一种耐高温合金弯头及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高温合金弯头及其加工工艺，其中合金原料包括：以质量百分比计，碳0.02％、氮0.1‑0.15％、锰1.3‑1.5％，铬20‑21％、镍10‑12％、硅0.2‑0.5％，铝1‑1.3％、锆1.3‑1.9％，镧1‑2％、铈2‑3％、钕0.3‑0.8％，余量为铁；该配方进行合金基体的熔炼，铸造成型得到合金弯头，该合金弯头在该配方下具有较优异的力学性能和耐高温性能；同时在熔炼过程中，本申请对其进行超声处理，并限定超声处理条件为“超声功率为1‑2kW，超声频率为20kHz”，在该过程中超声会产生声空化效应，能够导致合金熔体产生局部瞬时高温、高压，能够起到弥散合金相，细化合金组织的作用，能够有效提高合金弯头的力学性能和耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温合金弯头及其加工工艺
本专利技术涉及合金弯头
，具体为一种耐高温合金弯头及其加工工艺。
技术介绍
合金弯头是是多种弯头的一类统称，作用是管道拐弯处的连接，是连接两根公称通径相同的管子，使管路做90°或者其它角度的转弯。它的材质多种多样，合金弯头用途非常广泛。现有研究中，针对合金弯头的表面处理工艺的研究越来越深入，为提高其耐高温性能、耐腐蚀性能，通常会对其表面进行处理，再涂覆有机硅涂料，但常规的有机硅涂层涂覆时与基体的结合性差，且耐高温性能无法满足我们的需求，给实际应用带来不便。针对该情况，我们公开了一种耐高温合金弯头及其加工工艺，以解决该问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐高温合金弯头及其加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种耐高温合金弯头的加工工艺，包括以下步骤：(1)取合金原料，混合后置于真空感应炉中进行熔炼，熔炼时对熔体进行超声处理，超声功率为1-2kW，超声频率为20kHz，冷却锻造成型，得到合金弯头；(2)取合金弯头，置于丙酮溶液中，超声清洗，再依次采用无水乙醇、去离子水进行洗涤，真空干燥；干燥后表面进行激光清洗；(3)取步骤(2)处理后的合金弯头，置于盐酸多巴胺溶液中，避光搅拌反应，备用；(4)取有机硅树脂、酚醛树脂和硅烷偶联剂溶液，60-65℃下继续反应，减压蒸馏，得到改性有机硅树脂；(5)取硼酸，置于180-200℃下脱水，粉碎研磨，过400目筛，得到填料；取改性有机硅树脂、填料、添加剂、溶剂、分散剂和消泡剂，混合搅拌至均匀，得到耐高温浆料；取步骤(3)处理后的合金弯头，表面涂覆耐高温浆料，干燥固化，得到成品。较优化的方案，包括以下步骤：(1)取合金原料，混合后置于真空感应炉中进行熔炼，熔炼时对熔体进行超声处理，超声功率为1-2kW，超声频率为20kHz，冷却锻造成型，得到合金弯头；(2)取合金弯头，置于丙酮溶液中，超声清洗5-10min，再依次采用无水乙醇、去离子水进行洗涤，真空干燥；干燥后表面进行激光清洗；(3)取步骤(2)处理后的合金弯头，置于盐酸多巴胺溶液中，避光搅拌反应20-24h，备用；(4)取有机硅树脂、酚醛树脂和硅烷偶联剂溶液，60-65℃下继续反应1-1.5h，减压蒸馏，得到改性有机硅树脂；(5)取硼酸，置于180-200℃下脱水，粉碎研磨，过400目筛，得到填料；取改性有机硅树脂、填料、添加剂、溶剂、分散剂和消泡剂，混合搅拌至均匀，得到耐高温浆料；取步骤(3)处理后的合金弯头，表面涂覆耐高温浆料，干燥固化，得到成品。较优化的方案，步骤(1)中，合金原料包括：以质量百分比计，碳0.02％、氮0.1-0.15％、锰1.3-1.5％，铬20-21％、镍10-12％、硅0.2-0.5％，铝1-1.3％、锆1.3-1.9％，镧1-2％、铈2-3％、钕0.3-0.8％，余量为铁。较优化的方案，步骤(4)中，酚醛树脂的制备方法为：取间苯二酚，35-40℃下无水乙醇溶解，加入稀盐酸和对苯二甲醛，继续搅拌反应30-40min，再升温至65-70℃，反应3-4h，氨水调节pH至中性，得到酚醛树脂。较优化的方案，步骤(4)中，有机硅树脂的制备方法为：取二苯基二甲氧基硅烷、苯基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷和4-联苯硼酸，无水乙醇溶解搅拌20-30min，加入硅烷偶联剂溶液，再加入盐酸，50-55℃下水解反应40-50min，升温至65-70℃，继续反应5-6h，得到有机硅树脂。较优化的方案，硅烷偶联剂溶液的制备步骤为：取单宁酸，置于Tris-HCl溶液中，混合搅拌30-40min，加入硅烷偶联剂，混合均匀，得到硅烷偶联剂溶液；所述硅烷偶联剂为KH-550。较优化的方案，步骤(5)中，所述添加剂为纳米二氧化硅、云母粉、滑石粉中的任意一种或多种。较优化的方案，步骤(2)中，激光功率为15W，脉冲频率为600kHz，扫描速度为50-100mm/s，激光光斑直径为70um。较优化的方案，根据以上所述的一种耐高温合金弯头的加工工艺制备的合金弯头。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本申请公开了一种耐高温合金弯头及其加工工艺，在制备时先以“碳0.02％、氮0.1-0.15％、锰1.3-1.5％，铬20-21％、镍10-12％、硅0.2-0.5％，铝1-1.3％、锆1.3-1.9％，镧1-2％、铈2-3％、钕0.3-0.8％，余量为铁”的配方进行合金基体的熔炼，铸造成型得到合金弯头，该合金弯头在该配方下具有较优异的力学性能和耐高温性能；同时在熔炼过程中，本申请对其进行超声处理，并限定超声处理条件为“超声功率为1-2kW，超声频率为20kHz”，在该过程中超声会产生声空化效应，能够导致合金熔体产生局部瞬时高温、高压，能够起到弥散合金相，细化合金组织的作用，能够有效提高合金弯头的力学性能和耐高温性能。在该基础上，为进一步提高合金弯头的耐高温性能，本申请在其表面进行有机涂层涂覆，常规的有机聚合物直接涂覆在合金弯头表面形成涂层，涂层与合金基体之间的粘附力较差，涂层易脱落，针对该问题，本申请在合金弯头制备后，先在其表面进行激光清洗，其表面在激光清洗后生成了微纳米结构，粗糙度大大增加，同时对其表面油污、氧化膜进行清除，能够有效提高有机硅涂层与合金弯头之间的附着力；在此基础上，本申请又在合金弯头表面构建了聚多巴胺层，聚多巴胺具有较优异的粘附性能，在该方案中可作为“双面胶”，提高有机硅涂层与合金弯头之间的附着力，提高涂层的使用寿命。本申请在制备有机涂层时，在常规有机硅涂层基础上进行改进，先利用间苯二酚、对苯二甲醛反应生成多芳环酚醛树脂，苯环性能稳定，多个苯环的引入能够有效提高有机硅涂层的耐高温性能；在此基础上，本申请以二苯基二甲氧基硅烷、苯基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷和4-联苯硼酸为原料，制备得到具有优异耐高温性能的含硼有机硅树脂，在制备含硼有机硅树脂时，本申请引入了硅烷偶联剂溶液，该硅烷偶联剂为单宁酸-硅烷偶联剂KH550，该硅烷偶联剂溶液的添加能够有效提高各个组分的交联致密度，同时也能够提高有机硅树脂和酚醛树脂之间的相容性，提高各个组分之间的相互作用，以提高有机硅涂层的耐高温性能。同时，本申请还添加了填料，填料以硼酸高温脱水制备，由于硼酸的熔化温度较低，能够对有机硅树脂分解产生的孔隙进行填充，并与其他添加剂配合提高有机硅涂层的致密度，使得有机硅涂层的耐高温性能得到进一步提升；将有机硅涂层涂覆至合金弯头表面并进行固化，最后得到的合金弯头具有较优异的力学性能和耐高温性能，可广泛适应于多个
具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温合金弯头的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)取合金原料，混合后置于真空感应炉中进行熔炼，熔炼时对熔体进行超声处理，超声功率为1-2kW，超声频率为20kHz，冷却锻造成型，得到合金弯头；/n(2)取合金弯头，置于丙酮溶液中，超声清洗，再依次采用无水乙醇、去离子水进行洗涤，真空干燥；干燥后表面进行激光清洗；/n(3)取步骤(2)处理后的合金弯头，置于盐酸多巴胺溶液中，避光搅拌反应，备用；/n(4)取有机硅树脂、酚醛树脂和硅烷偶联剂溶液，60-65℃下继续反应，减压蒸馏，得到改性有机硅树脂；/n(5)取硼酸，置于180-200℃下脱水，粉碎研磨，过400目筛，得到填料；/n取改性有机硅树脂、填料、添加剂、溶剂、分散剂和消泡剂，混合搅拌至均匀，得到耐高温浆料；/n取步骤(3)处理后的合金弯头，表面涂覆耐高温浆料，干燥固化，得到成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温合金弯头的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)取合金原料，混合后置于真空感应炉中进行熔炼，熔炼时对熔体进行超声处理，超声功率为1-2kW，超声频率为20kHz，冷却锻造成型，得到合金弯头；
(2)取合金弯头，置于丙酮溶液中，超声清洗，再依次采用无水乙醇、去离子水进行洗涤，真空干燥；干燥后表面进行激光清洗；
(3)取步骤(2)处理后的合金弯头，置于盐酸多巴胺溶液中，避光搅拌反应，备用；
(4)取有机硅树脂、酚醛树脂和硅烷偶联剂溶液，60-65℃下继续反应，减压蒸馏，得到改性有机硅树脂；
(5)取硼酸，置于180-200℃下脱水，粉碎研磨，过400目筛，得到填料；
取改性有机硅树脂、填料、添加剂、溶剂、分散剂和消泡剂，混合搅拌至均匀，得到耐高温浆料；
取步骤(3)处理后的合金弯头，表面涂覆耐高温浆料，干燥固化，得到成品。


2.根据权利要求1所述的一种耐高温合金弯头的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)取合金原料，混合后置于真空感应炉中进行熔炼，熔炼时对熔体进行超声处理，超声功率为1-2kW，超声频率为20kHz，冷却锻造成型，得到合金弯头；
(2)取合金弯头，置于丙酮溶液中，超声清洗5-10min，再依次采用无水乙醇、去离子水进行洗涤，真空干燥；干燥后表面进行激光清洗；
(3)取步骤(2)处理后的合金弯头，置于盐酸多巴胺溶液中，避光搅拌反应20-24h，备用；
(4)取有机硅树脂、酚醛树脂和硅烷偶联剂溶液，60-65℃下继续反应1-1.5h，减压蒸馏，得到改性有机硅树脂；
(5)取硼酸，置于180-200℃下脱水，粉碎研磨，过400目筛，得到填料；
取改性有机硅树脂、填料、添加剂、溶剂、分散剂和消泡剂，混合搅拌至均匀，得到耐高温浆料；
取步骤(3)处理后的合金弯头，表面涂覆耐高温浆料，干燥固化，得到成品。


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【专利技术属性】
技术研发人员：徐菁，胡雄新，陆楠，卢佳，卞晓丽，
申请(专利权)人：江苏龙山管件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32