复合陶瓷钢管资料

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1、南京芬奇工业设备有限公司 复合陶瓷钢管 一、概述复合陶瓷钢管是国家"八六三"高科技技术计划中研制成功并率先产业化的具有国际先进水平的新型复合材料。产品采用自蔓延高温合成法（SHS）制造，利用铝热反应自身放热熔融反应物，在离心力作用下使Al2O3和Fe的分离原理，复合管从内而外分别是刚玉陶瓷（AL2O3）层、过渡层和钢管层。刚玉陶瓷层是在2000℃以上高温形成的致密的钢玉陶瓷通过过渡层同钢管形成牢固的冶金结合，具有良好的耐蚀、耐磨及高强度、韧性，较强抗机械冲击和抗热冲击的综合性能。且能进行车削，磨削和焊接等

2、加工。到目前为止，没有任何一种复合材料具有这种优异综合性能。　　该产品于九四年分别通过了冶金部和电力部的成果和产品鉴定（冶金部93冶科成鉴字372号、电力部94电产鉴字30号）。是国家"863"高技术新材料专家委员会重点支持和推广项目，并被国家科委列入九五年国家级火炬计划。　陶瓷钢铁复合管已广泛用于电力、钢铁、冶金、矿山、煤炭、水泥和铸铝业，经电厂煤粉、灰渣和矿山尾矿、铁矿粉输送、矿井回填等使用表明，其寿命比普通钢管高10倍以上。二.生产工艺陶瓷钢铁复合管是采用自蔓延高温合成―离心法制造的。即将无缝钢管放

3、在离心机的管模内，在钢管内加入氧化铁粉和铝粉混合物，这种混合物在化学中称为铝热剂。离心机管模旋转达到一定速度后，经一火星点燃铝热剂，铝热剂立即自己燃烧，燃烧波迅速蔓延，在蔓延时发生如下剧烈的化学反应：　　2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe+836KJ　　3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe+3265KJ　　铝热剂反应后生成物为稳定型α-Al2O3（即刚玉）和铁，同时放出大量热量。这些热量如在绝热条件下，绝热温度可达到3753K和3509K，它使钢管内原来物料以及反应后的生成物，即是熔点为2045

4、℃的刚玉也都变成熔液。由于反应非常迅速，只有数秒钟，熔融反应物在离心力作用下。迅速按比重大小进行分离。铁的比重（7.85g/㎝3）为Al2O3比重（3.95g/㎝3）两倍，较重的铁被离心力甩到钢管内壁，较轻的Al2O3则分布在铁层的内层。由于钢管迅速吸热和传热，Al2O3和Fe很快达到凝固点，分层凝固。最后形成的陶瓷钢管从内到外分别为刚玉瓷层，以铁为主的过渡层，以及外部的钢管层。高温熔融的铁液和Al2O3液，与钢管内壁接触，使钢管内壁处于半熔融状态，使铁层与钢管形成冶金结合，铁层与刚玉瓷层间也形成牢固的机

5、械结合，其结合压剪强度（即在轴向把陶瓷层压出时强度）≥15MPa；陶瓷钢管压溃强度（即从管外把管内陶瓷压碎时的强度）≥50MPa。-7-南京芬奇工业设备有限公司三、特点1、耐磨性好。　　2、运行阻力小。　　3、工程造价低；陶瓷内衬复合钢管因重量轻，使用寿命提高，从而使支吊架费用，搬运费用减少，平均投资下降。陶瓷复合管的工程总造价与铸石管相当，与耐磨钢管相比工程造价下降20—30％。　　4、耐腐蚀、防结垢。　　5、耐温性能好：陶瓷内衬复合钢管能在－50～900℃温度范围内长期正常运行，材料线膨胀系数6～8×

6、10－6℃。　　6、安装施工方便：产品重量轻，与同内径的其他管材相比，可节约钢材20～30％，且具有耐热与耐机械冲击等良好的综合性能，可采用焊接、法兰快速等联接方式，施工安装方便，可减少安装费用。三、性能  与传统生产工艺截然不同，采用自蔓延离心法技术生产的陶瓷钢管具有独特的组织结构。独特的组织机构又决定了它的优良的综合性能。它不但抗磨损，有高的硬度和强度，而且具有良好的抗机械冲击和热冲击的综合性能。陶瓷钢管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质性区别。陶瓷钢管外层是钢管，内层是刚

7、玉。刚玉层硬度高达HV1100-1400,相当于钨钴硬质合金，耐磨性比碳钢管高20倍以上，它比通常粘接而成的刚玉砂轮性能优越得多。现在刚玉砂轮仍是各种磨床磨削淬火钢主要砂轮。陶瓷钢管中刚玉层可把刚玉砂轮磨损掉。陶瓷钢管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层，刚玉莫氏硬度为9，仅次于金刚石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。而铸石管成份中只有15%左右为刚玉，大部分为Sio2,Sio2莫氏硬度为7。高铬或稀土耐磨合金管，维氏硬度400左右，不足刚玉硬度的三分之一。所以耐磨合金铸钢管、铸石管抗磨既靠成份和

8、组织，又靠厚度、陶瓷钢管抗磨能力与它们相比，有了质的飞跃。陶瓷钢管中刚玉熔点为2045℃，刚玉层与钢层由于工艺原因结构特殊，应力场也特殊。在常温下陶瓷层受到压应力，钢层受到拉应力，二者对立统一成一个平衡的整体。只有温度升高到400℃以上，由于二者热膨胀系数不一样，热膨胀产生的新应力场才使陶瓷钢管中原来存在的应力场相互抵消，使陶瓷层与钢铁层两者处于自由平衡状态。当温度升高到800℃-7-南京芬奇工业设备有限公司，它是复合时母管达