[發明專利]一種鋼化瓷-金屬復合泥漿泵大尺寸缸套及其預應力熱裝方法

有效

• 申請號: 201810433335.0
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108626109B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 徐小勇;徐燕;蘇志遠;許小兵;高原;張楊;章旭
• 申請（專利權）人: 合肥精創科技有限公司
• 主分類號: F04B53/16
• 分類號: F04B53/16;B22F1/00;B23P11/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 沈尚林

本發明公開了一種鋼化瓷?金屬復合泥漿泵大尺寸缸套及其預應力熱裝方法，涉及泥漿泵制造技術和新型陶瓷材料領域。所述的鋼化瓷?金屬復合泥漿泵大尺寸缸套由金屬外套和鋼化瓷內套所構成，所述的預應力熱裝技術是指在低于400℃溫度下，通過預應力中間層促進金屬外套和陶瓷內套的牢固結合。中間層材料的配方百分比組成為：鋼玉粉72％，錫粉10％，液體石碏10％，PVA膠水3％，硬脂酸5％。本發明所提供的陶瓷?金屬復合泥漿泵大尺寸缸套預應力熱裝方法操作簡單，且裝配精度很高。陶瓷內套與金屬外套以及預應力中間層形成牢固緊密一體化結合，在裝配過程中不開裂不損壞，在地質開挖、石油鉆井平臺以及非開挖工程應用時也不易損壞。

技術領域

本發明屬于泥漿泵制造技術和新型陶瓷材料領域。尤其涉及鋼化陶瓷-金屬復合泥漿泵大尺寸缸套預應力熱裝方法。

背景技術

高壓泥漿泵是地質開挖、深井石油鉆探及開采的必不可少的機械之一，而輸送泥漿的缸套是泥漿泵的重要部件，因此泥漿泵用缸套性能的優劣直接影響到工程效率和成本。目前，廣泛使用的缸套主要為雙金屬缸套，由于施工工況惡劣，包含砂和泥漿的磨損、腐蝕和柱塞的高壓沖次，雙金屬缸套由于不耐腐蝕，耐磨性能差，使用壽命短已經影響了它的長期使用；此外，雙金屬的分層鑄造工藝較為復雜，產品質量精確控制困難。

針對以上狀況，人們發現陶瓷-金屬復合泥漿泵大尺寸缸套可以較好解決以上問題，但由于金屬和陶瓷在熱膨脹系數方面的巨大的差異，且陶瓷屬于脆性材料，在與金屬的裝配過程中常常出現要么由于應力過大造成陶瓷顯性外裂和隱性內裂，要么由于裝配不牢固導致的使用壽命不高、質量不穩定等系列問題，導致了復合缸套的裝配和使用都存在不小問題，例如專利CN102155323，一種復合預應力陶瓷內襯缸套，專利CN102672145，一種復合預應力增強陶瓷內襯缸套的制造方法，均是缸套尺寸較小的制品，如果尺寸越大，應力集中會非常嚴重，應力大小會呈現幾何數量的遞增，即使裝配時不開裂，后期使用也會開裂，采用本裝配方法能很好地解決大尺寸缸套裝配問題。

發明內容

本發明提供了一種鋼化瓷-金屬復合泥漿泵大尺寸缸套的及其裝配方法，在低于400℃合適溫度下，通過預應力中間層促進金屬外套和陶瓷內套的牢固結合。避免了由于裝配溫度過高導致的應力過大，致使陶瓷開裂，或者由于應力太小，連接強度不夠。根據本發明方法裝配的鋼化瓷-金屬復合缸套形成緊密牢固連接，具有強度高，抗沖擊能力好，幾乎不開裂，使用壽命長，質量穩定。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種鋼化瓷-金屬復合泥漿泵大尺寸缸套，包括鋼化瓷內套，金屬外套，以及中間層材料，鋼化瓷內套與金屬外套通過預應力中間層形成一體化結構件，其特征在于，所述鋼化瓷內套的外徑要求小于金屬外套的內徑，金屬外套的內徑減去鋼化瓷內套的外徑的差值小于等于10微米；所述中間層材料的配方百分比組成為：鋼玉粉72％，錫粉10％，液體石碏10％，PVA膠水3％，硬脂酸5％，其中鋼玉粉和錫粉細度15-20微米；

所述鋼化瓷內套的厚度優選在3-10毫米。

所述鋼化瓷-金屬復合泥漿泵缸套，其預應力熱裝方法包括以下步驟：

1)中間層材料在常溫下經過充分混合均勻，形成具有良好流動性和粘滯性的漿料，漿料存儲在密封料桶內；

2)提前30分鐘開動料桶攪拌裝置，防止漿料發生部分凝結或混合不均，然后讓漿料在攪拌狀態下，通過噴槍均勻噴涂在陶瓷內套的外表面，自然干燥后，形成10-30微米的薄層；

3)將金屬外套在專用裝配爐中加熱，產生一定的熱膨脹，將溫度升到350-400℃，停止加熱；

4)將涂有漿料的鋼化瓷內套快速裝入金屬外套內，自然冷卻到室溫。

所述一種鋼化瓷-金屬復合泥漿泵大尺寸缸套，冬季裝配，當室溫低于10℃時，要保證裝配爐內溫度在25-50℃保溫24小時后再降至室溫。