[发明专利]一种金属陶瓷复合缸套的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属陶瓷复合缸套的加工方法。

背景技术

现有技术中各种泵体的缸套主要有金属缸套、合金内衬缸套及陶瓷内衬缸套等。金属缸套防腐、耐磨性差，在地质勘探、石油钻井等领域基本上已被淘汰。合金内衬缸套由于采用耐磨合金作内衬，防腐、耐磨性能有了一定的提高，但由于石油钻探过程中所用泥浆泵输送的介质酸碱性大，并含有部分沙粒，缸套最长也只能使用1000小时左右，且更换缸套费时费力，严重影响工作效率。陶瓷内衬缸套是至今为止较为理想的泥浆泵缸套，其结构是将单独制造加工的陶瓷内衬热装在钢套中，在提高缸套防腐、耐磨性上有所突破，但由于其陶瓷内衬必须单独制造加工，其壁厚一般>1cm，且热装在钢套中，使陶瓷内衬与钢套之间存在难以消除的间隙，导致陶瓷内衬耐冲击性较差，因此其使用寿命只有3000小时左右。加之陶瓷内衬单独制造加工，热装工艺复杂，因此其生产成本较高。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种金属陶瓷复合缸套的加工方法，在钢套内壁烧结一层薄壁陶瓷，在保证缸套防腐、耐磨性不变的前提下，大幅度提高缸套的使用寿命，有效降低生产成本。经试验可使普通缸套的使用寿命提高五至十倍。且普通缸套在磨损不能使用的情况下，回收后进行加工处理制成金属陶瓷复合缸套，其防腐、耐磨性和使用寿命与新的金属陶瓷复合缸套基本相同，节约资源，保护环境。

本发明的技术解决方案：一种金属陶瓷复合缸套的加工方法，首先将金属缸套水平固定在离心机上，然后将可燃金属陶瓷混合粉料加入缸套内腔，并在缸套的两端固定挡圈；启动离心机带动金属缸套高速旋转，使金属陶瓷混合粉料均匀附着在缸套内壁上，点燃金属陶瓷混合粉料使其与金属缸套内壁熔化成一体，将金属陶瓷混合粉料均匀烧结在缸套内壁上，在缸套内壁形成一层薄壁陶瓷层，关闭离心机，金属缸套减速旋转并自然冷却，使薄壁陶瓷层固化在缸套内壁上与缸套成为一体；对冷却后的缸套内腔航磨加工，达到要求尺寸后，以腔空为基准，精车外圆后进行防腐处理。

具体工艺步骤：

①采用离心浇铸方式生产缸体毛胚，将毛胚粗加工成金属缸套，且金属缸套的外径>成品缸套外径3-4mm，内径>成品缸套内径4-5mm；

②将金属缸套水平固定在离心机上，然后将可燃金属陶瓷混合粉料加入缸套内腔，并在缸套的两端固定挡圈；

③启动离心机带动金属缸套高速旋转使缸套内壁线速度达到300—600米/分，此时金属陶瓷混合粉料均匀附着在缸套内壁上；

④点燃金属陶瓷混合粉料高温燃烧3—5秒，金属缸套内腔瞬间温度达到3000-3200℃，将金属陶瓷混合粉料与金属缸套内壁熔化，使金属陶瓷混合粉料均匀烧结在缸套内壁上，在缸套内壁形成2—3mm薄壁陶瓷层；

⑤高温运转3—5分钟后关闭离心机，金属缸套减速旋转并自然冷却，使薄壁陶瓷层固化在缸套内壁上与缸套成为一体；

⑥对冷却后的缸套内腔航磨加工，达到要求尺寸后，以腔空为基准，精车外圆后进行防腐处理。

所述可燃金属陶瓷混合粉料由下述重量比的原料组成：Fe₂O₃ 40—65％，SiO₂ 15—30％，Al₂O₃ 15-30％。

所述可燃金属陶瓷混合粉料由下述重量比的原料组成：Fe₂O₃ 40—65％，ZrO₂ 15—30％，Al₂O₃ 15-30％。

本发明与现有技术相比具有的优点和效果：

1、本发明采用烧结工艺在金属缸套内壁固化一层厚度为2-3mm的陶瓷内衬，使陶瓷内衬与金属缸套内壁固为一体，二者之间无间隙，因此其耐热、耐腐蚀性完全达到了陶瓷内衬缸套的水平，并克服了陶瓷内衬缸套耐冲击性较差的缺陷，抗冲击性完全满足石油泥浆泵缸套的要求，大幅提高了缸套的使用寿命。经试验可使普通缸套的寿命提高五至十倍。

2、本发明采用烧结工艺在金属缸套内壁固化一层陶瓷内衬，加工工艺简单可行，能有效降低生产成本。

3、本发明可对内壁磨损不能使用的金属缸套回收加工处理，在其内壁固化一层陶瓷内衬，使其防腐、耐磨性和使用寿命与新的金属陶瓷复合缸套基本相同，节约资源，保护环境。

附图说明

图1为本发明离心机的结构示意图。

具体实施方式

结合图1描述本发明的实施例。