專利名稱：Shs離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種SHS (自蔓延高溫合成)離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法。屬于表面涂層技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國防和民用工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常用管道輸送高溫、腐蝕、磨損等介質(zhì)。往往要求管道內(nèi)壁具有優(yōu)良的高溫性能、耐磨性和耐腐蝕性等。在鋼管內(nèi)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(nèi)襯鋼管制備方法已經(jīng)比較成熟的主要有套構(gòu)法、離心澆注法、雙金屬離心澆注法、復(fù)合材料焊接法、SHS離心法和靜態(tài)SHS法等。其中SHS離心法產(chǎn)品性能好，成本低，應(yīng)用廣泛。但該方法目前只用來制備陶瓷內(nèi)襯鋼管，難以滿足如炮管等要求鋼管內(nèi)制備高溫性能優(yōu)良同時(shí)又有很好韌性涂層的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服陶瓷內(nèi)襯鋼管涂層韌性差的不足，提供一種SHS離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種SHS離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法，所述方法包括以下工藝過程鋼管內(nèi)裝鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng)
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(yīng)下，反應(yīng)產(chǎn)物鐵、氧化鋁及加入的合金及非合金元素均呈熔融狀態(tài)，鐵與合金及非合金元素互溶形成合金，電機(jī)帶動(dòng)鋼管高速(140(Tl600r/min)旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，鋼管內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物中，密度大的合金作為過渡層與鋼管形成冶金結(jié)合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內(nèi)表面，冷卻后得到陶瓷內(nèi)襯鋼管，用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內(nèi)表面得到合金涂層。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明方法具有工藝簡單，原料廉價(jià)，涂層材料配方可調(diào)，性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種SHS離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法，所述方法包括以下工藝過程
鋼管內(nèi)裝鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng)
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(yīng)下，反應(yīng)產(chǎn)物鐵、氧化鋁及加入的合金及非合金元素均呈熔融狀態(tài)。鐵與合金及非合金元素互溶形成合金。電機(jī)帶動(dòng)鋼管高速(140(Tl600r/min)旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，管內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物中，密度大的合金作為過渡層與鋼管形成冶金結(jié)合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內(nèi)表面，冷卻后得到陶瓷內(nèi)襯鋼管。用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內(nèi)表面得到合金涂層。通過改變合金的成分，可在鋼管內(nèi)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(fù)上述離心過程。 實(shí)施例
鋼管內(nèi)裝滿鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng) Fe203+Gr+C+2Al=2Fe+Gr+C+Al203
鋼管內(nèi)熔融狀態(tài)的Fe與Gr和C互溶形成含Gr合金鋼。電機(jī)帶動(dòng)鋼管高速(140(Tl600r/min)旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，鋼管內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物中，密度大的含Gr合金鋼作為過渡層與鋼管形成冶金結(jié)合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內(nèi)表面，冷卻后得到陶瓷內(nèi)襯鋼管。用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內(nèi)表面得到含Gr合金涂層。·
權(quán)利要求
1.一種SHS離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法，其特征在于所述方法包括以下工藝過程鋼管內(nèi)裝鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng) 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(yīng)下，反應(yīng)產(chǎn)物鐵、氧化鋁及加入的合金及非合金元素均呈熔融狀態(tài)，鐵與合金及非合金元素互溶形成合金，電機(jī)帶動(dòng)鋼管高速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，鋼管內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物中，密度大的合金作為過渡層與鋼管形成冶金結(jié)合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內(nèi)表面，冷卻后得到陶瓷內(nèi)襯鋼管，用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內(nèi)表面得到合金涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種SHS離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法，其特征在于改變鋁熱焊劑中添加的合金比例，重復(fù)上述離心過程，獲得梯度合金涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種SHS離心法制備鋼管內(nèi)表面金屬涂層的方法，所述方法包括以下工藝過程鋼管內(nèi)裝鋁熱焊劑和合金及非合金元素，點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng)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(yīng)下，反應(yīng)產(chǎn)物鐵、氧化鋁及加入的合金及非合金元素均呈熔融狀態(tài)，鐵與合金及非合金元素互溶形成合金，電機(jī)帶動(dòng)鋼管高速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，鋼管內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物中，密度大的合金作為過渡層與鋼管形成冶金結(jié)合，低密度的氧化鋁分布在鋼管內(nèi)表面，冷卻后得到陶瓷內(nèi)襯鋼管，用鐵錘敲掉陶瓷涂層后，在鋼管內(nèi)表面得到合金涂層。本發(fā)明方法具有工藝簡單，原料廉價(jià)，涂層材料配方可調(diào)，性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C23C24/10GK102899663SQ20121042147
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者陳威, 陳大智, 譚佃龍, 高一翔, 杜保達(dá), 韓玥, 何亦棟 申請人:江陰東大新材料研究院