一種高性能陶瓷缸套制備工藝的研究的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能陶瓷缸套工藝的研究，以工業(yè)氧化鋯粉為基，加入化學(xué)法氧化鋯粉、氧化鋁粉、滑石粉、氧化鑭粉、氧化鈰粉、氧化釔粉、蘇州土；將上述原料采用攪拌球磨、噴霧干燥制成陶瓷造粒粉，然后將陶瓷造粒粉通過等靜壓成型、高溫?zé)Y(jié)加工成陶瓷件，對陶瓷件進(jìn)行外圓和兩個(gè)端面加工，將加工好的陶瓷件放置到經(jīng)過充分預(yù)熱膨脹的金屬外套內(nèi)，加工陶瓷件內(nèi)圓并拋光，從而制備出高性能陶瓷缸套。本發(fā)明制備方法簡單，工藝合理，成品合格率高，制備出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品使用壽命大大延長，平均使用壽命不低于5000小時(shí)。
【專利說明】一種高性能陶瓷缸套制備工藝的研究
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于特種結(jié)構(gòu)陶瓷材料，具體的說，涉及一種高性能陶瓷缸套的制備工藝的研究。

二、【背景技術(shù)】
[0002]高壓泥漿泵是石油鉆井、地質(zhì)勘探工作臺(tái)的“心臟”，泥漿泵缸套是泥漿泵的重要組成部件。目前使用的泥衆(zhòng)泵缸套分為雙金屬缸套、純氧化招陶瓷缸套和純氧化錯(cuò)陶瓷缸套三種材質(zhì)加工而成:由于工況十分惡劣，金屬缸套不耐磨、不耐腐蝕，使用壽命很短；純氧化鋁陶瓷缸套強(qiáng)度和韌性低，在高壓下容易破碎；純氧化鋯陶瓷缸套容易粉化，導(dǎo)熱系數(shù)低，膨脹系數(shù)大，硬度低，加工成本高，仍不能達(dá)到理想效果，同時(shí)都存在結(jié)構(gòu)過于簡單，在高壓下很容易脫落。

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)成本低，加工方法簡單，工藝合理，產(chǎn)品使用壽命長的高性能陶瓷缸套制備工藝的研究。
[0004]本發(fā)明的制備方法，其配方為:以工業(yè)氧化鋯粉為基,含量為30_80wt%，化學(xué)法氧化鋯粉5-40wt%，氧化鋁粉3-40wt%滑石粉0.5-1.5wt%、氧化鑭粉0.3_lwt%、氧化鈰粉 0.3-8wt%、氧化f乙粉 1.5-5wt%,蘇州土 0.5-2wt% ο
[0005]制備方法如下:
[0006]①把按配方稱量經(jīng)過除鐵的原料和水放入攪拌磨中，按原料和球1: 4的比例向攪拌磨中加入氧化鋁球，加入0.3-lwt%分散劑，攪拌球磨3小時(shí)后，加入0.5-2wt%粘合齊U，再攪拌球磨I小時(shí)，出磨對漿料進(jìn)行陳腐，制備出固含量為60-70Wt%的穩(wěn)定漿料；
[0007]②把穩(wěn)定的漿料干燥、造粒制成平均粒徑為120-160目，流動(dòng)性為36-38秒，松裝密度為1.0-1.5克/立方厘米，水分含量在0.4-lwt%的造粒粉；
[0008]③把造粒粉在橡膠模具中冷等靜壓制成管狀的陶瓷毛坯，其中成型壓力為170-250兆帕，保壓時(shí)間為1-10分鐘，對經(jīng)過修坯的陶瓷毛坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度為1550-1650度，保溫3-5小時(shí)，升溫速度為50—120度/小時(shí)，并在1100—1200度保溫I小時(shí)，在降溫過程中每小時(shí)降溫速度不大于80-120度；
[0009]④對經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的陶瓷件(2)進(jìn)行外圓和兩個(gè)端面加工，將加工好的陶瓷件
(2)放置到經(jīng)過充分預(yù)熱膨脹的金屬外套(I)內(nèi)；
[0010]⑤對陶瓷件(2)內(nèi)圓進(jìn)行磨加工并拋光，從而制備出高性能陶瓷缸套。
[0011]經(jīng)過加工的陶瓷件(2)和金屬外套(I)之間的過盈量為0.40-0.70毫米，陶瓷件
(2)和金屬外套(I)之間的裝配溫度為400-600度，保溫時(shí)間為2-6小時(shí)。
[0012]本發(fā)明制備方法簡單，工藝合理，成品合格率高，生產(chǎn)成本大大降低，制備出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品使用壽命大大延長。四、

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種高性能陶瓷缸套制備工藝的研究制品縱剖示意圖。
五、具體設(shè)施方式
[0014]下面結(jié)合實(shí)施實(shí)例和附圖1對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]按配方稱量工業(yè)氧化鋯為55wt %，化學(xué)法氧化鋯粉5wt %，氧化鋁粉35wt %、滑石粉0.5wt%、氧化鑭粉0.5wt%、氧化鋪粉0.3wt%、氧化f乙粉3.2wt%,蘇州土 0.5wt%。把按配方稱量經(jīng)過除鐵的原料和水放入攪拌磨中，按原料和球1: 4的比例向攪拌磨中加入氧化鋁球，加入0.5wt%分散劑，攪拌球磨3小時(shí)后，加入lwt%粘合劑，再攪拌球磨I小時(shí)，出磨對漿料進(jìn)行陳腐，制備出固含量為60wt%的穩(wěn)定漿料；把穩(wěn)定的漿料干燥、造粒制成平均粒徑為120目，流動(dòng)性為36秒，松裝密度為1.35克/立方厘米，水分含量在0.6wt%的造粒粉；把造粒粉在橡膠模具中冷等靜壓制成管狀的陶瓷毛坯，其中成型壓力為170兆帕，保壓時(shí)間為5分鐘，對經(jīng)過修坯的陶瓷毛坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度為1580度，保溫4小時(shí)，升溫速度為60度/小時(shí)，并在1100度保溫I小時(shí)，在降溫過程中每小時(shí)降溫速度不大于100度；對經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的陶瓷件(2)進(jìn)行外圓和兩個(gè)端面加工，將加工好的陶瓷件(2)放置到經(jīng)過充分預(yù)熱膨脹的金屬外套(I)內(nèi)；對陶瓷件(2)內(nèi)圓進(jìn)行磨加工并拋光，從而制備出高性能陶瓷缸套。
[0016]經(jīng)過加工的陶瓷件(2)和金屬外套(I)之間的過盈量為0.43毫米，陶瓷件(2)和金屬外套(I)之間的裝配溫度為450度，保溫時(shí)間為2.5小時(shí)。
[0017]本發(fā)明制備方法簡單，工藝合理，成品合格率高，生產(chǎn)成本大大降低，制備出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品使用壽命大大延長。
【權(quán)利要求】
1.一種高性能陶瓷缸套制備工藝的研究，其特征在于:以工業(yè)氧化鋯粉為基，含量為30-80wt%，化學(xué)法氧化鋯粉5-40wt%，氧化鋁粉3-40wt%、滑石粉0.5-1.5wt%、氧化鑭粉0.3-lwt%、氧化鋪粉 0.3-8wt%、氧化f乙粉 1.5-5wt%,蘇州土 0.5-2wt% ? 制備方法如下: ①把按配方稱量經(jīng)過除鐵的原料和水放入攪拌磨中，按原料和球1: 4的比例向攪拌磨中加入氧化鋁球，加入0.3-lwt%分散劑，攪拌球磨3小時(shí)后，加入0.5-2wt%粘合劑，再攪拌球磨I小時(shí)，出磨對漿料進(jìn)行陳腐，制備出固含量為60-70wt%的穩(wěn)定漿料； ②把穩(wěn)定的漿料干燥、造粒制成平均粒徑為120-160目，流動(dòng)性為36-38秒，松裝密度為1.0-1.5克/立方厘米，水分含量在0.4-^^%的造粒粉； ③把造粒粉在橡膠模具中冷等靜壓制成管狀的陶瓷毛坯，其中成型壓力為170-250兆帕，保壓時(shí)間為1-10分鐘，對經(jīng)過修坯的陶瓷毛坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度為1550-1650度，保溫3-6小時(shí)，升溫速度為50—120度/小時(shí)，并在1100—1200度保溫I小時(shí)，在降溫過程中每小時(shí)降溫速度不大于80-120度； ④對經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的陶瓷件(2)進(jìn)行外圓和兩個(gè)端面加工，將加工好的陶瓷件(2)放置到經(jīng)過充分預(yù)熱膨脹的金屬外套(I)內(nèi)； ⑤對陶瓷件(2)內(nèi)圓進(jìn)行磨加工并拋光，從而制備出高性能陶瓷缸套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能陶瓷缸套制備工藝的研究，其特征在于:經(jīng)過加工的陶瓷件(2)和金屬外套(I)之間的過盈量為0.40-0.70毫米，陶瓷件(2)和金屬外套(I)之間的裝配溫度為400-600度，保溫時(shí)間為2-6小時(shí)。
【文檔編號】C04B35/48GK104446454SQ201410524048
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】范興寬 申請人:范興寬