一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套及其制備方法，按以下原料重量份數配比制成：氧化鋯35-65份、氧化鋁15-30份、碳化硅12-30份、鉻粉6-15份、鉬粉5-12份、鎳粉3-10份、分散劑8-20份。經球磨混合、噴霧造粒、靜壓成型、燒結即可獲得耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套。
【專利說明】一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及陶瓷制備工藝【技術領域】，尤其涉及一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套及其 制備方法。

【背景技術】
[0002] 在復雜、惡劣工況條件下，鉆井泵缸套易發(fā)生早期失效，致使鉆井成本居高不下。 研究發(fā)現，耐磨性不足是主要原因。為了提高缸套的耐磨性，采用了陶瓷材料，因為易碎而 影響使用壽命。雙金屬缸套的耐磨性比普通缸套好，但國內的使用壽命僅有200-400小時。 近年來，在深井、硬巖層、海洋鉆探等復雜地質條件下鉆井，大力推廣的高泵壓和大排量條 件下的噴射鉆井技術對鉆進泵缸套的耐磨性、耐蝕性提出了更高的要求。


【發(fā)明內容】

[0003] 解決的技術問題：
[0004] 為了提供一種能夠在深井、硬巖層、海洋鉆探等復雜地質條件下適用的鉆進泵缸 套，本發(fā)明提供了一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套及其制備方法。
[0005] 技術方案：
[0006] 一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，按以下原料重量份數配比制成：氧化鋯35-65份、 氧化鋁15-30份、碳化硅12-30份、鉻粉6-15份、鑰粉5-12份、鎳粉3-10份、分散劑8-20 份。
[0007] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，按以下原料重量份數配比制成耐磨耐腐蝕增韌陶瓷 缸套：氧化鋯40-55份、氧化鋁20-25份、碳化硅15-28份、鉻粉8-12份、鑰粉6-9份、鎳粉 4-8份、分散劑10-18份。
[0008] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋯的平均粒徑為1. 2-1. 5微米。
[0009] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋁的平均粒徑為0. 7-0. 9微米。
[0010] 一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，制備步驟如下：
[0011] (1)球磨混合：將原料細粉加入球磨機中，按質量比1:1. 5加入水，混合均勻后加 入分散劑，球磨5. 5-6. 5小時制得原料混合物；
[0012] (2)對步驟⑴所得的原料混合物干燥、噴霧制粒后靜壓成型；
[0013] (3)高溫燒結：高溫燒結上述步驟⑵靜壓成型的陶瓷胚體，燒結溫度為 1630-1780°C，燒結時間為3. 5-6小時。
[0014] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，步驟（2)中混合物干燥后含水量為4% -8%。
[0015] 有益效果
[0016] 采用以上技術方案制得的陶瓷缸套與現有技術相比具有以下技術效果：第一、缸 套的耐磨性和韌性增強，使用壽命延長；第二、缸套耐腐蝕性增強，可適應海洋鉆探。

【具體實施方式】
[0017] 實施例1 :
[0018] -種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，按以下原料重量份數配比制成：氧化鋯35份、氧 化鋁15份、碳化硅12份、鉻粉6份、鑰粉5份、鎳粉3份、分散劑8份。
[0019] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋯的平均粒徑為1. 2微米。
[0020] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋁的平均粒徑為0. 7微米。
[0021] 一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，制備步驟如下：
[0022] (1)球磨混合：將原料細粉加入球磨機中，按質量比1:1. 5加入水，混合均勻后加 入分散劑，球磨5. 5小時制得原料混合物；
[0023] (2)對步驟（1)所得的原料混合物干燥、噴霧制粒后靜壓成型；
[0024] (3)高溫燒結：高溫燒結上述步驟（2)靜壓成型的陶瓷胚體，燒結溫度為1630°C， 燒結時間為6小時。
[0025] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，步驟（2)中混合物干燥后含水量為8%。
[0026] 實施例2 :
[0027] -種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，按以下原料重量份數配比制成：氧化鋯40份、氧 化鋁20份、碳化硅17份、鉻粉9份、鑰粉8份、鎳粉5份、分散劑12份。
[0028] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋯的平均粒徑為1. 3微米。
[0029] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋁的平均粒徑為0. 8微米。
[0030] 一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，制備步驟如下：
[0031] (1)球磨混合：將原料細粉加入球磨機中，按質量比1:1. 5加入水，混合均勻后加 入分散劑，球磨6小時制得原料混合物；
[0032] (2)對步驟（1)所得的原料混合物干燥、噴霧制粒后靜壓成型；
[0033] (3)高溫燒結：高溫燒結上述步驟（2)靜壓成型的陶瓷胚體，燒結溫度為1680°C， 燒結時間為5小時。
[0034] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，步驟（2)中混合物干燥后含水量為6%。
[0035] 實施例3:
[0036] -種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，按以下原料重量份數配比制成：氧化鋯45份、氧 化鋁25份、碳化硅20份、鉻粉11份、鑰粉10份、鎳粉5份、分散劑12份。
[0037] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋯的平均粒徑為1. 4微米。
[0038] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋁的平均粒徑為0.8微米。
[0039] -種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，制備步驟如下：
[0040] (1)球磨混合：將原料細粉加入球磨機中，按質量比1:1. 5加入水，混合均勻后加 入分散劑，球磨6小時制得原料混合物；
[0041] (2)對步驟（1)所得的原料混合物干燥、噴霧制粒后靜壓成型；
[0042] (3)高溫燒結：高溫燒結上述步驟（2)靜壓成型的陶瓷胚體，燒結溫度為1720°C， 燒結時間為4. 5小時。
[0043] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，步驟（2)中混合物干燥后含水量為5%。
[0044] 實施例4:
[0045] 一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，按以下原料重量份數配比制成：氧化鋯55份、氧 化鋁25份、碳化硅25份、鉻粉13份、鑰粉10份、鎳粉7份、分散劑16份。
[0046] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋯的平均粒徑為1. 4微米。
[0047] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋁的平均粒徑為0.8微米。
[0048] -種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，制備步驟如下：
[0049] (1)球磨混合：將原料細粉加入球磨機中，按質量比1:1. 5加入水，混合均勻后加 入分散劑，球磨6. 5小時制得原料混合物；
[0050] (2)對步驟（1)所得的原料混合物干燥、噴霧制粒后靜壓成型；
[0051] (3)高溫燒結：高溫燒結上述步驟（2)靜壓成型的陶瓷胚體，燒結溫度為1750°C， 燒結時間為4小時。
[0052] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，步驟（2)中混合物干燥后含水量為5%。
[0053] 實施例5:
[0054] -種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，按以下原料重量份數配比制成：氧化鋯65份、氧 化鋁30份、碳化硅30份、鉻粉15份、鑰粉12份、鎳粉10份、分散劑20份。
[0055] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋯的平均粒徑為1. 5微米。
[0056] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，氧化鋁的平均粒徑為0. 9微米。
[0057] -種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，制備步驟如下：
[0058] (1)球磨混合：將原料細粉加入球磨機中，按質量比1:1. 5加入水，混合均勻后加 入分散劑，球磨6. 5小時制得原料混合物；
[0059] (2)對步驟（1)所得的原料混合物干燥、噴霧制粒后靜壓成型；
[0060] (3)高溫燒結：高溫燒結上述步驟（2)靜壓成型的陶瓷胚體，燒結溫度為1780°C， 燒結時間為3. 5小時。
[0061] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，步驟（2)中混合物干燥后含水量為4%。
[0062] 對上述實施例1-5制備得到的耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，與現有技術相比，具有 以下技術效果：
[0063] 對比例采用高鉻合金鑄鐵缸套，銹蝕情況是應用于海洋鉆探中500小時后統(tǒng)計。

【權利要求】
1. 一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，其特征在于，按以下原料重量份數配比制成：氧化 鋯35-65份、氧化鋁15-30份、碳化硅12-30份、鉻粉6-15份、鑰粉5-12份、鎳粉3-10份、 分散劑8-20份。
2. 根據權利要求1所述一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，其特征在于，按以下原料重量 份數配比制成：氧化鋯40-55份、氧化鋁20-25份、碳化硅15-28份、鉻粉8-12份、鑰粉6-9 份、鎳粉4-8份、分散劑10-18份。
3. 根據權利要求1或2所述一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，其特征在于，氧化鋯的平均 粒徑為1. 2-1. 5微米。
4. 根據權利要求1或2所述一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套，其特征在于，氧化鋁的平均 粒徑為0.7-0. 9微米。
5. 權利要求1所述一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，其特征在于，制備步驟 如下： (1) 球磨混合：將原料細粉加入球磨機中，按質量比1:1. 5加入水，混合均勻后加入分 散劑，球磨5. 5-6. 5小時制得原料混合物； (2) 對步驟（1)所得的原料混合物干燥、噴霧制粒后靜壓成型； (3) 高溫燒結：高溫燒結上述步驟（2)靜壓成型的陶瓷胚體，燒結溫度為1630-1780°C， 燒結時間為3. 5-6小時。
6. 根據權利要求5所述一種耐磨耐腐蝕增韌陶瓷缸套的制備方法，其特征在于，步驟 (2)中混合物干燥后含水量為4%-8%。
【文檔編號】C04B35/622GK104291815SQ201410500427
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權日:2014年9月25日
【發(fā)明者】陳凌, 王琰, 任琪, 程曉 申請人:無錫康柏斯機械科技有限公司