專利名稱：一種耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合金屬管件的制造技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合金屬管件的制造技術(shù)，更具體地說涉及用鋁熱劑通過燃燒合成在金屬管件內(nèi)襯一層耐蝕耐磨陶瓷層的技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，在冶金、礦山、化工、電力等領(lǐng)域，有大量管道工作在磨損和/或腐蝕的環(huán)境下。普通鋼鐵管道不耐蝕、不耐磨；塑料管道雖耐蝕，但不耐磨，不耐熱。為此在工業(yè)生產(chǎn)中，每年都要更新大量管道，造成了很大的經(jīng)濟損失。
中國專利90107244.3提供了一種耐蝕磨陶瓷復(fù)合金屬鋼管的制造技術(shù)。該技術(shù)利用鋁熱反應(yīng)，并同時添加SiO2和一種或二種堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物，使反應(yīng)產(chǎn)物鐵和陶瓷熔化，在離心力的作用下鐵和陶瓷由于比重的不同產(chǎn)生相分離，比重小的陶瓷在鋼管的最內(nèi)層形成復(fù)合金屬陶瓷層。由于形成的陶瓷具有高的化學(xué)惰性和高的硬度，因此，該技術(shù)制造的陶瓷復(fù)合金屬鋼管具有優(yōu)良的耐蝕耐磨的綜合性能，并且成本較低。但該技術(shù)使用了離心力使鋁熱劑反應(yīng)產(chǎn)物進行相分離，因此對于直徑很細的管，以及彎管、變徑管和其它異形管件，該技術(shù)不適用。
日本專利昭61-76681提供了一種方法，用來克服在離心力場下利用鋁熱反應(yīng)合成陶瓷復(fù)合金屬鋼管技術(shù)的不足。該方法使用強還原性元素和金屬氧化物混合粉末作為原料，將上述原料以1.0g/cm3以上的密度加壓填充到金屬管腔內(nèi)部，在管的上端引燃鋁熱反應(yīng)后，利用重力使鋁熱反應(yīng)熔融的鐵和陶瓷實現(xiàn)相分離，熔融的陶瓷由于比重小于鐵而浮在鐵的上面，并與金屬管壁接觸凝固而形成陶瓷襯層。該方法的提出可以解決在直徑較小的直管、彎管和變徑管內(nèi)形成陶瓷襯層，但隨著管件的口徑增大，制造過程中所裝填的鋁熱劑量越大。鋁熱劑的量裝入越多，反應(yīng)放出的熱越多，這將導(dǎo)致金屬管件自身的熔化，制造過程失敗。
中國專利97111352.1涉及的也是利用重力使鋁熱反應(yīng)產(chǎn)物鐵和陶瓷分離后，陶瓷在金屬管壁凝固得到陶瓷襯層的方法。該方法在鋁熱劑中同時加入SiO2和至少一種堿金屬或堿土金屬的氧化物或氟化物，將上述物料預(yù)熱后加壓填充于管中并用保溫介質(zhì)保溫，然后點燃鋁熱反應(yīng)獲得陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管。同樣情況，該專利也存在隨著鋼管的直徑增大，裝填的鋁熱劑量越大，反應(yīng)放出的熱越多，而導(dǎo)致金屬管自身熔化的問題。從而僅適于制造小直徑管。
本發(fā)明的目的在于提供一種耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合金屬管件的制造技術(shù)，適用于制造的復(fù)合管件包括彎管、變徑管及其它異形管件。

發(fā)明內(nèi)容
在金屬管件的內(nèi)部使用了型芯，減小了鋁熱劑的裝入量，從而避免了制造過程中金屬管件的熔化，并降低了制造成本。制造的金屬管件包括0-180的彎管、變徑管。制造過程中所用的型芯由金屬、陶瓷或耐火材料制成，或者是由其中的二者或三者復(fù)合制成。型芯與管件之間的間隙為15～50mm。制造的陶瓷復(fù)合金屬管件的金屬材質(zhì)包括鑄鐵、碳素鋼、合金鋼，以及銅、鎳、鋁、鈦和以這些有色金屬為基的合金；陶瓷材料包括氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯；耐火材料包括石墨、碳素制品、剛玉制品、鎂砂、鎂磚。
本發(fā)明的優(yōu)點在于工藝簡化，成本低，適用范圍廣，制造的陶瓷復(fù)合金屬管件包括直管，國標彎管，或者其它任意角度和長度的彎管，以及長度方向上直徑變化的變徑管，或者其它異形管件。


圖1是按照本發(fā)明一種制造耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合彎管過程的示意圖。圖中(1)為彎管型芯，(2)為彎管，(3)為陶瓷層，(4)為反應(yīng)產(chǎn)物形成的熔池(包括金屬和陶瓷)，(5)為鋁熱劑原料。
圖2是按照本發(fā)明一種制造耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合變徑管方法的示意圖。圖中(1’)為變徑管型芯，(2’)為變徑管。
具體實施例方式實施例1彎管直徑108mm，用圓截面的碳鋼作型芯，型芯的中心彎曲半徑與彎管相同，并且型芯的安裝與彎管處于同一中心弧線上。利用鋁熱反應(yīng)，并同時添加SiO2和一種或二種堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物，使反應(yīng)產(chǎn)物鐵和陶瓷熔化，在彎管上端點燃反應(yīng)后，使彎管繞其彎曲中心轉(zhuǎn)動，得到陶瓷內(nèi)襯彎管。
實施例2彎管直徑219mm，用鑄鋼做成中心彎曲半徑與彎管相同的圓截面的模芯，然后在此模芯表面涂覆一層氧化鋁做成型芯，并且型芯的安裝與彎管處于同一中心弧線上。利用鋁熱反應(yīng)，并同時添加SiO2和一種或二種堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物，使反應(yīng)產(chǎn)物鐵和陶瓷熔化，在彎管上端點燃反應(yīng)后，使彎管繞其彎曲中心轉(zhuǎn)動，得到陶瓷內(nèi)襯彎管。
實施例3彎管直徑325mm，用石墨做成型芯，型芯的中心彎曲半徑與彎管相同，并且型芯的安裝與彎管處于同一中心弧線上。利用鋁熱反應(yīng)，并同時添加SiO2和一種或二種堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物，使反應(yīng)產(chǎn)物鐵和陶瓷熔化，在彎管上端點燃反應(yīng)后，使彎管繞其彎曲中心轉(zhuǎn)動，得到陶瓷內(nèi)襯彎管。
實施例4變徑管上端直徑180mm，下端直徑220mm，高500mm，用氧化鋁做成型芯，型芯的錐度與變徑管相同，并且安裝時型芯與變徑管同軸。利用鋁熱反應(yīng)，并同時添加SiO2和一種或二種堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物，使反應(yīng)產(chǎn)物鐵和陶瓷熔化，在變徑管上端點燃反應(yīng)后，整個變徑管靜止不動，得到陶瓷內(nèi)襯變徑管。
權(quán)利要求
1.一種耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合金屬管件的制造技術(shù)，其特征在于在金屬管件內(nèi)部安裝型芯，型芯與管件之間的間隙為15～50mm，制造的金屬管件包括0--180的彎管、變徑管。
2.按照權(quán)利要求1所述的耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合金屬管件的制造技術(shù)，其特征在于制造所述型芯的材料包括金屬、陶瓷或耐火材料以及這些中任意二種或三種復(fù)合制成；金屬材料包括鑄鐵、碳鋼和合金鋼或銅、鎳、鋁和鈦，以及以這些元素為基的合金；陶瓷材料包括氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯；耐火材料包括石墨、碳素制品、剛玉制品、鎂砂、鎂磚。
全文摘要
本發(fā)明提供了用鋁熱劑制造耐蝕耐磨陶瓷復(fù)合金屬管件的技術(shù),其特征在于:在制造陶瓷復(fù)合金屬管件的過程中在金屬管件內(nèi)部安裝型芯。型芯由金屬、陶瓷或耐火材料制成,或由金屬、陶瓷和耐火材料中的任意二者或三者復(fù)合制成。制造的陶瓷金屬復(fù)合管件包括0—180度的彎管、變徑管。其優(yōu)點在于工藝簡化,成本低,適用范圍廣。
文檔編號F16L9/14GK1344876SQ01141979
公開日2002年4月17日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者林濤, 殷聲, 郭志猛, 果世駒, 隋延安, 魏延平, 崔鳳娥 申請人:北京科技大學(xué)