[發明專利]一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202211205879.4
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115539720A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 楊永利;王守澤;王鑫;滕家飛;梁國強;蘇秀婷
• 申請（專利權）人: 楊永利
• 主分類號: F16L9/14
• 分類號: F16L9/14;F16L58/08;F16L57/02;B22F5/10;B22F7/04;C22C38/06;C22C38/00;C22C38/12;C22C38/04;C23F13/12
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 李文萍

1.一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構，其特征在于：包括鋼管層(1)、金屬中間層(2)和陶瓷層(3)；鋼管層(1)為最外層，陶瓷層(3)為最內層；金屬中間層(2)主要構成為鐵基體和比鐵電極電位低的添加金屬，添加金屬與鐵形成化合物，或者游離在鐵基體中形成微陰極，或者與鐵基體形成固溶體；所述的金屬中間層(2)形成對鋼管層(1)內壁的全覆蓋，金屬中間層(2)與鋼管層(1)貼合緊密，局部形成冶金結合；陶瓷層(3)與金屬中間層(2)機械結合。

2.根據權利要求1所述的一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構，其特征在于：所述金屬中間層(2)的添加金屬為鋁、鎂、鋅、鎘、銦金屬單質粉末，或者氧化鋅、氧化猛、氧化釩、氧化鎘、氧化銦、氧化鈣金屬氧化物粉末中的一種或者多種組合。

3.根據權利要求2所述的一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構，其特征在于：所述金屬中間層元素含量為0.5-5％的鋁、0.1-2％的鎂、0.1-7％鋅、0.01-0.1％鎘、0.01-0.05％銦、0.05-0.1％釩、0.05-0.1％錳、0.1-2％鈣中的一種或者多種組合。

4.根據權利要求1所述的一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構，其特征在于：所述金屬中間層(2)的厚度與鋼管層的厚度呈正相關特征，金屬中間層2的厚度為被保護鋼管層厚度的十分之一到三分之一。

5.一種權利要求1所述的金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構的制造方法，其特征在于：將鋁粉與氧化鐵粉按照54:160的比例充分混合，再加入比鐵電極電位低添加金屬和二氧化硅的粉末，將上述混合好的金屬粉末按照均勻的裝入鋼管內部，向鋼管內以不造成管內粉末移動的流速吹送氮氣驅替出管內空氣，封堵鋼管兩端，將鋼管置入120攝氏度的保溫箱中保溫，徹底排出粉料中的水分，同時使鋼管和粉料具備初始溫度；水平移動裝滿粉末的鋼管，將其置入水平放置的離心機中，移動中需防止粉料在鋼管中流動，造成粉料分布不均；調整鋼管中心與離心機旋轉的中心重合，偏心距離不大于0.02mm，固定鋼管位置；啟動離心機電源使離心機帶動鋼管旋轉，保持鋼管內壁處離心力大于150倍重力加速度。點燃反應粉末，自蔓延反應結束后，勻速調低離心機轉速，待鋼管自然冷卻后將其從離心機中取出，形成鋼管層(1)、金屬中間層(2)和陶瓷層(3)三層復合結構。

6.根據權利要求5所述的一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構的制造方法，其特征在于：所述添加金屬為鋁、鎂、鋅、鎘、銦單質金屬粉末，或者氧化鋅、氧化猛、氧化釩、氧化鎘、氧化銦、氧化鈣金屬氧化物粉末中的一種或者多種組合。

7.根據權利要求6所述的一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構的制造方法，其特征在于：所述添加金屬根據金屬中間層(2)中所需元素含量確定，金屬中間層2中中元素含量為0.5-5％的鋁、0.1-2％的鎂、0.1-7％鋅、0.01-0.1％鎘、0.01-0.05％銦、0.05-0.1％釩、0.05-0.1％錳、0.1-2％鈣中的一種或者多種組合。

8.根據權利要求5至7任一項所述的一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構的制造方法，其特征在于：所述金屬粉末和金屬氧化物的粉體粒度在200目以上，純度達到99％以上。

9.根據權利要求5至7任一項所述的一種金屬-陶瓷復合內襯鋼管結構的制造方法，其特征在于：所述裝入鋼管的添加金屬用量，與鋼管的厚度正相關。