[發明專利]SHS離心法制備鋼管內表面金屬涂層的方法

無效

• 申請號: 201210421475.9
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102899663A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 陳威;陳大智;譚佃龍;高一翔;杜保達;韓玥;何亦棟
• 申請（專利權）人: 江陰東大新材料研究院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

技術領域???????

本發明提供一種SHS（自蔓延高溫合成）離心法制備鋼管內表面金屬涂層的方法。屬于表面涂層技術領域。

背景技術

國防和民用工業生產中，經常用管道輸送高溫、腐蝕、磨損等介質。往往要求管道內壁具有優良的高溫性能、耐磨性和耐腐蝕性等。在鋼管內表面制備特殊性能涂層，比用整體材料制造管材可大幅度降低成本。目前涂層內襯鋼管制備方法已經比較成熟的主要有：套構法、離心澆注法、雙金屬離心澆注法、復合材料焊接法、SHS離心法和靜態SHS法等。其中SHS離心法產品性能好，成本低，應用廣泛。但該方法目前只用來制備陶瓷內襯鋼管，難以滿足如炮管等要求鋼管內制備高溫性能優良同時又有很好韌性涂層的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服陶瓷內襯鋼管涂層韌性差的不足，提供一種SHS離心法制備鋼管內表面金屬涂層的方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種SHS離心法制備鋼管內表面金屬涂層的方法，所述方法包括以下工藝過程：鋼管內裝鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點燃后按下式發生自蔓延反應：

Fe₂O₃+合金及非合金元素+2Al=2Fe+合金及非合金元素+Al₂O₃

在高溫放熱反應下，反應產物鐵、氧化鋁及加入的合金及非合金元素均呈熔融狀態，鐵與合金及非合金元素互溶形成合金，電機帶動鋼管高速（1400~1600r/min）旋轉，在離心力作用下，鋼管內反應產物中，密度大的合金作為過渡層與鋼管形成冶金結合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內表面，冷卻后得到陶瓷內襯鋼管，用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內表面得到合金涂層。

本發明的有益效果是：?

本發明方法具有工藝簡單，原料廉價，涂層材料配方可調，性能優良等優點。

具體實施方式

本發明涉及一種SHS離心法制備鋼管內表面金屬涂層的方法，所述方法包括以下工藝過程：

鋼管內裝鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點燃后按下式發生自蔓延反應：

Fe₂O₃+合金及非合金元素+2Al=2Fe+合金及非合金元素+Al₂O₃

在高溫放熱反應下，反應產物鐵、氧化鋁及加入的合金及非合金元素均呈熔融狀態。鐵與合金及非合金元素互溶形成合金。電機帶動鋼管高速（1400~1600r/min）旋轉，在離心力作用下，管內反應產物中，密度大的合金作為過渡層與鋼管形成冶金結合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內表面，冷卻后得到陶瓷內襯鋼管。用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內表面得到合金涂層。通過改變合金的成分，可在鋼管內表面得到不同性能的合金涂層，以滿足不同使用性能的要求。為獲得梯度合金涂層，可改變鋁熱焊劑中添加的合金比例，重復上述離心過程。

實施例：

鋼管內裝滿鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點燃后按下式發生自蔓延反應：

Fe₂O₃+Gr+C+2Al=2Fe+Gr+C+Al₂O₃

鋼管內熔融狀態的Fe與Gr和C互溶形成含Gr合金鋼。電機帶動鋼管高速（1400~1600r/min）旋轉，在離心力作用下，鋼管內反應產物中，密度大的含Gr合金鋼作為過渡層與鋼管形成冶金結合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內表面，冷卻后得到陶瓷內襯鋼管。用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內表面得到含Gr合金涂層。