[发明专利]一种耐磨的泥浆泵泵轴及其制备方法

说明书

本发明属于泥浆泵技术领域，具体涉及一种耐磨的泥浆泵泵轴及其制备方法，所述的制备方法包括：(1)浇注泵轴坯料；(2)锻压成型；(3)泵轴粗化；将微米级氧化铝、纳米级氧化铝和金属镍粉搅拌混合，加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后，干燥，研磨得到粉末混合物；以甲烷作为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将粉末混合物喷烧至泵轴表面，得到所述的泥浆泵泵轴；本发明在泥浆泵泵轴的表面热喷涂微米级氧化铝和纳米级氧化铝的混合粒子，该热喷涂的方法不仅提高了泵轴表面粒子的致密性，还进一步的优化了粒子间、界面处的应力状态，有效的提高了涂层的强度和韧性，确保了泥浆泵泵轴在使用过程中的耐磨性能，延长其使用寿命。

技术领域

本发明属于泥浆泵技术领域，具体涉及一种耐磨的泥浆泵泵轴及其制备方法。

背景技术

泥浆泵是地质钻探设备的心脏，它是固井、压裂、酸化等作业中的关键设备之一，它在石油化工、煤气化工工程、电站、矿山开采、船舶等行业中也起着重要的作用。泥浆泵属于往复泵，能输送高粘度、高含沙量及含磨砺性固体颗粒的液体。

泥浆泵的构造包括设置于泵体内的叶轮泵轴动力组件和泵体所形成的泵腔及其内的叶轮，其进料口设置于泵体轴向的一侧端面，泵体的另一轴向侧端口与泵轴之间设置有密封机构，该密封机构的轴承侧密封圈组和叶轮侧密封圈组之间设有润滑油室，其叶轮侧密封圈组直接密封作用于泵轴和叶轮后端面上。现有技术中普遍认知的是，当泥浆泵输送粘稠的含有小颗粒物的物料时，叶轮高速旋转，小颗粒物会给叶轮的叶片带来较大的冲击力，在使用一段时间后，部分叶片的磨损较大，甚至发生局部叶片的断裂，为了不影响泥浆泵的生产，叶轮的质量非常重要。其实，在泥浆泵中，泵轴受到的磨损也不容忽视，如果泵轴在长期的使用过程中受到磨损而未得到及时的重视，泥浆泵的密封性能会受到很大的影响，可能造成设备损毁的事故。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种泥浆泵泵轴的制备方法，该泵轴具有优异的耐磨性能，从而确保泥浆泵泵轴的密封性能，确保其具有较长的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种耐磨的泥浆泵泵轴的制备方法，包括以下步骤：

(1)浇注泵轴坯料；

所述的泵轴坯料中包括以下重量百分比的化学成分：C 3.5～4.0％、Cr 0.2～0.6％、Si 1.5～2.8％、Ti 0.05～0.12％、Nb 0.4～0.8％、Al 12～15％、Mn 4.8～5.2％、Cu 1.0～1.5％、Zn 1.8～2.2％、In 0.35～0.40％、As 0.01～0.05％、Sb 0.05～0.08％、Bi 0.04～0.08％、Yb 0.02～0.06％、余量为Fe和不可避免的杂质；

(2)锻压成型；

(3)表面处理；

(3.1)对泵轴进行表面粗化，然后将其浸没到质量分数为95％的乙醇溶液中润洗；

(3.2)将微米级氧化铝和纳米级氧化铝按质量比为1：(3～5)称量并放入高速混合机中混合3～5min，接着加入上述物料总重量0.1～0.5％的金属镍粉，搅拌均匀后下料至搅拌桶中，加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后，将其置于真空条件下干燥；接着在惰性气体的保护下于120～150℃的温度下加热3～5h，然后研磨得到粉末混合物；

(3.3)以甲烷作为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将步骤(3.2)中粉末混合物喷烧至步骤(3.1)中的泵轴表面，得到所述的泥浆泵泵轴。