專利名稱：陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造領(lǐng)域，涉及一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法。
背景技術(shù)：
1981年日本的Odawara等采用鋁熱-離心法制造陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管，并申請了一系列專利J58188591、J59218841、J59083983、J61079226、J61079777、J62086172、J63089680。其基本原理是Al、Mg等金屬元素與氧化鐵等發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)，在沒有外加熱源的情況下，利用化學(xué)反應(yīng)熱自動蔓延并得到熔融的氧化物陶瓷熔漿，在離心力的作用下使陶瓷相與金屬分離，在鋼管內(nèi)表面形成金屬陶瓷層，殷聲等也申請了有關(guān)鋁熱-離心法制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的專利CN1059376A，通過加入長石、硅灰石等添加劑得到致密的陶瓷層。
但是鋁熱-離心法僅適于制備大口徑直管，而不能制備彎管、異型管或小口徑直管，對離心設(shè)備的速度和精度要求很高。王建江等為了克服上述缺陷，采用重力分離法生產(chǎn)彎管和小口徑管，并申請了專利，公開號CN1168312A。原理是在置于保溫介質(zhì)的管內(nèi)腔中加入鋁熱劑及添加劑SiO2點燃物料發(fā)生鋁熱反應(yīng)，靠反應(yīng)物自身比重的差異進(jìn)行分離，在管內(nèi)壁熔覆形成致密的陶瓷層。
但是CN1168312A專利中的配方比例變化范圍不大，反應(yīng)體系放熱量調(diào)整困難，添加劑單一，反應(yīng)初始端報廢量大，對于變口徑和短小的復(fù)合噴嘴有不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法，其特點是，包括以下步驟1)首先采用碳鋼或不銹鋼制成一噴嘴基體；2)在噴嘴基體內(nèi)充填鋁熱反應(yīng)原料和添加劑，鋁熱反應(yīng)原料為Al-Fe2O3-CrO3燃燒體系反應(yīng)物料，添加劑為SiO2、或CaF2或ZrSiO4；其比例關(guān)系為鋁熱反應(yīng)原料85％～95％，添加劑5％～15％，按照比例稱重、攪拌、烘干，加壓密實；3)將噴嘴基體豎直裝夾，點燃使之發(fā)生自蔓延反應(yīng)，即可在鋼基體內(nèi)表面熔覆均勻、致密與基體金屬結(jié)合的陶瓷層。
本發(fā)明的其它一些特點是，噴嘴基體內(nèi)徑為變口徑。
所用反應(yīng)原料和添加劑的Al粉、Fe2O3粉、CrO3粉、ZrSiO4粉均為工業(yè)純度原料，粒度為300目。
鋁熱反應(yīng)原料和添加劑配比有以下兩個反應(yīng)方程式(1)(2)對于不同的管徑系列，可以通過調(diào)整(CrO3+2Al)和(Fe2O3+2Al)的比例關(guān)系控制發(fā)熱量，管徑增大，比例減小，管徑減小，比例增大。
本發(fā)明的方法制備的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴，陶瓷層厚度均勻、致密、表面光滑、變口徑過渡自然，具有良好的耐高溫、耐磨損、耐機(jī)械沖擊以及良好的焊接裝配性能。


圖1是采用本發(fā)明制備的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴端面照片；圖2是圖1的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴剖面照片。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
依照上述技術(shù)方案，在制備的碳鋼或不銹鋼噴嘴鋼管內(nèi)腔加入鋁熱反應(yīng)原料以及適量添加劑SiO2、CaF2、ZrSiO4，點燃使其發(fā)生鋁熱反應(yīng)，在反應(yīng)自身放熱的作用下，逐層燃燒，在管壁激冷和重力的作用下，在管內(nèi)壁熔覆形成致密均勻的陶瓷層。
上述反應(yīng)物料經(jīng)粉碎、烘干、按照反應(yīng)比例混合、填充于鋼管內(nèi)部，反應(yīng)物料中的重量百分比為鋁熱劑85％～95％，添加劑5％～15％。
將鋁熱劑和添加劑混合以后，填充入鋼管內(nèi)部，用電阻絲通電引燃發(fā)生自蔓延反應(yīng)。
以下是發(fā)明人給出的實施例，但本發(fā)明不限于這些實施例，在上述技術(shù)方案中的反應(yīng)物料配方范圍，均可以達(dá)到本發(fā)明的目的。
實施例1FCCU主風(fēng)分布陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴(如圖1，2所示)外徑為44mm的FCCU主風(fēng)分布管陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴，采用配方為28.5％(CrO3+2Al)，66.5％(Fe2O3+2Al)，3％CaF2，2％SiO2，將上述原料粉末混合后充填于鋼管中，用電阻絲通電引燃自蔓延反應(yīng)，在碳鋼或不銹鋼噴嘴內(nèi)壁形成致密均勻的陶瓷內(nèi)襯層。
外徑為36mm的FCCU主風(fēng)分布管陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴，采用配方為50％(CrO3+2Al)，40％(Fe2O3+2Al)，10％ZrSiO4，將上述原料粉末混合后充填于鋼管中，用電阻絲引燃自蔓延反應(yīng)，在碳鋼或不銹鋼噴嘴內(nèi)壁形成致密均勻的陶瓷內(nèi)襯層。
對于不同的管徑系列，可以通過調(diào)整(CrO3+2Al)和(Fe2O3+2Al)的比例關(guān)系控制發(fā)熱量，管徑增大，比例減小，管徑減小，比例增大。
實施例2陶瓷內(nèi)襯噴砂機(jī)噴嘴60％(CrO3+2Al)，25％(Fe2O3+2Al)，15％CaF2，將上述原料粉末混合后充填于外徑27mm，內(nèi)徑14mm的噴嘴中，用電阻絲引燃自蔓延反應(yīng)，在碳鋼或不銹鋼噴嘴內(nèi)壁形成致密均勻的陶瓷內(nèi)襯層。
鋁熱反應(yīng)原料和添加劑配比有以下兩個反應(yīng)方程式(1)(2)本發(fā)明所取得的進(jìn)步在于對于不同的管徑系列，可以通過調(diào)整(CrO3+2Al)和(Fe2O3+2Al)的比例關(guān)系控制發(fā)熱量，管徑增大，比例減小，管徑減小，比例增大。添加ZrSiO4作為添加劑，在高溫下ZrSiO4分解生成ZrO2，從而起到韌化陶瓷的作用。
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)不適合于制備小口徑、變口徑噴嘴，以及表面質(zhì)量不良的不足。制備后的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴陶瓷層厚度均勻、致密、表面光滑、變口徑過渡自然，具有良好的耐高溫、耐磨損、耐機(jī)械沖擊以及良好的焊接裝配性能。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法，其特征在于，包括以下步驟1)首先采用碳鋼或不銹鋼制成一噴嘴基體；2)在噴嘴基體內(nèi)充填鋁熱反應(yīng)原料和添加劑，鋁熱反應(yīng)原料為Al-Fe2O3-CrO3燃燒體系反應(yīng)物料，添加劑為SiO2、或CaF2或ZrSiO4；其比例關(guān)系為鋁熱反應(yīng)原料85％～95％，添加劑5％～15％，按照比例稱重、攪拌、烘干，加壓密實；3)將噴嘴基體豎直裝夾，點燃使之發(fā)生自蔓延反應(yīng)，即可在鋼基體內(nèi)表面熔覆均勻、致密與基體金屬結(jié)合的陶瓷層。
2.按照權(quán)利要求1所述的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法，其特征在于噴嘴基體內(nèi)徑為變口徑。
3.按照權(quán)利要求1所述的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法，其特征在于所用反應(yīng)原料和添加劑的Al粉、Fe2O3粉、CrO3粉、ZrSiO4粉均為工業(yè)純度原料，粒度為300目。
4.按照權(quán)利要求1所述的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制造方法，其特征在于，鋁熱反應(yīng)原料和添加劑配比有以下兩個反應(yīng)方程式(1)(2)對于不同的管徑系列，可以通過調(diào)整(CrO3+2Al)和(Fe2O3+2Al)的比例關(guān)系控制發(fā)熱量，管徑增大，比例減小，管徑減小，比例增大。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合噴嘴的制備方法，該方法采用基于靜態(tài)自蔓延過程，采用Al－Fe
文檔編號B24C5/04GK1541778SQ20031010589
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者潘希德, 薛錦, 董現(xiàn)春, 王建江 申請人:西安交通大學(xué)