專利名稱：高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞技術(shù)領(lǐng)域:本實(shí)用新型屬于油田采油用的機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞。
背景技術(shù)：
:在油田采油時，往往通過高壓柱塞泵將油田產(chǎn)出的水再輸送回油層，用以補(bǔ)充地層因油被抽走所缺失的能量，恢復(fù)和穩(wěn)定油層的壓力，達(dá)到油田穩(wěn)定及高產(chǎn)的目的。隨著油田開發(fā)的延續(xù)，油田采出液的含水量越來越大，即油層產(chǎn)出水越來越多，需要回注的地層產(chǎn)出水量越來越大,而產(chǎn)出水礦化度很高,機(jī)械雜質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)含量大,造成高壓柱塞泵的工作介質(zhì)越來越復(fù)雜，對高壓柱塞泵的柱塞造成很大的傷害，柱塞磨損及腐蝕嚴(yán)重，極大地影響高壓柱塞泵的使用壽命，柱塞更換數(shù)量大，工作效率低，維護(hù)成本高，難以滿足油田開發(fā)對高壓注水的需求。隨著油層采出程度的增加，地層能量急需補(bǔ)充，即對地層注水愈加迫切，加之國家對環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)格要求，必須將油層中的產(chǎn)出水全部回注到地層，這就對高壓柱塞泵的耐磨及耐腐蝕性能提出更高的要求。目前油田所采用的高壓柱塞泵的柱塞主要類型有全鋼柱塞、鍍鉻柱塞、熱噴焊柱塞等，全鋼柱塞耐磨損性和耐腐蝕性很差，鍍鉻柱塞、熱噴焊柱塞是在柱塞外表面附有一層具有優(yōu)良功能材料的附著層，其目的是提高柱塞的耐磨性和耐腐蝕性，但這一附著層與柱塞鋼體不能形成致密金屬結(jié)合而呈現(xiàn)多孔性，不能與金屬鋼體生成牢固的冶金結(jié)合，易脫落、開裂，很難作為耐磨耐腐蝕的強(qiáng)化附著層長期使用。因此，現(xiàn)有的高壓柱塞泵的柱塞都不能滿足油田的需要，研發(fā)一種具有更好的耐高壓性能、耐磨損性能、耐腐蝕性能的柱塞，以滿足油田采油需要,成為油田采油行業(yè)的一個急待解決的問題。實(shí)用新型內(nèi)容:綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本實(shí)用新型提供了一種高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，它是是在柱塞基體的外表面涂覆一層陶瓷層，通過電火花放電燒結(jié)法的方法將陶瓷涂料層燒結(jié)于柱塞金屬基體外表面，從而使柱塞具有耐磨損性強(qiáng)，抗腐蝕性高等特點(diǎn)，同時，電火花放電燒結(jié)使陶瓷層和柱塞基體的原子相互擴(kuò)散生成新的原子結(jié)合，在柱塞基體與陶瓷層之間形成過渡帶，從而將陶瓷層和柱塞基體牢固地連接在一起，不會出現(xiàn)脫落開裂等現(xiàn)象，從而有效的提高柱塞的耐磨性能及耐腐蝕性能，最終達(dá)到保證高壓柱塞泵的使用壽命，減少維修次數(shù)，降低生產(chǎn)成本的目的。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，其中:包括柱塞基體、滲透層及陶瓷層，柱塞基體外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置滲透層及陶瓷層。進(jìn)一步，所述的陶瓷層涂覆在柱塞基體外表面，并通過燒結(jié)固定的方式與柱塞基體固定，陶瓷層與柱塞基體之間形成滲透層。進(jìn)一步，所述的柱塞基體與陶瓷層通過一次性電火花放電燒結(jié)固定。[0015]進(jìn)一步，所述的陶瓷層在燒結(jié)固定前的厚度為1.3 1.8毫米。進(jìn)一步，所述的柱塞基體為碳鋼基體或?yàn)楹辖痄摶w。進(jìn)一步，所述的柱塞基體的外徑比高壓柱塞泵相應(yīng)的柱塞公稱直徑小0.5^1.0毫米。本實(shí)用新型的有益效果為:1、本實(shí)用新型是在柱塞基體的表面通過電火花放電燒結(jié)法的方法涂覆一層陶瓷層，從而使柱塞具有耐磨損性強(qiáng)，抗腐蝕性高等特點(diǎn)，同時，電火花放電燒結(jié)使陶瓷層和柱塞基體的原子相互擴(kuò)散生成新的原子結(jié)合，在柱塞基體與陶瓷層之間形成過度帶，從而將陶瓷層和柱塞基體牢固地結(jié)合在一起，不會出現(xiàn)脫落開裂等現(xiàn)象，從而有效的提高柱塞的耐磨性能及耐腐蝕性能，最終達(dá)到保證高壓柱塞泵的使用壽命，減少維修次數(shù)，提高高壓注水泵功效，降低生產(chǎn)成本的目的。2、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良，兼有金屬和陶瓷的雙重優(yōu)點(diǎn)，它硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性能好，不會因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂，也不會在酸或堿性介質(zhì)中被腐蝕。它既具有金屬的韌性、高異熱性和良好的熱穩(wěn)定性，又具有陶瓷的耐高溫、耐腐蝕和耐磨損等特性，它不僅克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，而且還提高了高壓柱塞泵柱塞的使用壽命，減少了柱塞更換量，延長了高壓柱塞泵維修周期，提高了工作效率，降低了油田高壓注水成本，獲得了更大經(jīng)濟(jì)效益。


:圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型圖1中A部的放大示意圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，一種高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，包括柱塞基體1、滲透層3及陶瓷層2，柱塞基體I為35CrM合金鋼基體，柱塞基體I的外徑比高壓柱塞泵相應(yīng)的柱塞公稱直徑小0.5^1.0毫米。柱塞基體I外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置滲透層3及陶瓷層2，陶瓷層2涂覆在柱塞基體I外表面，涂覆厚度為1.3 1.8毫米，并通過燒結(jié)固定的方式與柱塞基體I固定，陶瓷層2與柱塞基體I之間形成滲透層3。本事實(shí)例中陶瓷層2采用特種陶瓷,其主要成為碳化鉻、碳化鈦、鎳粉、稀土材料、松節(jié)油等。具體制作時，先制作35CrM合金鋼柱塞基體1，然后將碳化鉻、碳化鈦、鎳粉、稀土材料、松節(jié)油按重量百分比混合后涂覆在柱塞基體I表面，然后烘干，之后通過電火花放電燒結(jié)的方式將陶瓷層2固定在柱塞基體I表面，電火花放電一次性燒結(jié)后在柱塞基體I與陶瓷層2之間形成滲透層3，滲透層3為35CrM合金鋼與陶瓷在接觸面上相互滲透而成。電火花放電燒結(jié)后將本實(shí)用新型的半成品放在外園磨床上，用特殊砂輪對其進(jìn)行磨削精加工，使其外徑尺寸達(dá)到高壓柱塞泵的柱塞的公稱直徑和公差要求。本實(shí)用新型的外徑可為Φ22-Φ95內(nèi)的任意直徑，滿足高壓柱塞泵的需要。要說明的是，以上所述實(shí)施例是對本實(shí)用新型技術(shù)方案的說明而非限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員的等同替換或者根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而做的其它修改，只要沒超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的思路和范圍，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型所要求的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，其特征在于:包括柱塞基體(I)、滲透層(3)及陶瓷層(2)，柱塞基體(I)外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置滲透層(3)及陶瓷層(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，其特征在于:所述的陶瓷層(2)涂覆在柱塞基體(I)外表面，并通過燒結(jié)固定的方式與柱塞基體(I)固定，陶瓷層(2 )與柱塞基體(I)之間形成滲透層(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，其特征在于:所述的柱塞基體(I)與陶瓷層(2 )通過一次性電火花放電燒結(jié)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，其特征在于:所述的陶瓷層(2)在燒結(jié)固定前的厚度為1.3 1.8毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，其特征在于:所述的柱塞基體(I)為碳鋼基體或?yàn)楹辖痄摶w。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，其特征在于:所述的柱塞基體(I)的外徑比高壓 柱塞泵相應(yīng)的柱塞公稱直徑小0.5^1.0毫米。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高壓柱塞泵用耐磨耐腐蝕陶鋼柱塞，包括柱塞基體、滲透層及陶瓷層，柱塞基體外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置滲透層及陶瓷層。所述的陶瓷層涂覆在柱塞基體外表面，并通過燒結(jié)固定的方式與柱塞基體固定，陶瓷層與柱塞基體之間形成滲透層。本實(shí)用新型是在柱塞基體的表面通過電火花放電燒結(jié)法的方法涂覆一層陶瓷層，使柱塞具有耐磨損性強(qiáng)，抗腐蝕性高等特點(diǎn)，電火花放電燒結(jié)使陶瓷層和柱塞基體的原子相互擴(kuò)散生成滲透層，在柱塞基體與陶瓷層之間形成過度帶，將陶瓷層和柱塞基體牢固的連接在一起，不會出現(xiàn)脫落開裂等現(xiàn)象，有效的提高柱塞的耐磨性能及耐腐蝕性能，最終達(dá)到保證高壓柱塞泵的使用壽命，減少維修次數(shù)，降低生產(chǎn)成本的目的。
文檔編號F04B53/14GK203051094SQ20122073793
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者杜燦煜, 郭永軍 申請人:濮陽市中泰鉆采技術(shù)開發(fā)有限公司