑1,8‑二醇、2,2'‑二氨基二苯基二硫醚为封端剂，合成了自修复聚氨酯乳液，同时引入复合碳纳米管为填料，涂覆在钢管表面形成具有耐磨、超疏水的自修复防护层。
Description
技术领域
本发明涉及钢管技术领域，具体是一种高硬度强化钢管及其制备工艺。
背景技术
随着科技的进步，塑料管、钢管、铝管等管材在建筑生活中大力发展，因为不锈钢钢管具有强度高、抗老化、使用寿命长等特点，因此不锈钢钢管在建筑、燃气、制药、水系统等工程中的应用越来越广泛。
目前市场上的不锈钢钢管一般以奥氏体不锈钢为原料，虽然具有较好的抗氧化性与力学强度，但与其他不锈钢相比，硬度偏低且耐磨性不佳，限制了其使用范围。通常使用渗氮或渗碳来改善其硬度，但是同时存在渗氮层或渗碳层偏薄的问题；且有些不锈钢钢管的服役条件较为严苛，磨损和腐蚀也降低了钢管的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度强化钢管及其制备工艺，以解决现有技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种高硬度强化钢管及其制备工艺，包括以下步骤：
S1：将不锈钢原料投入真空炉中熔炼，热轧后进行固溶处理，形成不锈钢板；
S2：采用溶胶凝胶法制备二氧化钛与复合碳纳米管的混合前驱体粉体；
S3：用水玻璃将混合前驱体粉体涂覆在不锈钢板表面，激光熔覆处理，得到预处理不锈钢板；
S4：将预处理不锈钢板依次进行磨砂、抛光、清洗、干燥，然后进行离子渗氮处理，清洗洁净后，依次进行卷压、焊接、磨砂，得到预处理不锈钢管；
S5：用自修复聚氨酯乳液、复合碳纳米管制备防护涂料；
S6：将防护涂料涂覆在预处理不锈钢管表面，形成防护层，得到一种高硬度强化钢管。
进一步的，固溶处理的工作条件为：升温至940-945℃保温70-80min，然后水冷冷却。
进一步的，激光熔覆处理的工作条件为：激光功率为1.4kW，扫描速度为4mm/s，圆形光斑直径为4mm，氩气流量为18L/min。
进一步的，离子渗氮处理的工作条件为：渗氮温度为450-465℃，保温时间为5h，工作气体为氮气与氢气混杂，氮气与氢气体积比为1：3，随炉冷却。
进一步的，防护涂料中复合碳纳米管与自修复聚氨酯乳液的质量比为2.2-2.8%。
进一步的，混合前驱体粉体的制备包括以下步骤：将复合碳纳米管、无水乙醇、去离子水混合，超声处理20-30min，加入钛酸四丁酯，升温至30-35℃，加入无水乙醇、冰醋酸、去离子水、盐酸的混合液，超声处理1-2h，干燥，研磨，得到混合前驱体粉体。
进一步的，复合碳纳米管的制备包括以下步骤：
（1）将三氧化钼、咪唑、去离子水混合，在98-102℃保温11-12h，过滤、洗涤、干燥，得到钼基框架；将碳纳米管、无水乙醇混合，加入尿素、钼基框架，在18-25℃下搅拌11-12h，干燥，在氩气氛围下，置于648-652℃煅烧2h，用稀硫酸溶液洗涤5-6h，离心，用去离子水洗涤至中性，干燥，得到中间制剂；
（2）将六水合硝酸锌、均苯三甲酸、六水氯化钇、聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、去离子水混合，搅拌50-60min，转移至高压釜中，在148-152℃保温2-3h，加入中间制剂与N,N-二甲基甲酰胺的混合液，继续保温6-7h，洗涤、干燥，得到复合碳纳米管。
进一步的，自修复聚氨酯乳液的制备包括以下步骤：在氮气气氛下，将聚己内酯二醇、聚醚多元醇、羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷混合，升温至60℃保温10-15min，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁锡，升温至78-82℃保温1-2h，得到预聚体；在氮气气氛下，向预聚体中加入2,2-双羟甲基丙酸，降温至58-62°C保温1-2h，加入对薄荷烷-1,8-二醇、2,2'-二氨基二苯基二硫醚，继续保温2-3h，降温降至38-42°C，加入三乙胺保温20-30min，用去离子水乳化1h，得到自修复聚氨酯乳液。
进一步的，聚己内酯二醇、聚醚多元醇、羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为6：21：3.2：8；2,2-双羟甲基丙酸、对薄荷烷-1,8-二醇、2,2'-二氨基二苯基二硫醚的质量比为0.7：0.35：1.5。
本发明的有益效果：
本发明提供一种高硬度强化钢管及其制备工艺，通过调整成分及工艺，制备得到的强化钢管硬度高、耐腐蚀性好，且具有自修复的耐磨超疏水表面。
本发明中用溶胶凝胶法复合激光熔覆制备熔覆层，使碳化钛和碳化钼增强相在熔池中原位生成，增强与不锈钢板的润湿性并能避免熔覆层开裂，提高不锈钢的硬度、耐磨性和耐蚀性；用溶胶凝胶法制备激光熔覆所用的二氧化钛与复合碳纳米管的均匀混合前驱体粉体，达到降低激光熔覆中反应活化能的效果，与普通的粗晶材料相比，用溶胶凝胶方法制备的二氧化钛具有纳米级锐钛矿组织形式，制备的熔覆层致密性更好；采用复合碳纳米管作为碳源，使熔覆层中原位反应生成更多的陶瓷强化相，起到细晶强化的效果；先制备钼基框架，然后在碳纳米管表面附着钼基框架，通过高温热解，得到含钼掺杂的碳纳米管作为中间制剂，利用水热法在中间制剂表面原位生长钇锌双金属骨架，得到复合碳纳米管，其中稀土钇及金属钼的引入有利于协同细化熔覆层的晶粒尺寸，从而改善熔覆层的硬度与耐腐蚀性。
本发明在激光熔覆后引入离子渗氮处理，使组织更均匀细小，且激光熔覆层的成分设计加快了氮的扩散速度，与合金形成更加致密的铬氮化合物层，进一步提高了不锈钢钢管表面的硬度。
本发明在不锈钢钢管表面涂覆具有自修复性的防护涂料，为了提高钢管的抗机械损伤性，延长其使用寿命，在防护层中，用聚己内酯二醇部分替代聚醚多元醇，在分子链中引入羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷与异佛尔酮二异氰酸酯在催化剂的作用下制备预聚体，然后以2,2-双羟甲基丙酸为扩链剂，以对薄荷烷-1,8-二醇、2,2'-二氨基二苯基二硫醚为封端剂，合成了自修复聚氨酯乳液，同时引入复合碳纳米管为填料，涂覆在钢管表面形成具有耐磨、超疏水的自修复防护层，其中复合碳纳米管中含有的金属离子与自修复聚氨酯乳液存在金属络合，从而提高防护涂料交联网络的复杂度，且复合碳纳米管中的MOF的独特结构也大幅提高防护层的耐腐蚀性。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的随之改变。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：一种高硬度强化钢管及其制备工艺，包括以下步骤：
S1：将不锈钢原料投入真空炉中熔炼，热轧后进行固溶处理，形成不锈钢板；
固溶处理的工作条件为：升温至940℃保温80min，然后水冷冷却；
S2：采用溶胶凝胶法制备二氧化钛与复合碳纳米管的混合前驱体粉体；
混合前驱体粉体的制备包括以下步骤：将3.2g复合碳纳米管、35mL无水乙醇、10mL去离子水混合，超声处理20min，加入10mL钛酸四丁酯，升温至30℃，加入10mL无水乙醇、5mL冰醋酸、10mL去离子水、1滴盐酸的混合液，超声处理1h，干燥，研磨，得到混合前驱体粉体；
S3：用水玻璃将混合前驱体粉体涂覆在不锈钢板表面，激光熔覆处理，得到预处理不锈钢板；水玻璃与混合前驱体粉体的质量比为1：4；
激光熔覆处理的工作条件为：激光功率为1.4kW，扫描速度为4mm/s，圆形光斑直径为4mm，氩气流量为18L/min；
S4：将预处理不锈钢板依次进行磨砂、抛光、清洗、干燥，然后进行离子渗氮处理，清洗洁净后，依次进行卷压、焊接、磨砂，得到预处理不锈钢管；
离子渗氮处理的工作条件为：渗氮温度为450℃，保温时间为5h，工作气体为氮气与氢气混杂，氮气与氢气体积比为1：3，随炉冷却；
S5：用自修复聚氨酯乳液、复合碳纳米管制备防护涂料；
防护涂料中复合碳纳米管与自修复聚氨酯乳液的质量比为2.2%；
复合碳纳米管的制备包括以下步骤：
（1）将1.75g三氧化钼、0.83g咪唑、125mL去离子水混合，在98℃保温12h，过滤、洗涤、干燥，得到钼基框架；将0.2g碳纳米管、40mL无水乙醇混合，加入1.5g尿素、0.1g钼基框架，在18℃下搅拌12h，干燥，在氩气氛围下，置于648℃煅烧2h，用0.5mol/L的稀硫酸溶液洗涤5h，离心，用去离子水洗涤至中性，干燥，得到中间制剂；
（2）将107.3mg六水合硝酸锌、39.3mg均苯三甲酸、22.4mg六水氯化钇、750mg聚乙烯吡咯烷酮、10mL乙醇、10mLN,N-二甲基甲酰胺、10mL去离子水混合，搅拌50min，转移至高压釜中，在148℃保温3h，加入0.8g中间制剂与8mLN,N-二甲基甲酰胺的混合液，继续保温6h，洗涤、干燥，得到复合碳纳米管；
自修复聚氨酯乳液的制备包括以下步骤：在氮气气氛下，将6g聚己内酯二醇、21g聚醚多元醇、3.2g羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷混合，升温至60℃保温10min，加入8g异佛尔酮二异氰酸酯、2滴二月桂酸二丁锡、5mLN,N-二甲基甲酰胺，升温至78℃保温2h，得到预聚体；在氮气气氛下，向预聚体中加入0.7g2,2-双羟甲基丙酸，降温至58°C保温2h，加入0.35g对薄荷烷-1,8-二醇、1.5g2,2'-二氨基二苯基二硫醚、5mLN,N-二甲基甲酰胺，继续保温2h，降温降至38°C，加入三乙胺保温20min，旋蒸，用去离子水以800r/s的速度乳化1h，得到固含量为22%的自修复聚氨酯乳液；
S6：将防护涂料涂覆在预处理不锈钢管表面，形成防护层，得到一种高硬度强化钢管。
实施例2：一种高硬度强化钢管及其制备工艺，包括以下步骤：
S1：将不锈钢原料投入真空炉中熔炼，热轧后进行固溶处理，形成不锈钢板；
固溶处理的工作条件为：升温至943℃保温75min，然后水冷冷却；
S2：采用溶胶凝胶法制备二氧化钛与复合碳纳米管的混合前驱体粉体；
混合前驱体粉体的制备包括以下步骤：将3.2g复合碳纳米管、35mL无水乙醇、10mL去离子水混合，超声处理25min，加入10mL钛酸四丁酯，升温至33℃，加入10mL无水乙醇、5mL冰醋酸、10mL去离子水、1滴盐酸的混合液，超声处理1.5h，干燥，研磨，得到混合前驱体粉体；
S3：用水玻璃将混合前驱体粉体涂覆在不锈钢板表面，激光熔覆处理，得到预处理不锈钢板；水玻璃与混合前驱体粉体的质量比为1：4；
激光熔覆处理的工作条件为：激光功率为1.4kW，扫描速度为4mm/s，圆形光斑直径为4mm，氩气流量为18L/min；
S4：将预处理不锈钢板依次进行磨砂、抛光、清洗、干燥，然后进行离子渗氮处理，清洗洁净后，依次进行卷压、焊接、磨砂，得到预处理不锈钢管；
离子渗氮处理的工作条件为：渗氮温度为460℃，保温时间为5h，工作气体为氮气与氢气混杂，氮气与氢气体积比为1：3，随炉冷却；
S5：用自修复聚氨酯乳液、复合碳纳米管制备防护涂料；
防护涂料中复合碳纳米管与自修复聚氨酯乳液的质量比为2.5%；
复合碳纳米管的制备包括以下步骤：
（1）将1.75g三氧化钼、0.83g咪唑、125mL去离子水混合，在100℃保温11.5h，过滤、洗涤、干燥，得到钼基框架；将0.2g碳纳米管、40mL无水乙醇混合，加入1.5g尿素、0.1g钼基框架，在20℃下搅拌11.5h，干燥，在氩气氛围下，置于650℃煅烧2h，用0.5mol/L的稀硫酸溶液洗涤5.5h，离心，用去离子水洗涤至中性，干燥，得到中间制剂；
（2）将107.3mg六水合硝酸锌、39.3mg均苯三甲酸、22.4mg六水氯化钇、750mg聚乙烯吡咯烷酮、10mL乙醇、10mLN,N-二甲基甲酰胺、10mL去离子水混合，搅拌55min，转移至高压釜中，在150℃保温2.5h，加入0.8g中间制剂与8mLN,N-二甲基甲酰胺的混合液，继续保温6.5h，洗涤、干燥，得到复合碳纳米管；
自修复聚氨酯乳液的制备包括以下步骤：在氮气气氛下，将6g聚己内酯二醇、21g聚醚多元醇、3.2g羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷混合，升温至60℃保温13min，加入8g异佛尔酮二异氰酸酯、2滴二月桂酸二丁锡、5mLN,N-二甲基甲酰胺，升温至80℃保温1.5h，得到预聚体；在氮气气氛下，向预聚体中加入0.7g2,2-双羟甲基丙酸，降温至60°C保温1.5h，加入0.35g对薄荷烷-1,8-二醇、1.5g2,2'-二氨基二苯基二硫醚、5mLN,N-二甲基甲酰胺，继续保温2.5h，降温降至40°C，加入三乙胺保温25min，旋蒸，用去离子水以800r/s的速度乳化1h，得到固含量为22%的自修复聚氨酯乳液；
S6：将防护涂料涂覆在预处理不锈钢管表面，形成防护层，得到一种高硬度强化钢管。
实施例3：一种高硬度强化钢管及其制备工艺，包括以下步骤：
S1：将不锈钢原料投入真空炉中熔炼，热轧后进行固溶处理，形成不锈钢板；
固溶处理的工作条件为：升温至945℃保温70min，然后水冷冷却；
S2：采用溶胶凝胶法制备二氧化钛与复合碳纳米管的混合前驱体粉体；
混合前驱体粉体的制备包括以下步骤：将3.2g复合碳纳米管、35mL无水乙醇、10mL去离子水混合，超声处理30min，加入10mL钛酸四丁酯，升温至35℃，加入10mL无水乙醇、5mL冰醋酸、10mL去离子水、1滴盐酸的混合液，超声处理2h，干燥，研磨，得到混合前驱体粉体；
S3：用水玻璃将混合前驱体粉体涂覆在不锈钢板表面，激光熔覆处理，得到预处理不锈钢板；水玻璃与混合前驱体粉体的质量比为1：4；
激光熔覆处理的工作条件为：激光功率为1.4kW，扫描速度为4mm/s，圆形光斑直径为4mm，氩气流量为18L/min；
S4：将预处理不锈钢板依次进行磨砂、抛光、清洗、干燥，然后进行离子渗氮处理，清洗洁净后，依次进行卷压、焊接、磨砂，得到预处理不锈钢管；
离子渗氮处理的工作条件为：渗氮温度为465℃，保温时间为5h，工作气体为氮气与氢气混杂，氮气与氢气体积比为1：3，随炉冷却；
S5：用自修复聚氨酯乳液、复合碳纳米管制备防护涂料；
防护涂料中复合碳纳米管与自修复聚氨酯乳液的质量比为2.8%；
复合碳纳米管的制备包括以下步骤：
（1）将1.75g三氧化钼、0.83g咪唑、125mL去离子水混合，在102℃保温11h，过滤、洗涤、干燥，得到钼基框架；将0.2g碳纳米管、40mL无水乙醇混合，加入1.5g尿素、0.1g钼基框架，在25℃下搅拌11h，干燥，在氩气氛围下，置于652℃煅烧2h，用0.5mol/L的稀硫酸溶液洗涤6h，离心，用去离子水洗涤至中性，干燥，得到中间制剂；
（2）将107.3mg六水合硝酸锌、39.3mg均苯三甲酸、22.4mg六水氯化钇、750mg聚乙烯吡咯烷酮、10mL乙醇、10mLN,N-二甲基甲酰胺、10mL去离子水混合，搅拌60min，转移至高压釜中，在152℃保温2h，加入0.8g中间制剂与8mLN,N-二甲基甲酰胺的混合液，继续保温7h，洗涤、干燥，得到复合碳纳米管；
自修复聚氨酯乳液的制备包括以下步骤：在氮气气氛下，将6g聚己内酯二醇、21g聚醚多元醇、3.2g羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷混合，升温至60℃保温15min，加入8g异佛尔酮二异氰酸酯、2滴二月桂酸二丁锡、5mLN,N-二甲基甲酰胺，升温至82℃保温1h，得到预聚体；在氮气气氛下，向预聚体中加入0.7g2,2-双羟甲基丙酸，降温至62°C保温1h，加入0.35g对薄荷烷-1,8-二醇、1.5g2,2'-二氨基二苯基二硫醚、5mLN,N-二甲基甲酰胺，继续保温3h，降温至42°C，加入三乙胺保温30min，旋蒸，用去离子水以800r/s的速度乳化1h，得到固含量为22%的自修复聚氨酯乳液；
S6：将防护涂料涂覆在预处理不锈钢管表面，形成防护层，得到一种高硬度强化钢管。
对比例1：以实施例3为对照组，用碳纳米管替换复合碳纳米管，其他工序正常。
对比例2：以实施例3为对照组，没有加入羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷，其他工序正常。
对比例3：以实施例3为对照组，没有加入2,2'-二氨基二苯基二硫醚，其他工序正常。
实施例与对比例中，不锈钢板的厚度为9.4mm，用水玻璃将混合前驱体粉体涂覆在不锈钢板表面厚度为0.55mm，防护层的厚度为50µm。
上述实施例与对比例中所用原料来源：
水玻璃（纯度为50%）：武汉吉业升化工有限公司；聚醚多元醇9003-11-6：湖北鑫红利化工有限公司；羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷68607-77-2：（阿尔法）郑州阿尔法化工有限公司；对薄荷烷-1,8-二醇Y0002049：西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司；以质量百分数计，不锈钢原料的成分：铬18.12%、镍14.1%、钼2.21%、锰1.6%、硅1%、碳0.01%，余量为铁；钛酸四丁酯T104104、三氧化钼M104355、咪唑I108707、碳纳米管C124534、尿素U111897、均苯三甲酸T109692、六水氯化钇Y119236、N,N-二甲基甲酰胺D111999、六水硝酸锌Z111703、聚乙烯吡咯烷酮P110608、聚己内酯二醇P303566、异佛尔酮二异氰酸酯I109582、二月桂酸二丁锡D100274、2,2-双羟甲基丙酸B104539、2,2'-二氨基二苯基二硫醚A101816、三乙胺T103285：阿拉丁试剂；无水乙醇、冰醋酸、盐酸、硫酸、甲醇，分析纯：国药集团化学试剂有限公司。
性能测试：
对实施例、对比例中所制得的钢管进行性能测试；硬度测试：采用维氏硬度计测试，荷载为200g，加载时间为10s，测试从表面往基体深入，每隔0.1mm测一个点，直到基体侧3点以上硬度测试值基体一致；疏水性：用水接触角表征，用2μL去离子水水滴测试；耐磨性：将试样放置于1000目的砂纸上，载荷为50g，以2cm/s的速度匀速拉动试样，每移动10cm记作一个循环，5个循环测涂层的水接触角；自修复率：在表面划出长100µm，宽4µm，厚50µm的划痕，在30℃保温24h，观察划痕长度，自修复率=（L0-L1）/L0×100%，其中L0为划痕初始长度，L1为保温后划痕长度；耐腐蚀性：参考GB/T1771-2007进行盐雾测试，工作温度为36℃，收集到氯化钠浓度为55g/L，pH为6.5，曝光1000h后试样没有出现变色锈蚀情况为合格；所得结果如表1所示；
表1
发明提供一种高硬度强化钢管及其制备工艺，通过调整成分及工艺，制备得到的强化钢管硬度高、耐腐蚀性好，且具有自修复的耐磨超疏水表面。
将实施例3与对比例1进行对比，在激光熔覆中采用复合碳纳米管作为碳源，使熔覆层中原位反应生成更多的陶瓷强化相，起到细晶强化的效果；先制备钼基框架，然后在碳纳米管表面附着钼基框架，通过高温热解，得到含钼掺杂的碳纳米管作为中间制剂，利用水热法在中间制剂表面原位生长钇、锌双金属骨架，得到复合碳纳米管，其中稀土钇及金属钼的引入有利于协同细化熔覆层的晶粒尺寸，从而改善熔覆层的硬度与耐腐蚀性；在防护涂料中引入复合碳纳米管为填料，涂覆在钢管表面形成具有耐磨、超疏水的自修复防护层，其中复合碳纳米管中含有的金属离子与自修复聚氨酯乳液存在金属络合，从而提高防护涂料交联网络的复杂度，且复合碳纳米管中的MOF的独特结构也大幅提高防护层的耐腐蚀性。
将实施例3与对比例2、对比例3进行对比，本发明在不锈钢钢管表面涂覆具有自修复性的防护涂料，为了提高钢管的抗机械损伤性，延长其使用寿命，在防护层中，用聚己内酯二醇部分替代聚醚多元醇，在分子链中引入羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷与异佛尔酮二异氰酸酯在催化剂的作用下制备预聚体，然后以2,2-双羟甲基丙酸为扩链剂，以对薄荷烷-1,8-二醇、2,2'-二氨基二苯基二硫醚为封端剂，合成了自修复聚氨酯乳液，同时引入复合碳纳米管为填料，涂覆在钢管表面形成具有耐磨、超疏水的自修复防护层。
以上所述仅为本发明的为实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种高硬度强化钢管及其制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将不锈钢原料投入真空炉中熔炼，热轧后进行固溶处理，形成不锈钢板；
S2：采用溶胶凝胶法制备二氧化钛与复合碳纳米管的混合前驱体粉体；
S3：用水玻璃将混合前驱体粉体涂覆在不锈钢板表面，激光熔覆处理，得到预处理不锈钢板；
S4：将预处理不锈钢板依次进行磨砂、抛光、清洗、干燥，然后进行离子渗氮处理，清洗洁净后，依次进行卷压、焊接、磨砂，得到预处理不锈钢管；
S5：用自修复聚氨酯乳液、复合碳纳米管制备防护涂料；
S6：将防护涂料涂覆在预处理不锈钢管表面，形成防护层，得到一种高硬度强化钢管；
所述混合前驱体粉体的制备包括以下步骤：将复合碳纳米管、无水乙醇、去离子水混合，超声处理20-30min，加入钛酸四丁酯，升温至30-35℃，加入无水乙醇、冰醋酸、去离子水、盐酸的混合液，超声处理1-2h，干燥，研磨，得到混合前驱体粉体；
所述防护涂料中复合碳纳米管与自修复聚氨酯乳液的质量比为（2.2-2.8）：100；
所述复合碳纳米管的制备包括以下步骤：
（1）将三氧化钼、咪唑、去离子水混合，在98-102℃保温11-12h，过滤、洗涤、干燥，得到钼基框架；将碳纳米管、无水乙醇混合，加入尿素、钼基框架，在18-25℃下搅拌11-12h，干燥，在氩气氛围下，置于648-652℃煅烧2h，用稀硫酸溶液洗涤5-6h，离心，用去离子水洗涤至中性，干燥，得到中间制剂；
（2）将六水合硝酸锌、均苯三甲酸、六水氯化钇、聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、去离子水混合，搅拌50-60min，转移至高压釜中，在148-152℃保温2-3h，加入中间制剂与N,N-二甲基甲酰胺的混合液，继续保温6-7h，洗涤、干燥，得到复合碳纳米管；
所述自修复聚氨酯乳液的制备包括以下步骤：在氮气气氛下，将聚己内酯二醇、聚醚多元醇、羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷混合，升温至60℃保温10-15min，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁锡，升温至78-82℃保温1-2h，得到预聚体；在氮气气氛下，向预聚体中加入2,2-双羟甲基丙酸，降温至58-62°C保温1-2h，加入对薄荷烷-1,8-二醇、2,2'-二氨基二苯基二硫醚，继续保温2-3h，降温降至38-42°C，加入三乙胺保温20-30min，用去离子水乳化1h，得到自修复聚氨酯乳液。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度强化钢管及其制备工艺，其特征在于，固溶处理的工作条件为：升温至940-945℃保温70-80min，然后水冷冷却。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度强化钢管及其制备工艺，其特征在于，激光熔覆处理的工作条件为：激光功率为1.4kW，扫描速度为4mm/s，圆形光斑直径为4mm，氩气流量为18L/min。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度强化钢管及其制备工艺，其特征在于，离子渗氮处理的工作条件为：渗氮温度为450-465℃，保温时间为5h，工作气体为氮气与氢气混杂，氮气与氢气体积比为1：3，随炉冷却。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度强化钢管及其制备工艺，其特征在于，自修复聚氨酯乳液的制备中，所述聚己内酯二醇、聚醚多元醇、羟基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为6：21：3.2：8；所述2,2-双羟甲基丙酸、对薄荷烷-1,8-二醇、2,2'-二氨基二苯基二硫醚的质量比为0.7：0.35：1.5。
6.一种高硬度强化钢管，其特征在于，由权利要求1-5中任一项制备工艺制备得到。
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| 单组分缩合型室温硫化氟硅橡胶胶粘剂的研制;吴轩;陆佳俊;;中国胶粘剂;20070830(第08期);第23-25页 * |
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