一种高性能陶瓷缸套制备工艺的研究的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能陶瓷缸套工艺的研究，以工业氧化锆粉为基，加入化学法氧化锆粉、氧化铝粉、滑石粉、氧化镧粉、氧化铈粉、氧化钇粉、苏州土；将上述原料采用搅拌球磨、喷雾干燥制成陶瓷造粒粉，然后将陶瓷造粒粉通过等静压成型、高温烧结加工成陶瓷件，对陶瓷件进行外圆和两个端面加工，将加工好的陶瓷件放置到经过充分预热膨胀的金属外套内，加工陶瓷件内圆并抛光，从而制备出高性能陶瓷缸套。本发明制备方法简单，工艺合理，成品合格率高，制备出的产品质量稳定可靠，产品使用寿命大大延长，平均使用寿命不低于5000小时。
【专利说明】一种高性能陶瓷缸套制备工艺的研究
一、【技术领域】
[0001]本发明属于特种结构陶瓷材料，具体的说，涉及一种高性能陶瓷缸套的制备工艺的研究。
二、【背景技术】
[0002]高压泥浆泵是石油钻井、地质勘探工作台的“心脏”，泥浆泵缸套是泥浆泵的重要组成部件。目前使用的泥衆泵缸套分为双金属缸套、纯氧化招陶瓷缸套和纯氧化错陶瓷缸套三种材质加工而成:由于工况十分恶劣，金属缸套不耐磨、不耐腐蚀，使用寿命很短；纯氧化铝陶瓷缸套强度和韧性低，在高压下容易破碎；纯氧化锆陶瓷缸套容易粉化，导热系数低，膨胀系数大，硬度低，加工成本高，仍不能达到理想效果，同时都存在结构过于简单，在高压下很容易脱落。
三、
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产成本低，加工方法简单，工艺合理，产品使用寿命长的高性能陶瓷缸套制备工艺的研究。
[0004]本发明的制备方法，其配方为:以工业氧化锆粉为基,含量为30_80wt%，化学法氧化锆粉5-40wt%，氧化铝粉3-40wt%滑石粉0.5-1.5wt%、氧化镧粉0.3_lwt%、氧化铈粉 0.3-8wt%、氧化f乙粉 1.5-5wt%,苏州土 0.5-2wt% ο
[0005]制备方法如下:
[0006]①把按配方称量经过除铁的原料和水放入搅拌磨中，按原料和球1: 4的比例向搅拌磨中加入氧化铝球，加入0.3-lwt%分散剂，搅拌球磨3小时后，加入0.5-2wt%粘合齐U，再搅拌球磨I小时，出磨对浆料进行陈腐，制备出固含量为60-70Wt%的稳定浆料；
[0007]②把稳定的浆料干燥、造粒制成平均粒径为120-160目，流动性为36-38秒，松装密度为1.0-1.5克/立方厘米，水分含量在0.4-lwt%的造粒粉；
[0008]③把造粒粉在橡胶模具中冷等静压制成管状的陶瓷毛坯，其中成型压力为170-250兆帕，保压时间为1-10分钟，对经过修坯的陶瓷毛坯进行高温烧结，烧结温度为1550-1650度，保温3-5小时，升温速度为50—120度/小时，并在1100—1200度保温I小时，在降温过程中每小时降温速度不大于80-120度；
[0009]④对经过高温烧结的陶瓷件(2)进行外圆和两个端面加工，将加工好的陶瓷件
(2)放置到经过充分预热膨胀的金属外套(I)内；
[0010]⑤对陶瓷件(2)内圆进行磨加工并抛光，从而制备出高性能陶瓷缸套。
[0011]经过加工的陶瓷件(2)和金属外套(I)之间的过盈量为0.40-0.70毫米，陶瓷件
(2)和金属外套(I)之间的装配温度为400-600度，保温时间为2-6小时。
[0012]本发明制备方法简单，工艺合理，成品合格率高，生产成本大大降低，制备出的产品质量稳定可靠，产品使用寿命大大延长。四、
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明一种高性能陶瓷缸套制备工艺的研究制品纵剖示意图。
五、具体设施方式
[0014]下面结合实施实例和附图1对本发明作进一步详细说明。
[0015]按配方称量工业氧化锆为55wt %，化学法氧化锆粉5wt %，氧化铝粉35wt %、滑石粉0.5wt%、氧化镧粉0.5wt%、氧化铺粉0.3wt%、氧化f乙粉3.2wt%,苏州土 0.5wt%。把按配方称量经过除铁的原料和水放入搅拌磨中，按原料和球1: 4的比例向搅拌磨中加入氧化铝球，加入0.5wt%分散剂，搅拌球磨3小时后，加入lwt%粘合剂，再搅拌球磨I小时，出磨对浆料进行陈腐，制备出固含量为60wt%的稳定浆料；把稳定的浆料干燥、造粒制成平均粒径为120目，流动性为36秒，松装密度为1.35克/立方厘米，水分含量在0.6wt%的造粒粉；把造粒粉在橡胶模具中冷等静压制成管状的陶瓷毛坯，其中成型压力为170兆帕，保压时间为5分钟，对经过修坯的陶瓷毛坯进行高温烧结，烧结温度为1580度，保温4小时，升温速度为60度/小时，并在1100度保温I小时，在降温过程中每小时降温速度不大于100度；对经过高温烧结的陶瓷件(2)进行外圆和两个端面加工，将加工好的陶瓷件(2)放置到经过充分预热膨胀的金属外套(I)内；对陶瓷件(2)内圆进行磨加工并抛光，从而制备出高性能陶瓷缸套。
[0016]经过加工的陶瓷件(2)和金属外套(I)之间的过盈量为0.43毫米，陶瓷件(2)和金属外套(I)之间的装配温度为450度，保温时间为2.5小时。
[0017]本发明制备方法简单，工艺合理，成品合格率高，生产成本大大降低，制备出的产品质量稳定可靠，产品使用寿命大大延长。
【权利要求】
1.一种高性能陶瓷缸套制备工艺的研究，其特征在于:以工业氧化锆粉为基，含量为30-80wt%，化学法氧化锆粉5-40wt%，氧化铝粉3-40wt%、滑石粉0.5-1.5wt%、氧化镧粉0.3-lwt%、氧化铺粉 0.3-8wt%、氧化f乙粉 1.5-5wt%,苏州土 0.5-2wt% ? 制备方法如下: ①把按配方称量经过除铁的原料和水放入搅拌磨中，按原料和球1: 4的比例向搅拌磨中加入氧化铝球，加入0.3-lwt%分散剂，搅拌球磨3小时后，加入0.5-2wt%粘合剂，再搅拌球磨I小时，出磨对浆料进行陈腐，制备出固含量为60-70wt%的稳定浆料； ②把稳定的浆料干燥、造粒制成平均粒径为120-160目，流动性为36-38秒，松装密度为1.0-1.5克/立方厘米，水分含量在0.4-^^%的造粒粉； ③把造粒粉在橡胶模具中冷等静压制成管状的陶瓷毛坯，其中成型压力为170-250兆帕，保压时间为1-10分钟，对经过修坯的陶瓷毛坯进行高温烧结，烧结温度为1550-1650度，保温3-6小时，升温速度为50—120度/小时，并在1100—1200度保温I小时，在降温过程中每小时降温速度不大于80-120度； ④对经过高温烧结的陶瓷件(2)进行外圆和两个端面加工，将加工好的陶瓷件(2)放置到经过充分预热膨胀的金属外套(I)内； ⑤对陶瓷件(2)内圆进行磨加工并抛光，从而制备出高性能陶瓷缸套。
2.根据权利要求1所述的一种高性能陶瓷缸套制备工艺的研究，其特征在于:经过加工的陶瓷件(2)和金属外套(I)之间的过盈量为0.40-0.70毫米，陶瓷件(2)和金属外套(I)之间的装配温度为400-600度，保温时间为2-6小时。
【文档编号】C04B35/48GK104446454SQ201410524048
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】范兴宽 申请人:范兴宽