一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺

摘要

本发明公开了一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺，所述无缝钢管包括管体、功能层和涂层，所述管体的内侧壁设置有第一涂层，所述管体的外侧壁设置有第二涂层，所述第一涂层和管体内表面之间、第二涂层和管体外表面之间均设置有功能层。本发明通过结构设置、组分和制备工艺，实现所制无缝钢管功能的提升，功能层提高钢管表面硬度和耐摩擦能力，维持中心的塑韧性，将钢管与涂层隔离，便于第一涂层和第二涂层发挥其应有的效用，提高无缝钢管性能，第一涂层提高无缝钢管的密封性、润滑性、耐摩擦性能较好，降低所制气弹簧质化活塞和压力缸之间的摩擦，第二涂层提高无缝钢管的防腐能力、导热性和抗冲击能力，延长其使用寿命。

权利要求

1.一种气弹簧用精密型无缝钢管，其特征在于：所述无缝钢管包括管体、功能层和涂层，所述管体的内侧壁设置有第一涂层，所述管体的外侧壁设置有第二涂层，所述第一涂层和管体内表面之间、第二涂层和管体外表面之间均设置有功能层；

所述功能层为渗碳层，所述第一涂层为陶瓷复合层，所述第二涂层为含锌树脂层；

所述第一涂层包括以下重量组分；44～52份聚氯乙烯、12～20份聚酰胺、4～8份氯丁橡胶、12～26份淬火油、21～27份陶瓷颗粒、0.01～0.1份抗氧剂、0.01～0.1份润湿剂，所述陶瓷颗粒包括以下重量组分：65～72份二氧化硅、14～21份三氧化二铝、12～14份二氧化钛、3～7份碳化铬、5～8份镍铬合金；

所述第二涂层包括以下重量组分：53～67份环氧树脂、13～21份氯丁橡胶、7～12份金属锌、1～3份固化剂、0.01～3份稀释剂、0.05～6份膨润土、0.03～2份增塑剂、0.001～

0.003份热稳定剂、0.5～1.5份抗结剂。

2.根据权利要求1所述的一种气弹簧用精密型无缝钢管，其特征在于：所述管体包括以下重量组分：0.13～0.25%碳、1.10～1.40%硅、1.10～1.40%锰、0～0.15%钼、0～0.3%钒、0～

0.3%铝、0.001～0.003%硼、0～0.035%硫、0～0.035%磷，余量为铁。

3.根据权利要求1‑2任一项所述的一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

2）制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

3）制备涂层浆料：分别取第一涂层组分原料和第二涂层组分原料进行处理，制得第一浆料、第二浆料和锌浆；

4）制备无缝钢管：取钢管进行渗碳处理，制得功能层，然后进行热处理，同时向其内腔持续通入第一浆料，烘干冷却，形成第一涂层，在钢管的外表面分别涂布锌浆和第二浆料，烘干形成第二涂层，制得无缝钢管。

4.根据权利要求3所述的一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺，其特征在于，所述

3）包括以下步骤：

a）制备第一浆料：

取二氧化硅、偶联剂加入去离子水，制得分散液；取三氯化铝加入氨水，制得氢氧化铝胶体；取二氧化钛、碳化铬、镍铬合金颗粒分别加入分散液中，搅拌充分混合后，加入氢氧化铝胶体，搅拌混合后干燥，置于550～600℃温度下保温3～4h，制得陶瓷颗粒；

取陶瓷颗粒加入溶剂制得分散液，加入偶联剂均匀混合，并与聚氯乙烯、聚酰胺、氯丁橡胶、抗氧剂、润湿剂共挤，制得改性粉末；取改性粉末加入淬火油，均匀分散，制得第一浆料；

b）制备第二浆料：

取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌15～30min，分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌30～45min，制得第二浆料；

c）制备锌浆：

取金属锌制得纳米粉末，与偶联剂共混，加入溶剂混合均匀后，分别加入环氧树脂和固化剂搅拌均匀，制得锌浆。

5.根据权利要求3所述的一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺，其特征在于，所述

4）包括以下步骤：

取钢管进行表面渗碳，形成功能层；置于860～900℃温度下保温90～120min，降温至

840～860℃保温90～120min，空冷后置于400～450℃温度下再次保温45～60min，取出空冷，当钢管冷却至150～200℃温度时，向钢管的内腔通入淬火油，同时向钢管的外表面进行盐水冷却，淬火油的流量为180～210L/h，通入时间为4～12s；

然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为125～135L/h，占空比为0.3～0.6，第一浆料通入总时间为18～24s，快速冷却，清洗干燥，形成第一涂层；

加热钢管外表面，利用温度为400～450℃的陶瓷微粒在钢管外表面进行喷射，冷却清洗后取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布第二浆料，形成第二涂层，制得无缝钢管。

说明书

一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及机械领域，具体是一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺。

背景技术

[0002] 在汽车、航空、医疗器械、家具、机械制造等领域，常常能用到一种工业配件——气弹簧，主要功能为支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节，由活塞杆、活塞、密封导向套、填
充物、压力缸和接头等部分组成，压力缸内填充有惰性气体或者油气混合物，能够升高密闭
压力缸的压力，活塞杆位于压力缸内，通过活塞内外的形成的压力差实现活塞杆的运动，速
度较慢，易于控制。其中气弹簧中的压力缸为无缝钢管，为高精密的钢管材料，其成品精度
高，表面质量好，但长期使用，活塞杆的循环往复，活塞与压力缸间的摩擦增大，会使得气弹
簧的功能性降低，需要气弹簧的持续使用效果。因此，我们提出一种气弹簧用精密型无缝钢
管的加工工艺。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种气弹簧用精密型无缝钢管，所述无缝钢管包括管体、功能层和涂层，所述管体的内侧壁设置有第一涂层，所述管体
的外侧壁设置有第二涂层，所述第一涂层和管体内表面之间、第二涂层和管体外表面之间
均设置有功能层。

[0005] 进一步的，所述功能层为渗碳层，所述第一涂层为陶瓷复合层，所述第二涂层为含锌树脂层。

[0006] 进一步的，所述第一涂层包括以下重量组分；44～52份聚氯乙烯、12～20份聚酰胺、4～8份氯丁橡胶、12～26份淬火油、21～27份陶瓷颗粒、0.01～0.1份抗氧剂、0.01～0.1
份润湿剂。

[0007] 所述陶瓷颗粒包括以下重量组分：65～72份二氧化硅、14～21份三氧化二铝、12～14份二氧化钛、3～7份碳化铬、5～8份镍铬合金。

[0008] 进一步的，所述第二涂层包括以下重量组分：53～67份环氧树脂、13～21份氯丁橡胶、7～12份金属锌、1～3份固化剂、0.01～3份稀释剂、0.05～6份膨润土、0.03～2份增塑
剂、0.001～0.003份热稳定剂、0.5～1.5份抗结剂。

[0009] 进一步的，所述管体包括以下重量组分：0.13～0.25％碳、1.10～1.40％硅、1.10～1.40％锰、0～0.15％钼、0～0.3％钒、0～0.3％铝、0.001～0.003％硼、0～0.035％硫、0
～0.035％磷，余量为铁。

[0010] 在上述技术方案中，无缝钢管的单侧截面结构依次为：第一涂层、功能层、钢管、功能层、第二涂层，功能层为渗碳层，使得钢管的外表面和内表面均具有优异的表面硬度和耐
摩擦能力，钢管侧壁的中心维持初始的韧性和塑性，并将钢管与第一涂层、第二涂层隔离，
便于第一涂层和第二涂层更好、持续地发挥其应有的效用，提高所制无缝钢管的综合性能。

[0011] 一种气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺，包括以下步骤：

[0012] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0013] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0014] 3)制备涂层浆料：分别取第一涂层组分原料和第二涂层组分原料进行处理，制得第一浆料、第二浆料和锌浆；

[0015] 4)制备无缝钢管：取钢管进行渗碳处理，制得功能层，然后进行热处理，同时向其内腔持续通入第一浆料，烘干冷却，形成第一涂层，在钢管的外表面分别涂布锌浆和第二浆
料，烘干形成第二涂层，制得无缝钢管。

[0016] 进一步的，所述步骤3)包括以下步骤：

[0017] a)制备第一浆料：

[0018] 取二氧化硅、偶联剂加入去离子水，制得分散液；取三氯化铝加入氨水，制得氢氧化铝胶体；取二氧化钛、碳化铬、镍铬合金颗粒分别加入分散液中，搅拌充分混合后，加入氢
氧化铝胶体，搅拌混合后干燥，置于550～600℃温度下保温3～4h，制得陶瓷颗粒；

[0019] 取陶瓷颗粒加入溶剂制得分散液，加入偶联剂均匀混合，并与聚氯乙烯、聚酰胺、氯丁橡胶、抗氧剂、润湿剂共挤，制得改性粉末；取改性粉末加入淬火油，均匀分散，制得第
一浆料；

[0020] b)制备第二浆料：

[0021] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌15～30min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌30～45min，制得第二浆料；

[0022] c)制备锌浆：

[0023] 取金属锌制得纳米粉末，与偶联剂共混，加入溶剂混合均匀后，分别加入环氧树脂和固化剂搅拌均匀，制得锌浆。

[0024] 在上述技术方案中，氢氧化铝和二氧化硅分散液组成水性体系，将二氧化钛、碳化铬、镍铬合金均匀分散，在烧结后，二氧化硅和生成的氧化铝形成多孔，并填充二氧化钛、碳
化铬、镍铬合金，制得陶瓷颗粒，在确保其韧性的同时，提高强度；然后与聚氯乙烯、聚酰胺、
氯丁橡胶混合，填充于陶瓷颗粒表面孔隙，制得第一浆料，使得第一浆料所制的第一涂层对
所制气弹簧中的填充物有着较高的耐性，具有优秀的弹性、力学性能，提高气弹簧的密封
性，且润滑性、耐摩擦性能较好，降低所制气弹簧质化活塞和压力缸之间的摩擦系数，从而
提高气弹簧的功能性，保证气弹簧持续有效的应用；

[0025] 通过环氧树脂和氯丁橡胶共混，并于其他助剂共混，制得第二浆料，能够提高所制第二涂层的耐候性、柔韧性，其力学性能较好，在受到外界刺激、接触外界冲击时能够缓解
所制气弹簧中钢管所受刺激，降低环境对气弹簧的影响，避免气弹簧受损，延长其使用寿
命；

[0026] 通过环氧树脂与金属锌共混，制得锌浆，使得所制第二涂层中与钢管的接触面形成抗氧化功能层，第二涂层在受到环境氧化时，其中的锌首先被氧化，并生成氧化锌，在达
到保护钢管，实现抗氧化功能的同时，提高所制第二涂层的导热性，传导气弹簧中活塞移动
产生的摩擦热，锌氧化，体积膨胀，填充第二涂层中的孔隙，降低氧气侵蚀对钢管的影响，并
可对氯丁橡胶进行硫化，提高第二涂层的综合性能。

[0027] 进一步的，所述步骤4)包括以下步骤：

[0028] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；置于860～900℃温度下保温90～120min，降温至840～860℃保温90～120min，空冷后置于400～450℃温度下再次保温45～60min，取出空
冷，当钢管冷却至150～200℃温度时，向钢管的内腔通入淬火油，同时向钢管的外表面进行
盐水冷却，淬火油的流量为180～210L/h，通入时间为4～12s；

[0029] 然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为125～135L/h，占空比为0.3～0.6，第一浆料通入总时间为18～24s，快速冷却，
清洗干燥，形成第一涂层；

[0030] 加热钢管外表面，利用温度为400～450℃的陶瓷微粒在钢管外表面进行喷射，冷却清洗后取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布第二浆料，形成第二涂层，制得无缝钢
管。

[0031] 在上述技术方案中，钢管表面渗碳后，经热处理，使得渗碳厚度增加，保持钢管侧壁中心的韧性，提高钢管表面强化效果；热处理后进行冷却，在钢管内外分别通入淬火油和
盐水，使得钢管的内表面和外表面的冷却速度不一致，外表面晶粒组织较细，提高钢管外表
面强度，提高位错阻力，降低钢管内表面的塑性变形能力，避免在所制气弹簧中活塞在压力
缸中移动，压力由钢管表面向内表面传递时，钢管发生形变，且在活塞摩擦钢管时，因钢管
内表面的晶粒较粗，能够提高内表面晶界粘滞性，防止内表面的强度降低，避免影响所制气
弹簧中压力缸的密封性和活塞的运动轨迹，保证气弹簧的有效使用；

[0032] 而后向钢管的内腔通入第一浆料，使得第一浆料中的物料黏附于钢管内表面，形成第一涂层，同时对钢管进行降温，所形成的第一涂层能够将钢管内表面上的晶界、孔隙填
充，缓解钢管组织缺陷带来的影响，提高所制无缝钢管的整体强度，因所制第一涂层中的组
分和制备工艺，使其能够承受较大载荷，并减少摩擦造成的涂层受损，提高所制第一涂层的
使用寿命；

[0033] 锌浆和第二浆料在钢管外表面形成第二涂层，使得钢管外表面分别包裹含锌层和弹性层，在提高钢管防锈、抗氧化能力的同时，提高对无缝钢管的防护能力；通过上述结构
的组合，达到所制无缝钢管功能上的提升，提高气弹簧长期使用效果。

[0034] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0035] 本发明的气弹簧用精密型无缝钢管的加工工艺，通过钢管、功能层、第一涂层和第二涂层的结构设置、组分和制备工艺，实现所制无缝钢管功能的提升，利用功能层提高钢管
的外表面和内表面的表面硬度和耐摩擦能力，维持钢管侧壁中心的韧性和塑性，并将钢管
与第一涂层、第二涂层隔离，便于第一涂层和第二涂层更好、持续地发挥其应有的效用，提
高所制无缝钢管的综合性能，利用第一涂层提高无缝钢管的密封性、润滑性、耐摩擦性能较
好，降低所制气弹簧质化活塞和压力缸之间的摩擦，利用第二涂层提高无缝钢管的防腐能
力、导热性和抗冲击能力，实现所制无缝钢管功能性的提升，并延长其使用寿命。

具体实施方式

[0036] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范
围。

[0037] 实施例1

[0038] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0039] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0040] 3)制备涂层浆料：

[0041] a)制备第一浆料：

[0042] 取二氧化硅、偶联剂加入去离子水，制得分散液；取三氯化铝加入氨水，制得氢氧化铝胶体；取二氧化钛、碳化铬、镍铬合金颗粒分别加入分散液中，搅拌充分混合后，加入氢
氧化铝胶体，搅拌混合后干燥，置于550℃温度下保温3h，制得陶瓷颗粒，此时陶瓷颗粒中包
含65份二氧化硅、14份三氧化二铝、12份二氧化钛、3份碳化铬、5份镍铬合金；

[0043] 取21份陶瓷颗粒加入溶剂制得分散液，加入偶联剂均匀混合，并与44份聚氯乙烯、12份聚酰胺、4份氯丁橡胶、0.01份抗氧剂、0.01份润湿剂共挤，制得改性粉末；取改性粉末
加入12份淬火油，均匀分散，制得第一浆料；

[0044] b)制备第二浆料：

[0045] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌15min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌30min，制得第二浆料；

[0046] c)制备锌浆：

[0047] 取金属锌制得纳米粉末，与偶联剂共混，加入溶剂混合均匀后，分别加入环氧树脂和固化剂搅拌均匀，制得锌浆；

[0048] 4)制备无缝钢管：

[0049] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；置于860℃温度下保温90min，降温至840℃保温90min，空冷后置于400℃温度下再次保温45min，取出空冷，当钢管冷却至150℃温度时，
向钢管的内腔通入淬火油，同时向钢管的外表面进行盐水冷却，淬火油的流量为180L/h，通
入时间为4s；

[0050] 然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为125L/h，占空比为0.3，第一浆料通入总时间为18s，快速冷却，清洗干燥，形成第
一涂层；

[0051] 加热钢管外表面，利用温度为400℃的陶瓷微粒在钢管外表面进行喷射，冷却清洗后取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布第二浆料，形成第二涂层，制得无缝钢管。

[0052] 实施例2

[0053] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0054] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0055] 3)制备涂层浆料：

[0056] a)制备第一浆料：

[0057] 取二氧化硅、偶联剂加入去离子水，制得分散液；取三氯化铝加入氨水，制得氢氧化铝胶体；取二氧化钛、碳化铬、镍铬合金颗粒分别加入分散液中，搅拌充分混合后，加入氢
氧化铝胶体，搅拌混合后干燥，置于575℃温度下保温3.5h，制得陶瓷颗粒，此时陶瓷颗粒中
包含68份二氧化硅、17份三氧化二铝、13份二氧化钛、5份碳化铬、6份镍铬合金；

[0058] 取24份陶瓷颗粒加入溶剂制得分散液，加入偶联剂均匀混合，并与48份聚氯乙烯、18份聚酰胺、6份氯丁橡胶、0.05份抗氧剂、0.05份润湿剂共挤，制得改性粉末；取改性粉末
加入19份淬火油，均匀分散，制得第一浆料；

[0059] b)制备第二浆料：

[0060] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌22min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌37min，制得第二浆料；

[0061] c)制备锌浆：

[0062] 取金属锌制得纳米粉末，与偶联剂共混，加入溶剂混合均匀后，分别加入环氧树脂和固化剂搅拌均匀，制得锌浆；

[0063] 4)制备无缝钢管：

[0064] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；置于880℃温度下保温105min，降温至850℃保温105min，空冷后置于400～450℃温度下再次保温52min，取出空冷，当钢管冷却至175℃温
度时，向钢管的内腔通入淬火油，同时向钢管的外表面进行盐水冷却，淬火油的流量为
195L/h，通入时间为8s；

[0065] 然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为130L/h，占空比为0.5，第一浆料通入总时间为21s，快速冷却，清洗干燥，形成第
一涂层；

[0066] 加热钢管外表面，利用温度为425℃的陶瓷微粒在钢管外表面进行喷射，冷却清洗后取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布第二浆料，形成第二涂层，制得无缝钢管。

[0067] 实施例3

[0068] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0069] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0070] 3)制备涂层浆料：

[0071] a)制备第一浆料：

[0072] 取二氧化硅、偶联剂加入去离子水，制得分散液；取三氯化铝加入氨水，制得氢氧化铝胶体；取二氧化钛、碳化铬、镍铬合金颗粒分别加入分散液中，搅拌充分混合后，加入氢
氧化铝胶体，搅拌混合后干燥，置于600℃温度下保温4h，制得陶瓷颗粒，此时陶瓷颗粒中包
含72份二氧化硅、21份三氧化二铝、14份二氧化钛、7份碳化铬、8份镍铬合金；

[0073] 取27份陶瓷颗粒加入溶剂制得分散液，加入偶联剂均匀混合，并与52份聚氯乙烯、20份聚酰胺、8份氯丁橡胶、0.1份抗氧剂、0.1份润湿剂共挤，制得改性粉末；取改性粉末加
入26份淬火油，均匀分散，制得第一浆料；

[0074] b)制备第二浆料：

[0075] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌30min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌45min，制得第二浆料；

[0076] c)制备锌浆：

[0077] 取金属锌制得纳米粉末，与偶联剂共混，加入溶剂混合均匀后，分别加入环氧树脂和固化剂搅拌均匀，制得锌浆；

[0078] 4)制备无缝钢管：

[0079] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；置于900℃温度下保温120min，降温至860℃保温120min，空冷后置于450℃温度下再次保温60min，取出空冷，当钢管冷却至200℃温度时，
向钢管的内腔通入淬火油，同时向钢管的外表面进行盐水冷却，淬火油的流量为210L/h，通
入时间为12s；

[0080] 然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为135L/h，占空比为0.6，第一浆料通入总时间为24s，快速冷却，清洗干燥，形成第
一涂层；

[0081] 加热钢管外表面，利用温度为450℃的陶瓷微粒在钢管外表面进行喷射，冷却清洗后取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布第二浆料，形成第二涂层，制得无缝钢管。

[0082] 对比例1

[0083] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0084] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0085] 3)制备涂层浆料：

[0086] a)制备浆料：

[0087] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌22min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌37min，制得浆料；

[0088] b)制备锌浆：

[0089] 取金属锌制得纳米粉末，与偶联剂共混，加入溶剂混合均匀后，分别加入环氧树脂和固化剂搅拌均匀，制得锌浆；

[0090] 4)制备无缝钢管：

[0091] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；置于880℃温度下保温105min，降温至850℃保温105min，空冷后置于400～450℃温度下再次保温52min，取出空冷，当钢管冷却至175℃温
度时，向钢管的内腔通入淬火油，同时向钢管的外表面进行盐水冷却，淬火油的流量为
195L/h，直至钢管冷却，清洗干燥；

[0092] 加热钢管外表面，利用温度为425℃的陶瓷微粒在钢管外表面进行喷射，冷却清洗后取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布浆料，形成涂层，制得无缝钢管。

[0093] 对比例2

[0094] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0095] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0096] 3)制备涂层浆料：

[0097] a)制备第一浆料：

[0098] 取二氧化硅、偶联剂加入去离子水，制得分散液；取三氯化铝加入氨水，制得氢氧化铝胶体；取二氧化钛、碳化铬、镍铬合金颗粒分别加入分散液中，搅拌充分混合后，加入氢
氧化铝胶体，搅拌混合后干燥，置于575℃温度下保温3.5h，制得陶瓷颗粒，此时陶瓷颗粒中
包含68份二氧化硅、17份三氧化二铝、13份二氧化钛、5份碳化铬、6份镍铬合金；

[0099] 取24份陶瓷颗粒加入溶剂制得分散液，加入偶联剂均匀混合，并与48份聚氯乙烯、18份聚酰胺、6份氯丁橡胶、0.05份抗氧剂、0.05份润湿剂共挤，制得改性粉末；取改性粉末
加入19份淬火油，均匀分散，制得第一浆料；

[0100] b)制备第二浆料：

[0101] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌22min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌37min，制得第二浆料；

[0102] 4)制备无缝钢管：

[0103] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；置于880℃温度下保温105min，降温至850℃保温105min，空冷后置于400～450℃温度下再次保温52min，取出空冷，当钢管冷却至175℃温
度时，向钢管的内腔通入淬火油，同时向钢管的外表面进行盐水冷却，淬火油的流量为
195L/h，通入时间为8s；

[0104] 然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为130L/h，占空比为0.5，第一浆料通入总时间为21s，快速冷却，清洗干燥，形成第
一涂层；

[0105] 加热钢管外表面，利用温度为425℃的陶瓷微粒在钢管外表面进行喷射，冷却清洗后取第二浆料涂布于钢管的外表面，烘干后形成第二涂层，制得无缝钢管。

[0106] 对比例3

[0107] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0108] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0109] 3)制备涂层浆料：

[0110] a)制备第一浆料：

[0111] 取二氧化硅、偶联剂加入去离子水，制得分散液；取三氯化铝加入氨水，制得氢氧化铝胶体；取二氧化钛、碳化铬、镍铬合金颗粒分别加入分散液中，搅拌充分混合后，加入氢
氧化铝胶体，搅拌混合后干燥，置于575℃温度下保温3.5h，制得陶瓷颗粒，此时陶瓷颗粒中
包含68份二氧化硅、17份三氧化二铝、13份二氧化钛、5份碳化铬、6份镍铬合金；

[0112] 取24份陶瓷颗粒加入溶剂制得分散液，加入偶联剂均匀混合，并与48份聚氯乙烯、18份聚酰胺、6份氯丁橡胶、0.05份抗氧剂、0.05份润湿剂共挤，制得改性粉末；取改性粉末
加入19份淬火油，均匀分散，制得第一浆料；

[0113] b)制备第二浆料：

[0114] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌22min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌37min，制得第二浆料；

[0115] c)制备锌浆：

[0116] 取金属锌制得纳米粉末，与偶联剂共混，加入溶剂混合均匀后，分别加入环氧树脂和固化剂搅拌均匀，制得锌浆；

[0117] 4)制备无缝钢管：

[0118] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为130L/h，占空比为0.5，第一浆料通入总时间
为21s，快速冷却，清洗干燥，形成第一涂层；取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布第二
浆料，形成第二涂层，制得无缝钢管。

[0119] 对比例4

[0120] 1)制备钢棒：取钢坯原料入炉，加入助剂进行冶炼，然后入模冷却，调质处理后制得钢棒；

[0121] 2)制备钢管：取钢棒加热进行穿孔连轧，脱管除鳞后，进行定径，冷却矫直，清洗制得钢管；

[0122] 3)制备浆料：

[0123] 取环氧树脂和氯丁橡胶共混，加入稀释剂搅拌均匀，加入膨润土搅拌22min，,分别加入固化剂、增塑剂、热稳定剂、抗结剂混合后，搅拌37min，制得浆料；

[0124] 4)制备无缝钢管：

[0125] 取钢管进行表面渗碳，形成功能层；然后向钢管的内腔间歇性通入第一浆料，并保持钢管外表面的水冷状态，第一浆料的流量为130L/h，占空比为0.5，第一浆料通入总时间
为21s，快速冷却，清洗干燥，形成第一涂层；取锌浆涂布于钢管的外表面，烘干后涂布第二
浆料，形成第二涂层，制得无缝钢管。

[0126] 实验

[0127] 取实施例1‑3、对比例1‑4中得到的无缝钢管和常规气弹簧用无缝钢管，制得试样，分别对其力学性能、耐腐蚀能力、内表面耐摩擦性能进行检测并记录检测结果：

[0128] 其中，以GB/T 2975‑2018、GB/T 228、GB T 32976‑2016、GB/T246—2007、GB241‑90为测试标准，以拉伸实验数据中的抗拉强度、伸长率、弯曲实验现象、压扁实验现象、液压实
验现象为技术指标，对无缝钢管的力学性能测试，

[0129] 在弯曲、压扁实验中，肉眼检查变形位置有无可见裂纹、裂口、断裂现象；液压实验中，观察是否有渗漏或破裂现象；

[0130] 以GB/T 1771、GB 6458，GB 6458，以试验后试样外观为技术指标，对无缝钢管的耐腐蚀能力进行测试，对试验结果进行分级：0级：无腐蚀，表面无明显可见变化；1级：微量腐
蚀，存在1～5个直径小于1mm的锈点；2级：轻微腐蚀，存在较多直径小于1mm的锈点且腐蚀面
积小于10％；3级：轻度腐蚀，存在直径1～10mm的锈点且腐蚀面积为10～40％；4级：中度腐
蚀，存在较多直径1～10mm的锈点且腐蚀面积为40～60％；

[0131] 以GB/T1768‑79为测试标准，对无缝钢管中第一涂层的耐磨性进行测试。

[0132]

[0133]

[0134] 根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：

[0135] 取实施例1‑3中得到的无缝钢管与对比例1‑4中得到的无缝钢管、常规气弹簧用无缝钢管形成对比，检测结果可知，实施例1‑3中得到的无缝钢管与常规气弹簧用无缝钢管相
比，其抗拉强度、伸长率、耐磨系数数值均有明显提高，弯曲实验、压扁实验中的变形位置无
肉眼可见的外观缺陷，这充分说明本发明实现了对气弹簧用无缝钢管力学性能、抗腐蚀、耐
摩擦性能的提高；

[0136] 且实施例1‑3间相互对比，调整物料间的比例和制备工艺的参数，抗拉强度、伸长率、耐磨系数数值随之变换，可知调整物料间的比例和制备工艺的参数能够提高所制气弹
簧用无缝钢管力学性能、抗腐蚀、耐摩擦性能；

[0137] 实施例2中得到的无缝钢管与对比例1中得到的无缝钢管相比，对比例1中去除了第一涂层的设置，抗拉强度、伸长率数值变化不明显，耐磨系数显著下降，可知第一涂层的
设置能够提高所制无缝钢管内腔的耐摩擦能力；

[0138] 实施例2中得到的无缝钢管与对比例2中得到的无缝钢管相比，对比例2中去除了第二涂层中的含锌层，抗拉强度、伸长率、耐磨系数数值变化不明显，锈蚀实验结果级别变
化，可知第二涂层中的含锌层的设置能够提高所制无缝钢管内腔的耐腐蚀、抗氧化锈蚀能
力；

[0139] 实施例2中得到的无缝钢管与对比例3中得到的无缝钢管相比，对比例3中去除了制备涂层前的热处理工艺，抗拉强度、伸长率下降，弯曲、压扁、液压实验后试样外观变化涂
布，锈蚀实验结果级别发生变化，可知制备涂层前的热处理工艺能够提高所制无缝钢管的
力学性能力；

[0140] 实施例2中得到的无缝钢管与对比例4中得到的无缝钢管相比，对比例4中去除了第一涂层、第二涂层中的含锌层、制备涂层前的热处理工艺，抗拉强度、伸长率、耐磨系数下
降，弯曲、压扁、液压实验后试样外观变化涂布，锈蚀实验结果级别发生变化，可知制备对所
制无缝钢管的结构设置和制备工艺能够提高所制无缝钢管的力学性能、耐腐蚀能力、内表
面耐摩擦性能，实现所制无缝钢管长久的稳定使用效果。

[0141] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。

[0142] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
保护范围之内。