高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于石油機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞，包括柱塞基體，其特征在于：柱塞基體外表面依次噴涂鎳鋁合金涂層、陶瓷涂層。本高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞結(jié)構(gòu)合理，通過陶瓷涂層能夠提高柱塞的表面硬度、降低柱塞的表面粗糙度柱塞，從而提高柱塞的耐磨性以及抗腐蝕性，延長(zhǎng)使用壽命；通過鎳鋁合金涂層能夠提高柱塞基體與陶瓷涂層的結(jié)合力，提高結(jié)合機(jī)械強(qiáng)度，保證柱塞的綜合機(jī)械性能。
【專利說明】 高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞，屬于石油機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓高效柱塞泵是油田用于油氣井固井、壓裂、酸洗和注聚用的關(guān)鍵設(shè)備，存在工作壓力高(通常柱塞泵工作壓力為20MPa?140MPa)、負(fù)載重等特點(diǎn)。該類設(shè)備由動(dòng)力端和液力端組成，柱塞泵在工作時(shí)，動(dòng)力端通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)將柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)扭矩轉(zhuǎn)化成柱塞的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液力端工作原理為容積式，柱塞往前運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸入閥關(guān)閉，排出閥打開，高壓介質(zhì)排出；柱塞往后運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸入閥打開，排出閥關(guān)閉，高壓介質(zhì)吸入，通過柱塞的不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成高壓介質(zhì)的連續(xù)排出過程。
[0003]柱塞是高壓高效柱塞泵液力端的關(guān)鍵零件，通過與柱塞橡膠軟盤根配合形成密封環(huán)，用于保證形成柱塞泵液力端的工作壓力和連續(xù)工作過程，因此需要柱塞外表面必須能夠耐腐蝕和高耐磨。目前，通常在柱塞外表面噴焊Ni60或Ni62粉末合金來(lái)保證其使用過程中的耐磨性，但存在以下問題:
[0004](I)噴焊時(shí)，基體材料與涂層結(jié)合力差，采用單層涂層結(jié)構(gòu)，一般在50MPa左右；
[0005](2)涂層硬度低，一般為HRc56?HRc60，耐磨性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)合理、能夠大幅度提高柱塞工作表面硬度且具有較好的耐磨性、耐腐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度的高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞。
[0007]本實(shí)用新型所述的高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞，包括柱塞基體，柱塞基體外表面依次噴涂鎳鋁合金涂層、陶瓷涂層。
[0008]通過陶瓷涂層，一方面能夠提高柱塞的表面硬度，即提高柱塞的耐磨性，另一方面能夠降低柱塞的表面粗糙度，即提高柱塞的抗腐蝕性，從而延長(zhǎng)柱塞的使用壽命；通過鎳鋁合金涂層能夠提高柱塞基體與陶瓷涂層的結(jié)合力，提高結(jié)合機(jī)械強(qiáng)度，保證柱塞的綜合機(jī)械性能。
[0009]其中:
[0010]鎳鋁合金涂層的厚度為0.1mm，使柱塞基體與陶瓷涂層的粘合強(qiáng)度提高提高10%?15%，達(dá)到75MPa以上，保證柱塞的綜合機(jī)械性能。
[0011]陶瓷涂層采用P7412陶瓷涂層，該陶瓷涂層中S12含量5%，Cr2O3含量92%，T12含量3%，通過本陶瓷涂層能夠使柱塞的表面硬度>HRc70，表面粗糙度為Ra0.2?Ra0.4，提高耐磨性、抗腐蝕性。本實(shí)用新型中P7412陶瓷涂層的厚度優(yōu)選0.2?0.3mm。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:
[0013]本高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞結(jié)構(gòu)合理，通過陶瓷涂層能夠提高柱塞的表面硬度、降低柱塞的表面粗糙度柱塞，從而提高柱塞的耐磨性以及抗腐蝕性，延長(zhǎng)使用壽命；通過鎳鋁合金涂層能夠提高柱塞基體與陶瓷涂層的結(jié)合力，提高結(jié)合機(jī)械強(qiáng)度，保證柱塞的綜合機(jī)械性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、柱塞基體；2、鎳鋁合金涂層；3、陶瓷涂層。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述:
[0017]如圖1所示，本高壓高效柱塞泵用高耐磨柱塞包括柱塞基體I，柱塞基體I外表面依次噴涂鎳鋁合金涂層2、陶瓷涂層3。
[0018]本柱塞的制作工藝如下:
[0019]下料一粗加工一熱處理一噴前半精加工加工一表面預(yù)處理一等離子噴涂鎳鋁合金涂層2 —等離子噴涂陶瓷涂層3 —噴后半精加工一精磨陶瓷涂層3 —封孔處理一檢測(cè)一打印標(biāo)記一清洗一包裝一入庫(kù)。
[0020]通過陶瓷涂層3，一方面能夠提高柱塞的表面硬度，即提高柱塞的耐磨性，另一方面能夠降低柱塞的表面粗糙度，即提高柱塞的抗腐蝕性，從而延長(zhǎng)柱塞的使用壽命；通過鎳鋁合金涂層2能夠提高柱塞基體I與陶瓷涂層3的結(jié)合力，提高結(jié)合機(jī)械強(qiáng)度，保證柱塞的綜合機(jī)械性能。
[0021]其中:
[0022]鎳鋁合金涂層2的厚度為0.1mm,使柱塞基體I與陶瓷涂層3的粘合強(qiáng)度提高提高10%?15%，達(dá)到75MPa以上，保證柱塞的綜合機(jī)械性能。
[0023]陶瓷涂層3采用P7412陶瓷涂層，該陶瓷涂層中S12含量5%，Cr2O3含量92%，T12含量3%，通過本陶瓷涂層3能夠使柱塞的表面硬度> HRc70，表面粗糙度為Ra0.2?Ra0.4，提高耐磨性、抗腐蝕性。本實(shí)用新型中P7412陶瓷涂層3的厚度優(yōu)選0.2?0.3mm。
【權(quán)利要求】
1.一種1?壓1?效柱塞栗用1?耐磨柱塞，包括柱塞基體(I)，其特征在于:柱塞基體(I)外表面依次噴涂鎳鋁合金涂層(2)、陶瓷涂層(3);所述的陶瓷涂層(3)釆用P7412陶瓷涂層；所述的鎳鋁合金涂層(2)的厚度為0.1mm ;所述的P7412陶瓷涂層的厚度為0.2?.0.3mmο
【文檔編號(hào)】F04B53/14GK204113632SQ201420135834
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】王澤剛, 李念軍, 李克雷, 岳林, 魏光明, 汪軍 申請(qǐng)人:山東晨鐘科尼石油裝備有限公司