專利名稱：制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法。屬于表面涂層技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)缸套、泥漿泵等機(jī)械設(shè)備用于輸送磨損、腐蝕等介質(zhì)。要求管道內(nèi)壁具有優(yōu)良的高溫性能、耐磨性、耐腐蝕性等，同時(shí)要求管道內(nèi)表面粗糙度低，尺寸精度高，以滿足于柱塞或活塞等的配合要求。尺寸精度高、表面粗糙度低的精密陶瓷內(nèi)襯鋼管有望滿足上述要求。目前陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管制備方法比較成熟的主要有SHS離心法、靜態(tài)SHS (重力沉降)法等。其中SHS靜態(tài)法工藝簡(jiǎn)單，成本低。但采用已有的靜態(tài)SHS法制備的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的尺寸精度低，難以滿足如泥漿泵等機(jī)械設(shè)備需要的配合尺寸的要求。采用陶瓷磨削加工方法固然可以達(dá)到尺寸和表面粗糙度的精度要求，但加工量大，效率低，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種尺寸精度高、加工量小的制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法，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，在鋼管的一端點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng)
2Al+Fe203=2Fe+ Al203+836 (kj)
自蔓延反應(yīng)由點(diǎn)燃 端向下蔓延，燃燒波所到之處反應(yīng)產(chǎn)物體積劇烈膨脹，鋼管即刻處于紅熱狀態(tài)，在脹爆力的作用下，生成的熔融產(chǎn)物Al2O3和Fe被甩向管壁，處于熔融狀態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物除在脹爆力的作用下向管壁運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)在重力作用下向下沉降，沉降過程剛剛結(jié)束，一高速旋轉(zhuǎn)的鉆頭立即自上而下進(jìn)入管內(nèi)，對(duì)處于熔融或高溫塑性狀態(tài)的陶瓷涂層實(shí)施高溫鉆削加工。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單，成本廉價(jià)，產(chǎn)品尺寸精度高，加工量小，性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及的制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法，所述方法包括以下工藝過程
鋼管內(nèi)裝鋁熱焊劑，在鋼管的一端點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng)
2Al+Fe203=2Fe+ Al203+836 (kj)
由于放熱反應(yīng)可自行維持，絕熱溫度高達(dá)3428°C，自蔓延反應(yīng)由點(diǎn)燃端向下蔓延。燃燒波所到之處反應(yīng)產(chǎn)物體積劇烈膨脹，鋼管即刻處于紅熱狀態(tài)。在脹爆力的作用下，生成的熔融產(chǎn)物Al2O3和Fe被甩向管壁。
由于Fe與Al2O3比重不同，在徑向運(yùn)動(dòng)過程中，比重大的Fe向管壁運(yùn)動(dòng)的加速度大，故主要分布于內(nèi)層，而比重小的Al2O3則主要分布于表層，過渡層中含有^ - Fe,同時(shí)還含有一定量的Al2O315由于梯度結(jié)構(gòu)，使涂層與基體的熱膨脹協(xié)調(diào)性良好。處于熔融狀態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物除在脹爆力的作用下向管壁運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)在重力作用下向下沉降。沉降過程剛剛結(jié)束，一高速旋轉(zhuǎn)的鉆頭立即自上而下進(jìn)入管內(nèi)，對(duì)處于熔融或高溫塑性狀態(tài)的陶瓷涂層實(shí)施高溫鉆削加工。結(jié)果將獲得高尺寸精度和較高表面粗糙度的陶瓷內(nèi)襯鋼管。
實(shí)施例鋼管內(nèi)裝滿鋁熱焊劑，點(diǎn)燃后鋼管內(nèi)發(fā)生自蔓延反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物向下沉降的過程剛剛結(jié)束，一高速旋轉(zhuǎn)的鉆頭立即自上而下進(jìn)入管內(nèi)，對(duì)處于熔融或高溫塑性狀態(tài)的陶瓷涂層實(shí)施高溫鉆削加工。鉆 頭由高溫合金或碳纖維制成。
權(quán)利要求
1.一種制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法，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，在鋼管的一端點(diǎn)燃后按下式發(fā)生自蔓延反應(yīng)2Al+Fe203=2Fe+ Al203+836 (kj) 自蔓延反應(yīng)由點(diǎn)燃端向下蔓延，燃燒波所到之處反應(yīng)產(chǎn)物體積劇烈膨脹，鋼管即刻處于紅熱狀態(tài)，在脹爆力的作用下，生成的熔融產(chǎn)物Al2O3和Fe被甩向管壁，處于熔融狀態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物除在脹爆力的作用下向管壁運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)在重力作用下向下沉降，沉降過程剛剛結(jié)束，一高速旋轉(zhuǎn)的鉆頭立即自上而下進(jìn)入管內(nèi)，對(duì)處于熔融或高溫塑性狀態(tài)的陶瓷涂層實(shí)施高溫鉆削加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法，其特征在于所述鉆頭由高溫合金或碳纖維制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備精密陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的重力沉降高溫鉆削方法，屬于表面涂層技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括以下工藝過程鋼管內(nèi)裝鋁熱焊劑，在鋼管的一端點(diǎn)燃后發(fā)生自蔓延反應(yīng)。自蔓延反應(yīng)由點(diǎn)燃端向下蔓延，燃燒波所到之處反應(yīng)產(chǎn)物體積劇烈膨脹，鋼管即刻處于紅熱狀態(tài)，在脹爆力的作用下，生成的熔融產(chǎn)物Al2O3和Fe被甩向管壁，處于熔融狀態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物除在脹爆力的作用下向管壁運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)在重力作用下向下沉降，沉降過程剛剛結(jié)束，一高速旋轉(zhuǎn)的鉆頭立即自上而下進(jìn)入管內(nèi)，對(duì)處于熔融或高溫塑性狀態(tài)的陶瓷涂層實(shí)施高溫鉆削加工。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單，成本廉價(jià)，產(chǎn)品尺寸精度高，加工量小，性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23B35/00GK103060802SQ20121051267
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者陳威, 陳大智, 譚佃龍, 高一翔, 朱丹, 韓玥, 何亦棟 申請(qǐng)人:江陰東大新材料研究院