[發明專利]一種閥球用硬質合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910311187.6
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN101876020A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 張永乾;孫永安;趙濱海;張玲;李縣輝;于琦;孔永剛;朱莉峰
• 申請（專利權）人: 洛陽軸研科技股份有限公司
• 主分類號: C22C29/06
• 分類號: C22C29/06;C22C29/08;C22C1/05
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及一種硬質合金材料，特別是一種閥球用硬質合金材料，屬于硬質合金技術領域。

背景技術

目前我國油井絕大多數采用抽油方式采油，止回閥閥球是井下抽油泵的心臟部件，也是油泵中的易損部件，其工作狀態的好壞、壽命的長短直接影響著抽油泵的抽油效率和維修周期。若使用壽命短，則停泵頻繁，不僅勞動量大，更重要的是影響原油產量。具國內有關統計因止回閥閥球損壞造成的停泵維護占抽油泵維護總次數的30％左右，每維修一次的直接經濟損失達萬元以上。抽油泵中止回閥系統失效的主要原因是工作條件惡劣，止回閥閥球主要承擔著控制油路單向流動的作用，在20MPa左右的壓力下，以6-15次/分鐘的頻率開啟關閉，抽取的液體以0.3-1米/秒的速度攜帶者部分雜質(砂、蠟、膠質瀝青等)高速流過，止回閥閥球承受劇烈的沖刷，加上部分井下地殼的磁化作用，使止回閥閥球磁化，從而加劇定向磨損，這些機械撞擊、磨損和化學腐蝕(井下油液中含有H₂S、Cl₂、CO₂、O₂、鹽水等)的作用，使止回閥閥球快速失效。另外由于原油粘度存在很大差異，而閥球下落速度與原油粘度密切相關，所以針對不同的原油粘度需要不同密度的閥球，以產生合適的閥球下落速度，提高閥球關閉后泵的充滿系數，增加原油產量。

目前的止回閥閥球通常采用以下材料：1、普通金屬合金材料，如GCr15、2-GrMo等，這些材料的耐磨性差、化學腐蝕嚴重、易磁化，使用壽命短。另外由于金屬密度較低，原油粘度高時，閥球下落速度慢，產生閥球關閉滯后造成泵的充滿系數低，影響原油產量。2、采用硬質合金材料，中國專利公開號：CN1718813A公開了一種硬質合金材料，是由碳化鎢、碳化鉻、鈷和碳化釩組成。硬質合金材料硬度高、耐磨性好、耐腐蝕，但其密度單一，不能滿足不同粘度油井對密度系列的要求，而且合金材料中的鈷具有一定磁性，容易在工作中導致止回閥閥球被磁化，從而加劇了閥球的定向磨損。

發明內容

本發明的目的是提供一種磁性弱、耐腐蝕且密度可調的閥球用硬質合金材料。

本發明的另一目的是提供一種閥球用硬質合金材料的制備方法。

為了實現以上目的，本發明硬質合金材料所采用的技術方案是：一種閥球用硬質合金材料，是由以下重量百分比的組分制備而成：40-85％碳化鎢，0-38％碳化鉻，12-19％鎳和1-3％銅。

本發明的硬質合金具有以下3個優選方案，其組分及重量百分比如下：

(I)40-50％碳化鎢，34-38％碳化鉻，15-19％鎳和1-3％銅；

(II)60-70％碳化鎢，14-18％碳化鉻，15-19％鎳和1-3％銅；

(III)80-85％碳化鎢，0-2％碳化鉻，12-17％鎳和1-3％銅。

本發明的硬質合金材料的制備方法包括如下步驟：

(1)按照配比取碳化鎢粉、碳化鉻粉、鎳粉和銅粉均勻混合得到混合料；

(2)將混合料壓制成型得到坯料；

(3)將坯料在1350-1390℃條件下燒結1-2小時，得到硬質合金材料。

當硬質合金材料為優選(I)方案時，燒結溫度為1350-1370℃；

當硬質合金材料為優選(II)方案時，燒結溫度為1360-1380℃；

當硬質合金材料為優選(II)方案時，燒結溫度為1370-1390℃。

所述碳化鎢粉、碳化鉻粉、鎳粉和銅粉采用濕法混合，混合后噴霧干燥。

所述濕法混合所采用的混料介質為無水乙醇。

所述壓制的壓力為80-100MPa。