钛铝合金陶瓷内衬加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钛铝合金陶瓷内衬加工方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的高速发展，管道输送已遍及油田、煤炭、化工、冶金、发电、建材等 行业。当管道内输送煤粉、砂石、灰渣等磨损性大的物料时，存在着管道磨损快的问题；当管 道内输送强烈腐蚀的气体、液体或固体时，存在着管道被腐蚀而损坏的问题；当管道内输送 具有较高温度的物料时，存在着使用耐热钢管价格昂贵的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明目的在于提供一种钛铝合金陶瓷内衬加工方法，能够有效提高输送管道性 能指标，延长输送管道使用寿命。
[0004] 实现本发明目的的技术方案：
[0005] -种钛铝合金陶瓷内衬加工方法，其特征在于：
[0006] 步骤1 :利用离心机夹持住除锈后的钢管，并用支架支持钢管；
[0007] 步骤2 :将反应原料均匀地放入钢管中；所用反应原料包括Fe203、Al、Cr03、Ni、Ti、 B4C；
[0008] 步骤3 :在离心机旋转稳定后，引发自蔓延反应。
[0009] 步骤2中，所用原料还包括添加剂Na2B407、Na2Si03。
[0010] 步骤2中，反应原料均为粉料。
[0011] 步骤2中，各反应原料所占的重量份数为，Fe203、Al反应生成物32-49，Cr03、Al反 应生成物16-21、Ni、A1反应生成物14-23、Ti、B4C反应生成物16-27、添加剂Na2B407 7-9、 Na2Si03 1.5-2.5。
[0012] 步骤2中，各反应原料所占的重量份数为，Fe203、Al反应生成物49,Cr03、A1反应 生成物17、Ni、Al反应生成物15、Ti、B4C反应生成物19、添加剂Na2B407 8、Na2Si03 2。
[0013] 本发明具有的有益效果：
[0014] 本发明选用特有的反应原料及重量配比，通过原料的自蔓延反应，实现管道的内 衬加工。本发明加工的内衬性能指标如下：
[0015] 内衬层硬度1400-1800HV，过渡层硬度490-650HV。
[0016] 剪切强度 14-24σ/MPa，压溃强度 360-420σ/MPa。
[0017] 本发明加工方法简单，易于实施，成本低廉，通过显著改善内衬的性能指标，有效 延长了输送管道的使用寿命。利用本发明涉及到的原料配方，利用离心自蔓延工艺生产的 复合钢管，主要有如下优点：
[0018] 1、耐磨性好：陶瓷复合管内衬层硬度高。其内衬层硬度达到1400-1800HV，因此对 各行业所输送的磨削性介质均具有高耐磨性。经工业运行证实：其耐磨寿命是淬火钢的十 倍甚至几十倍；
[0019] 2、运行阻力小：陶瓷复合管由于内表面光滑程度优于任何金属管道，清水阻力系 数0. 0193,管内物料的运行阻力非常小；
[0020] 3、耐腐蚀，防结垢：由于陶瓷属中性物质，化学性能稳定，因此具有耐酸、碱腐蚀 性，并同时具有防垢性能；
[0021] 4、耐温性能与耐热冲击性能好：复合管可在-50~900°C温度范围内长期正常运 行，具有良好的热稳定性；
[0022] 5、工程造价低：陶瓷复合管质量轻，价格适宜。比同内径的铸石管质量轻35%~ 50% ；
[0023] 6、安装施工方便：由于该管质量轻，且焊接性能好，因此可采用焊接、法兰、快速连 结等方式，施工安装方便，且可减少安装费用。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明内衬加工工作示意图；
[0025] 图2为本发明内衬结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 钛铝合金陶瓷内衬加工方法包括如下步骤：
[0027] 步骤1 :如图1所示，利用离心机1夹持住除锈后的钢管2,并用支架4支持钢管；
[0028] 步骤2 :将反应原料3均匀地放入钢管中；所用反应原料为Fe203、Al、Cr03、Ni、Ti、 B4C;添加剂Na2B407、Na2Si03。
[0029] 步骤3 :在离心机1旋转稳定后，反应原料引发自蔓延反应。反应方程式如下：
[0030] Fe203+2A1-2Fe+Al203+836KJ
[0031] Cr03+2A1-Cr+Al203+1094KJ
[0032] 3Ti+B4C-2TiB2+TiC+Q
[0033] Ni+Al-NiAl
[0034] 反应完成后，待钢管冷却，即实现了内衬加工。
[0035] 步骤2中，反应原料均为粉料，如下表所示：
[0036]
[0037] 各反应原料所占的重量比例如下：
[0038]
[0039] 也就是说，Fe203、Al反应生成物重量份数49(即Fe203和与其完全反应的A1，所占 的重量份数为49),Cr03、A1反应生成物重量份数17、Ti、B4C反应生成物重量份数19,Ni、 A1反应生成物重量份数15。
[0040] 如图2所示，内衬加工后的复合管沿径向依次为基体金属5、熔合区6、金属过渡层 7、TiC混合区8、Al203+TiC2复相陶瓷层9。A1203--TiC2复相陶瓷组织为明显的树枝状形 貌在起晶界处形成A1203.TiC2相，金属过渡层主要由Al、Cr、Fe、Fe3C、NiFe、AlFe金属化合 物及一定量的自由Fe组成。熔合区主要成分是Fe，反应生成的高温将基体表层融化形成冶 金结合。
[0041] 过渡层（At% )主要成分
[0043] TiC混合区（At% )主要成分
[0044]
[0045] Al2〇3-TiC2 复相陶瓷层（At% ) :A1203 :彡 90
【主权项】
1. 一种钛铝合金陶瓷内衬加工方法，其特征在于： 步骤1 :利用离心机夹持住除锈后的钢管，并用支架支持钢管； 步骤2 :将反应原料均匀地放入钢管中；所用反应原料包括Fe203、Al、Cr03、Ni、Ti、B4C; 步骤3 :在离心机旋转稳定后，引发自蔓延反应。2. 根据权利要求1所述的钛铝合金陶瓷内衬加工方法，其特征在于：步骤2中，所用原 料还包括添加剂Na2B407、Na2Si03。3. 根据权利要求1所述的钛铝合金陶瓷内衬加工方法，其特征在于：步骤2中，反应原 料均为粉料。4. 根据权利要求3所述的钛铝合金陶瓷内衬加工方法，其特征在于：步骤2中，各反应 原料所占的重量份数为，Fe203、Al反应生成物32-49,Cr03、Al反应生成物16-21、Ni、Al反 应生成物 14-23、Ti、B4C反应生成物 16-27、添加剂Na2B407 7-9、Na2Si03L5-2. 5。5. 根据权利要求4所述的钛铝合金陶瓷内衬加工方法，其特征在于：步骤2中，各反应 原料所占的重量份数为，Fe203、Al反应生成物49,Cr03、Al反应生成物17、Ni、Al反应生成 物 15、Ti、B4C反应生成物 19、添加剂Na2B407 8、Na2Si03 2。
【专利摘要】本发明涉及一种钛铝合金陶瓷内衬加工方法，步骤1：利用离心机夹持住除锈后的钢管，并用支架支持钢管；步骤2：将反应原料均匀地放入钢管中；所用反应原料包括Fe2O3、Al、CrO3、Ni、Ti、B4C；步骤3：在离心机旋转稳定后，引发自蔓延反应。
【IPC分类】C23C24/10
【公开号】CN105297003
【申请号】CN201410348863
【发明人】顾顺, 王立飞
【申请人】大庆森恩浦机械制造有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年7月15日