专利名称：制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法
技术领域：
本发明涉及一种制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法。属于表面涂层技术领域。
背景技术：
发动机缸套、泥浆泵等机械设备用于输送磨损、腐蚀等介质。要求管道内壁具有优良的高温性能、耐磨性、耐腐蚀性等，同时要求管道内表面粗糙度低，尺寸精度高，以满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内衬钢管有望满足上述要求。目前陶瓷内衬复合钢管制备方法比较成熟的主要有SHS离心法、静态SHS (重力沉降)法等。其中SHS静态法工艺简单，成本低。但采用已有的静态SHS法制备的陶瓷内衬复合钢管的尺寸精度低，难以满足如泥浆泵等机械设备需要的配合尺寸的要求。采用陶瓷磨削加工方法固然可以达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。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种尺寸精度高、加工量小的制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法。本发明的目的是这样实现的一种制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程
钢管内装铝热焊剂，在钢管的一端点燃后按下式发生自蔓延反应
2Al+Fe203=2Fe+ Al203+836 (kj)
自蔓延反应由点燃 端向下蔓延，燃烧波所到之处反应产物体积剧烈膨胀，钢管即刻处于红热状态，在胀爆力的作用下，生成的熔融产物Al2O3和Fe被甩向管壁，处于熔融状态的反应产物除在胀爆力的作用下向管壁运动外，同时在重力作用下向下沉降，沉降过程刚刚结束，一高速旋转的钻头立即自上而下进入管内，对处于熔融或高温塑性状态的陶瓷涂层实施高温钻削加工。本发明的有益效果是
本发明具有工艺简单，成本廉价，产品尺寸精度高，加工量小，性能优良等优点。
具体实施例方式本发明涉及的制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法，所述方法包括以下工艺过程
钢管内装铝热焊剂，在钢管的一端点燃后按下式发生自蔓延反应
2Al+Fe203=2Fe+ Al203+836 (kj)
由于放热反应可自行维持，绝热温度高达3428°C，自蔓延反应由点燃端向下蔓延。燃烧波所到之处反应产物体积剧烈膨胀，钢管即刻处于红热状态。在胀爆力的作用下，生成的熔融产物Al2O3和Fe被甩向管壁。
由于Fe与Al2O3比重不同，在径向运动过程中，比重大的Fe向管壁运动的加速度大，故主要分布于内层，而比重小的Al2O3则主要分布于表层，过渡层中含有^ - Fe,同时还含有一定量的Al2O315由于梯度结构，使涂层与基体的热膨胀协调性良好。处于熔融状态的反应产物除在胀爆力的作用下向管壁运动外，同时在重力作用下向下沉降。沉降过程刚刚结束，一高速旋转的钻头立即自上而下进入管内，对处于熔融或高温塑性状态的陶瓷涂层实施高温钻削加工。结果将获得高尺寸精度和较高表面粗糙度的陶瓷内衬钢管。
实施例钢管内装满铝热焊剂，点燃后钢管内发生自蔓延反应。当反应产物向下沉降的过程刚刚结束，一高速旋转的钻头立即自上而下进入管内，对处于熔融或高温塑性状态的陶瓷涂层实施高温钻削加工。钻 头由高温合金或碳纤维制成。
权利要求
1.一种制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程 钢管内装铝热焊剂，在钢管的一端点燃后按下式发生自蔓延反应2Al+Fe203=2Fe+ Al203+836 (kj) 自蔓延反应由点燃端向下蔓延，燃烧波所到之处反应产物体积剧烈膨胀，钢管即刻处于红热状态，在胀爆力的作用下，生成的熔融产物Al2O3和Fe被甩向管壁，处于熔融状态的反应产物除在胀爆力的作用下向管壁运动外，同时在重力作用下向下沉降，沉降过程刚刚结束，一高速旋转的钻头立即自上而下进入管内，对处于熔融或高温塑性状态的陶瓷涂层实施高温钻削加工。
2.根据权利要求1所述的一种制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法，其特征在于所述钻头由高温合金或碳纤维制成。
全文摘要
本发明涉及一种制备精密陶瓷内衬复合钢管的重力沉降高温钻削方法，属于表面涂层技术领域。所述方法包括以下工艺过程钢管内装铝热焊剂，在钢管的一端点燃后发生自蔓延反应。自蔓延反应由点燃端向下蔓延，燃烧波所到之处反应产物体积剧烈膨胀，钢管即刻处于红热状态，在胀爆力的作用下，生成的熔融产物Al2O3和Fe被甩向管壁，处于熔融状态的反应产物除在胀爆力的作用下向管壁运动外，同时在重力作用下向下沉降，沉降过程刚刚结束，一高速旋转的钻头立即自上而下进入管内，对处于熔融或高温塑性状态的陶瓷涂层实施高温钻削加工。本发明具有工艺简单，成本廉价，产品尺寸精度高，加工量小，性能优良等优点。
文档编号B23B35/00GK103060802SQ20121051267
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者陈威, 陈大智, 谭佃龙, 高一翔, 朱丹, 韩玥, 何亦栋 申请人:江阴东大新材料研究院