一种耐磨耐蚀复合钢管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐磨耐蚀复合钢管的制备方法，首先在无缝钢管内表面复合高铬铸铁，再在高铬铸铁表面复合耐磨耐蚀涂层，耐磨耐蚀涂层表层是陶瓷层，靠近高铬铸铁侧是铬合金铸铁层。采用本发明专利技术方法制备的耐磨耐蚀复合钢管中的高铬铸铁与无缝钢管基体实现了良好的冶金结合，且高铬铸铁硬度高，耐磨耐蚀性能好。此外，复合钢管内衬陶瓷层与高铬铸铁实现良好的结合，且陶瓷层厚度控制在2mm以上，具有优异的耐磨耐蚀性。本发明专利技术耐磨耐蚀复合钢管用于制造矿山输送矿浆管道，在相同使用条件下，其使用寿命比无缝钢管提高34倍以上，比高铬铸铁提高3.5倍以上，具有优异的耐磨耐蚀性，推广应用具有良好的经济和社会效益。

A kind of wear resistant and corrosion resistant composite steel pipe and its preparation method

The invention provides a preparation method of a wear resistant composite steel pipe, the seamless steel pipe inner surface composite of high chromium cast iron, the high chromium cast iron surface composite coating wear and corrosion resistance, wear and corrosion resistance of coating surface layer is a ceramic layer, near the side of high chromium cast iron chromium alloy cast iron layer. The high chromium cast iron prepared by the method of the invention has good metallurgical combination with the seamless steel pipe matrix, and the high chromium cast iron has high hardness, good wear and corrosion resistance. In addition, the ceramic layer of the composite steel pipe lined with high chromium cast iron can be well combined, and the thickness of the ceramic layer is controlled above 2mm, and has excellent wear resistance and corrosion resistance. The invention of wear and corrosion resistant composite steel pipe used in the manufacture of mine slurry transportation pipeline, under the same conditions, the service life is increased more than 34 times higher than the seamless steel pipe, high chromium cast iron increased more than 3.5 times, has excellent wear resistance and corrosion resistance, with good economic and social benefits of popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨耐蚀复合钢管及其制备方法
本专利技术属于耐磨材料
，涉及一种耐磨耐蚀复合钢管，本专利技术还涉及上述耐磨耐蚀复合钢管的制备方法。
技术介绍
在冶金、矿山、石化、国防和军工等许多部门，对耐磨耐蚀复合钢管有巨大的需求，如冶金矿山矿浆和尾矿的输送管道。为了提高钢管的耐磨、耐蚀性，中国专利(申请日2016.08.29，公开号CN206072562U，公开日2017.04.05)公开了一种高耐磨钢管，包括钢管层，钢管层的内侧涂有合金耐磨层，合金耐磨层内侧涂有第一玻璃纤维层，第一玻璃纤维层内侧涂有防腐层；钢管层外侧壁涂有陶瓷耐磨层，陶瓷耐磨层外侧涂有第二玻璃纤维层，第二玻璃纤维层外侧还设有铁硼化合物层，该技术结构简单，制作成本低，具有高强度、高硬度、高耐磨性、防腐、耐压的优点，适合与在恶劣的环境下使用。中国专利技术专利(申请日2016.12.04，公开号CN106521283A，公开日2017.03.22)还公开了一种耐磨陶瓷钢管复合材料，由以下重量比的原料组成：铝粉5-15、氧化铁红40-45、氧化铁20-35、石英砂15-25、二氧化硅2-4、滑石粉15-20、云母粉10-20、硅微粉3-5；制备时，先将上述原料粉碎后放入搅拌机内搅拌，再将钢管装入制管机的管模内，使用上述混料加入至钢管内，开启制管机并将转速调至200-220圈/秒，同时，加热钢管并向管内输送氧气，最后对制管机进行冷却至室温，即可制得耐磨陶瓷钢管复合材料。该专利技术将混合坯烧结就可以生产出轴、管、齿轮等各种陶瓷刚器具，在经过砂轮打磨可产生精密器具；还可作为化工管道，其性能将超越钢管，可取代现有钢质、铁质材料的产品。中国专利技术专利(申请日2016.08.23，公开号CN106318138A，公开日2017.01.11)还公开了一种陶瓷复合钢管及其加工工艺，该陶瓷内衬复合钢管由基材、碳化硅、树脂、三氧化二铝、白炭黑构成，所述的碳化硅、树脂、三氧化二铝、白炭黑外加促进剂和固化剂混合均匀搅拌手工涂覆到基材上，通过自然固化而成的陶瓷内衬复合钢管。将该专利技术应用于脱硫石膏浆液输送过程中，具有高耐磨、高防腐、高粘结强度、可修复性好、后期维护检修方便等优点。中国专利技术专利(申请日2016.08.12，公开号CN106148837A，公开日2016.11.23)还公开了一种含纳米钛的不锈钢管及其制备方法，其中含纳米钛的不锈钢管，其成分组成为：碳0.01-0.03wt％、纳米钛6.8-9.4wt％、钴0.05-0.1wt％、硫0.02-0.03wt％、钽0.1-0.2wt％、钨2.2-3.2wt％、锆1.45-1.55wt％、硼0.02-0.03wt％、碲0.02-0.03wt％、矾0.02-0.03wt％、钒0.1-0.2wt％、铜0.8-1.0wt％，余量为铁和不可避免的杂质。该专利技术不锈钢管屈服强度和扭转强度有显著的提升，抗氧化性能非常好，耐腐蚀性，热涨冷缩率低，热震性比普通不锈钢管强60-80％，不锈钢管表面渗氮，大大提高了表面耐磨性，而且有效提高了表面粘着力，有利于增强流体流通时的紊流性状，特别适合于用作传热管。中国专利技术专利(申请日2015.03.26，公开号CN106141143A，公开日2016.11.23)还公开了一种薄壁细长陶瓷内衬复合钢管制备方法。包括以下工艺过程：取一根细长薄壁钢管，内表面除锈、去油。用一根细长钢棒固定于钢管中轴线处，然后将铝热焊剂装入钢管内，边装边加压，装满后取出钢棒使压实的粉末中心形成一个上下与外界连通的空腔。钢管顶端和低端分别套上导流和限流装置，并固定于与地面垂直的位置。用氧乙炔喷枪将钢管加热到200℃后从上部点燃粉末引发自蔓延反应。反应结束后在钢管内壁得到Al2O3涂层。该方法工艺简单，成本低廉。Al2O3涂层完整、致密，可用作耐磨、耐高温煤粉喷枪枪管等。中国专利技术专利(申请日2015.03.18，公开号CN106148942A，公开日2016.11.23)还公开了涂层材料领域内的一种钢管Al2O3内衬耐热耐磨涂层的制备方法，包括如下步骤：将打磨后的无缝钢管用0.5mol/L的NaOH溶液除油，再用30％的HCl除锈，再用砂纸打磨内壁；将铝粉和Fe2O3粉按1:2.95的比例混合，再向混合后的粉末中加入其总质量2％的SiO2粉末和总质量6％的CrO3颗粒，混合均匀后置于干燥箱中干燥5h；将混合物料充填钢管，预热10min后用镁条与镁粉引火点燃混合物料，反应30min后自然冷却60min，制得钢管Al2O3内衬耐热耐磨涂层。该专利技术制得的钢管Al2O3内衬耐热耐磨涂层，在钢管内壁形成连续、均匀的内衬涂层，保护钢管，延长钢管的使用寿命。中国专利(申请日2016.06.03，公开号CN205669633U，公开日2016.11.02)还公开了一种防腐蚀多金属耐磨复合钢管，包括钢管层；钢管层外表面设有镀锌层，钢管层内表面设有多金属层，钢管层、镀锌层和多金属层复合加工成整体式管状结构。该技术结构新颖，工作原理清晰，采用了钢管层、多金属层和镀锌层复合的整体结构，多金属层的设置起到了加固钢管层内部的强度及抗冲击能力，镀锌层的设置增强了良好钢管层外表面的耐腐蚀性能，在确保外防腐钢管的防腐效果前提下，同时提高了管内的防腐减阻效果，延长了设备管道的使用寿命，降低生产投资成本保障安全生产的特点。中国专利技术专利(申请日2015.12.31，公开号CN105985107A，公开日2016.10.05)还公开了一种耐磨防腐性能优异的液压钢管陶瓷内衬材料，由下列重量份的原料制成：纯铝粉54-56、氧化铁红159-162、硝酸钴18-19、氯化镍18-19、正硅酸乙酯37-38、无水乙醇74-76、纳米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸钠8.5-9.5、碳化硅3-4、氯化镁2-3、聚丙烯酸铵0.8-1、钛酸钡4-5、氧化铝纤维4-5、去离子水适量。该专利技术还添加钛酸钡、氯化镁、氧化铝纤维等成分，配合铝热反应可以获得致密的涂层，进一步增强了材料的强度、耐磨性，降低孔隙率，降低腐蚀性气氛的渗透率，提高材料与管材基料的结合强度、抗腐蚀及抗磨损性能；该专利技术制成的液压钢管具备良好的耐磨防腐蚀性能。中国专利技术专利(申请日2015.12.31，公开号CN105985106A，公开日2016.10.05)还公开了一种用于液压钢管的润滑耐磨的陶瓷内衬，由下列重量份的原料制成：纯铝粉54-56、氧化铁红159-162、硝酸钴18-19、氯化镍18-19、正硅酸乙酯37-38、无水乙醇74-76、纳米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸钠8.5-9.5、二硫化钼2-3、五氧化二铌1.5-2、纳米氮化钛8-9、碳酸钠0.8-1、硬脂酸钠0.5-0.6、氧化钙2-3、去离子水。该专利技术通过科学合理的成分配比，添加纳米氮化钛、二硫化钼等成分，通过一定的工艺制成晶粒细化、耐磨性良好、与基材管壁结合强度佳的陶瓷内衬材料；制成的液压钢管具有良好的耐磨强度、内壁光洁润滑，液压油流动阻力小。但是，上述耐磨、耐蚀复合钢管存在耐磨耐蚀层厚度薄，复合钢管使用寿命短等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐磨耐蚀复合钢管的制备方法，解决了现有耐磨耐蚀复合钢管存在耐磨耐蚀层厚度薄，复合钢管使用寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨耐蚀复合钢管的制备方法，其特征在于，首先在无缝钢管内表面复合高铬铸铁，再在高铬铸铁表面复合耐磨耐蚀涂层，耐磨耐蚀涂层表层是陶瓷层，靠近高铬铸铁侧是铬合金铸铁层。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨耐蚀复合钢管的制备方法，其特征在于，首先在无缝钢管内表面复合高铬铸铁，再在高铬铸铁表面复合耐磨耐蚀涂层，耐磨耐蚀涂层表层是陶瓷层，靠近高铬铸铁侧是铬合金铸铁层。2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐蚀复合钢管的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，将无缝钢管置于卧式离心机上，设置离心机转速为1050～1150rpm，将温度为1453～1487℃的高铬铸铁铁水，浇入卧式离心机上的无缝钢管内，高铬铸铁铁水凝固后，降低离心机转速至180～230rpm；步骤2，当无缝钢管内表面的高铬铸铁温度降至220～270℃时，将由铝粉、Fe2O3粉、Ce2O3颗粒和Na2B4O7颗粒组成的混合物料充填至无缝钢管内表面的高铬铸铁上，并将离心机转速调高至1200～1250rpm，使混合物料在高铬铸铁表面均匀分布；步骤3，待混合物料在高铬铸铁表面分布均匀后，点燃混合物料，反应15～20分钟后，将离心机转速降至850～900rpm，在此转速下，继续冷却25～30分钟；将离心机停机，并将钢管入炉加热至320～360℃，保温8～10小时后，炉冷至温度低于120℃，出炉空冷至室温，即可获得耐磨耐蚀复合钢管。3.根据权利要求2所述的一种耐磨耐蚀复合钢管的制备方法，其特征在于，所述无缝钢管内表面沿圆周方向加工有凹槽，凹槽宽度为8～12mm，深度为3～5mm，凹槽间距28～36mm。4.根据权利要求2或3所述的一种耐磨耐蚀复合钢管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中浇入高铬铸铁铁水前，无缝钢管内表面涂覆厚度0.8～1.2mm的硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的质量百分比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，成小乐，屈银虎，胥光申，刘毅，刘少飞，徐洁，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61