一种抗铝液腐蚀的吸铝管及其制造方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115922244A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211512434.0(22)申请日2022.11.29(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人张国栋徐博聘周怡成李孟钊汪昌顺龚寅卿银航王麒瑜郭嘉琳梅青松(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222专利代理师兰岚(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)C25C3/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种抗铝液腐蚀的吸铝管及其制造方法与应用(57)摘要本发明提供一种抗铝液腐蚀的吸铝管的制造方法，包括以下步骤：首先、对钢材基体的表面进行打磨抛光、除油除锈和喷砂处理；其次、将高熵合金复合粉末以等离子熔敷的方式，在处理后的钢材基体表面形成高熵合金涂层；再次，将产物随炉降温冷却，得到抗铝液腐蚀的复合材料；最后、将抗铝液腐蚀的复合材料卷匝形成管材，采用MIG焊的方式将管材的接缝紧密相连，即得到一种抗铝液腐蚀的吸铝管。本发明还提供由上述制造方法制得的吸铝管，以及设有该吸铝管的抬包。所述吸铝管具有优异的抗铝液腐蚀性能、更高的使用寿命、更低的报废率，对于提高铝液质量，减少吸铝管拆卸清理效率，降低劳动强度，实现节能减排，保障电解系列安全生产具有重要意义。CN115922244ACN115922244A权利要求书1/1页1.一种抗铝液腐蚀的吸铝管的制造方法，包括以下步骤：S1、对钢材基体的表面进行打磨抛光、除油除锈和喷砂处理，得到处理后的钢材基体；S2、将高熵合金复合粉末以等离子熔敷的方式，在所述处理后的钢材基体表面形成高熵合金涂层；所述高熵合金复合粉末包括合金粉末和陶瓷相粉末，所述合金粉末选自FeCrCoMnNi系合金和/或FeCuCoMnNi合金，所述陶瓷相粉末选自ZrC粉末、WC粉末或MoC粉末中的一种或多种的组合；S3、将步骤S2制得的产物随炉降温冷却，得到抗铝液腐蚀的复合材料；S4、将所述抗铝液腐蚀的复合材料卷匝形成管材，采用MIG焊的方式将所述管材的接缝紧密相连，即得到一种抗铝液腐蚀的吸铝管。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，钢材基体的厚度为10～15mm，所述钢材基体选自Q235钢或304不锈钢。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述高熵合金粉末呈球形，其粒径为100～200目。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述高熵合金涂层的厚度为2～4mm。5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述等离子熔敷中，熔敷电流为160～180A，送粉气流量为3.5～6.5L/min，送粉速率为40～60g/min，熔敷速度为300～400mm/min。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述等离子熔敷采用双面熔敷的方式进行。7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述随炉降温冷却的初始温度为400～500℃，降温速度为30～50℃/h。8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，管材的直径为130～150mm；所述MIG焊的焊接气氛为氩气，MIG焊的焊丝选自直径为1.2mm或1.6mm的ER309L焊丝，焊接速度为200～300mm/min。9.一种吸铝管，其特征在于，由根据权利要求1‑8中任一项所述的制造方法制得。10.一种抬包，其特征在于，其包括权利要求9所述的吸铝管。2CN115922244A说明书1/7页一种抗铝液腐蚀的吸铝管及其制造方法与应用技术领域[0001]本发明属于有色冶金技术领域，具体涉及一种抗铝液腐蚀的吸铝管及其制造方法，还涉及一种包括该抗铝液腐蚀的吸铝管的抬包。背景技术[0002]抬包是电解铝生产过程中的重要设备，它主要承担着从电解槽中将高温铝液吸出，转运的任务。而吸铝管是各种类型抬包(包括敞口抬包和真空抬包)不可缺少的重要结构，它一般由处于最上部与包体相连的弯管(又叫球形管，A管)、吸铝时插入铝液的马蹄口状直管(C管)以及两端均带有法兰的直管(B管)三段组成。目前所用的吸铝管基本全由整体铸造而成，成本较高，且对于材料有较高的要求。[0003]在工作时，吸铝管的C管插入电解铝槽的铝液内，利用虹吸原理，铝水沿B管和A管被吸入到抬包中。由于铝液的温度高达660～950℃，并存在有电解质氟化物。吸铝管在上述工作过程中会不断受到高温铝液的冲刷和腐蚀，这很容易导致管壁减薄甚至穿孔，一般吸铝管出铝20～30包就会报废，使用寿命短，消耗材料大，更换频率高，不仅降低了电解槽的生产效率，还增加了出铝成本。[0004]基于以上背景，研究人员一直在探索新的吸铝管制备