[发明专利]陶瓷内衬铝合金管材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于表面涂层技术领域，提供一种在铝合金管内表面制备陶瓷涂层的方法。

背景技术

当代工业生产经常用管道输送腐蚀、磨损介质，所以要求管道具有优良的耐磨性和耐腐蚀性，有些场合还要求管道重量轻。目前黑色金属陶瓷内衬铝合金管制备方法比较成熟，主要有套构法、离心浇注、双金属离心浇注、复合材料焊接、SHS离心法和静态SHS法。其中SHS离心法产品性能好，应用广泛。但目前陶瓷内衬铝合金管材的制备技术不过关，由于铝合金的熔点比较低，在高温下易融化，很难直接在铝合金内表面用自蔓延方法制备陶瓷涂层，难以满足复合管材轻量化的要求，所以很难制成陶瓷内衬铝合金管材。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种陶瓷内衬铝合金管材的制备方法，可以间接在铝合金管内制备陶瓷内衬。

本发明的目的是这样实现的：

一种陶瓷内衬铝合金管材的制备方法，所述方法采用SHS离心法法制备陶瓷内衬钢管，然后将石蜡浇注到陶瓷内衬钢管内，固定于车床上车削陶瓷内衬钢管的外表面，再通过加热铝合金管使之热膨胀，高温度下将切削加工后的陶瓷内衬钢管挤压入铝合金管内，整体加热脱蜡后即可得到陶瓷内衬铝合金管材；

所述SHS离心法包括以下步骤：在钢管内装铝热剂，点燃后按下式发生自蔓延反应：

Fe₂O₃+2Al = 2Fe+Al₂O₃

在高温放热反应下，反应产物铁和氧化铝呈熔融状态，电机带动钢管高速旋转；在离心力作用下，管内反应产物中，密度大的铁作为过渡层与钢管形成冶金结合，低密度的氧化铝分布在钢管内表面，冷却后得到陶瓷内衬钢管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明陶瓷内衬铝合金管材的制备方法利用SHS离心法、车床加工及套构法，间接在铝合金复合管材内部制造陶瓷内衬，不仅制造方法简单，原料廉价，而且兼有陶瓷内衬管的耐磨性、耐腐蚀性，同时大幅降低了复合管材的重量。

具体实施方式

本发明陶瓷内衬铝合金管材的制备方法，所述方法如下：

步骤一、SHS离心法

在钢管内装铝热剂，点燃后按下式发生自蔓延反应：

Fe₂O₃+2Al = 2Fe+Al₂O₃

在高温放热反应下，反应产物铁和氧化铝呈熔融状态，电机带动钢管高速旋转。在离心力作用下，管内反应产物中，密度大的铁作为过渡层与钢管形成冶金结合，低密度的氧化铝分布在钢管内表面，冷却后得到陶瓷内衬钢管。

步骤二、车床加工

将石蜡浇注到陶瓷内衬钢管内，然后固定于车床上车削陶瓷内衬钢管的外表面，使外径略大于铝合金管材的内径，壁厚1-2 mm。

步骤三、套构法

加热铝合金管使之热膨胀，高温下将切削加工后的陶瓷内衬钢管挤入铝合金管内部，整体加热脱蜡后即可得到陶瓷内衬铝合金管材。

通过石蜡浇注到陶瓷内衬钢管内便于车床加工，使加工时陶瓷内衬钢管不易碎裂；加热铝合金管后，陶瓷内衬钢管可以很方便的挤入铝合金管。在铝合金管与陶瓷内衬之间通过钢管，很好的解决了铝合金管内无法直接添加陶瓷内衬的问题，不仅制造方法简单，原料廉价，而且兼有陶瓷内衬管的耐磨性、耐腐蚀性，同时大幅降低了复合管材的重量。