一种不锈钢压裂泵阀箱的制作工艺的制作方法

文档序号:17932969发布日期:2019-06-15 01:04阅读:368来源:国知局

本发明涉及压裂泵技术领域,具体为一种不锈钢压裂泵阀箱的制作工艺。



背景技术:

目前,在石油、页岩气开采领域,压裂技术能够有效的提高石油、页岩气的开采量,压裂泵是压裂开采过程中的关键设备。

压裂泵的性能、质量和可靠性直接影响压裂实施过程的质量和进度,因为压裂泵的使用工况很恶劣,要求压裂泵有更高的泵压和更大的排量,要求其能够承受高压、循环载荷作用,还要求其能输送高压带磨砺、腐蚀的介质,更要求其能再恶劣的工况下可靠运行并保持更高的使用寿命。尤其对于压裂泵阀箱体有着相对较高的要求,要求泵阀箱体不但要承受超高的压力,而且要承受较高的交变载荷冲击力和耐酸碱腐蚀力。所以,要符合上述要求,就要对泵阀箱体的材料的选择、加工制造工艺进行改进,攻克技术难题。



技术实现要素:

本发明所解决的技术问题在于提供一种不锈钢压裂泵阀箱的制作工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种不锈钢压裂泵阀箱的制作工艺,包括以下步骤:

步骤1)、压力泵阀箱锻件毛坯进行粗加工;

步骤2)、正火、调质;正火、油淬、高温回火,油淬:将工件加热至920℃进行油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;将工件加热至780℃油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;高温回火:把零件油淬后,再加热到500~650℃,保温20-30分钟,以每分钟降低20℃的速度冷却至室温;

步骤3)、精加工;工经过精磨、铣镗精密机加工工序后喷丸强化,喷丸强化,需进行多组试片喷丸,每组不少于5片,每一片喷丸后的弧高度试片与放在弧高度测试仪下测量其弧高度值并记录弧高度值、喷丸时间和覆盖率参数,然后制作喷丸饱和曲线,确定喷丸工艺参数;得到成品;

步骤4)表面溅射:先将磁控溅射真空设备中气压抽至小于2×10-3pa,之后通入氩气,开启流量计,使真空腔内气压约为0.8pa时关闭充气阀,将溅射偏压调至-50--250v,溅射电流调至3-6a,转动金属轮后沉积3-6h后关闭溅射电压及偏压;

步骤5)、硬氮化:成型工件放入渗氮罐,经过预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程,完成对工件的渗氮处理,取出工件并自然冷却,另配磷酸钠饱和溶液,50℃保温,将完成渗氮的工件放入磷酸钠饱和溶液中进行磷化5~8min,然后浸没在钝化液中钝化10~20s,清洗工件表面,最后在120℃烘箱中烘干;

步骤6)、包装:经过全面检验,合格产品入库、出厂。

所述正火包括初次正火:将工件加热至750℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;再次正火:将工件加热至850℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;三次正火:将工件加热至950℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃。

所述在锻件表面溅射之前,依次由丙酮、无水乙醇和去离子水对锻件表面进行清洗。

所述钝化液含有50%植酸溶液1.6%和na2co340%,以稀硫酸调整ph为3~5。

所述后氧化过程是工件完成渗氮过程后,停止供氮,保温320~350℃,持续1.5~2.0h,完成后打开渗氮罐自然冷却。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明提高内表面硬度,同时保持强度韧性,使其既抗冲刷、抗磨蚀,在交变负载的作用下又不易产生裂纹现象,而且通过锻件表面溅射,提高了整体强度性能、延长了使用寿命、降低了生产成本、减少了处理中的安全隐患、工艺简单、实用性强。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明,在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以两个元件内部的连通。

实施例1

一种不锈钢压裂泵阀箱的制作工艺,包括以下步骤:

步骤1)、将质量配比为:cu:3%、mg:4%、sn:2%、zr:0.3%、si0.3%、mn0.5%、sic颗粒:15%、稀土:0.1%、tib5%、al2o33%、余量为fe的原料进行混合、炼制;之后对压力泵阀箱锻件毛坯进行粗加工;

步骤2)、正火、调质;正火、油淬、高温回火,油淬:将工件加热至920℃进行油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;将工件加热至780℃油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;高温回火:把零件油淬后,再加热到500~650℃,保温20-30分钟,以每分钟降低20℃的速度冷却至室温;正火包括初次正火:将工件加热至750℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;再次正火:将工件加热至850℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;三次正火:将工件加热至950℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃。

步骤3)、精加工;工经过精磨、铣镗精密机加工工序后喷丸强化,喷丸强化,需进行多组试片喷丸,每组不少于5片,每一片喷丸后的弧高度试片与放在弧高度测试仪下测量其弧高度值并记录弧高度值、喷丸时间和覆盖率参数,然后制作喷丸饱和曲线,确定喷丸工艺参数;得到成品;

步骤4)表面溅射:先将磁控溅射真空设备中气压抽至小于2×10-3pa,之后通入氩气,开启流量计,使真空腔内气压约为0.8pa时关闭充气阀,将溅射偏压调至-50--250v,溅射电流调至3-6a,转动金属轮后沉积3-6h后关闭溅射电压及偏压;所述在锻件表面溅射之前,依次由丙酮、无水乙醇和去离子水对锻件表面进行清洗。

步骤5)、硬氮化:成型工件放入渗氮罐,经过预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程,完成对工件的渗氮处理,取出工件并自然冷却,另配磷酸钠饱和溶液,50℃保温,将完成渗氮的工件放入磷酸钠饱和溶液中进行磷化5~8min,然后浸没在钝化液中钝化10~20s,清洗工件表面,最后在120℃烘箱中烘干;所述钝化液含有50%植酸溶液1.6%和na2co340%,以稀硫酸调整ph为3~5;所述后氧化过程是工件完成渗氮过程后,停止供氮,保温320~350℃,持续1.5~2.0h,完成后打开渗氮罐自然冷却。

步骤6)、包装:经过全面检验,合格产品入库、出厂。

实施例2

一种不锈钢压裂泵阀箱的制作工艺,包括以下步骤:

步骤1)、将质量配比为:cu:2%、mg:2%、sn:1%、zr:0.1%、si0.1%、mn0.2%、sic颗粒:14%、稀土:0.05%、tib3%、al2o31%、余量为fe的原料进行混合、炼制;之后对压力泵阀箱锻件毛坯进行粗加工;

步骤2)、正火、调质;正火、油淬、高温回火,油淬:将工件加热至920℃进行油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;将工件加热至780℃油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;高温回火:把零件油淬后,再加热到500~650℃,保温20-30分钟,以每分钟降低20℃的速度冷却至室温;正火包括初次正火:将工件加热至750℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;再次正火:将工件加热至850℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;三次正火:将工件加热至950℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃。

步骤3)、精加工;工经过精磨、铣镗精密机加工工序后喷丸强化,喷丸强化,需进行多组试片喷丸,每组不少于5片,每一片喷丸后的弧高度试片与放在弧高度测试仪下测量其弧高度值并记录弧高度值、喷丸时间和覆盖率参数,然后制作喷丸饱和曲线,确定喷丸工艺参数;得到成品;

步骤4)表面溅射:先将磁控溅射真空设备中气压抽至小于2×10-3pa,之后通入氩气,开启流量计,使真空腔内气压约为0.8pa时关闭充气阀,将溅射偏压调至-50--250v,溅射电流调至3-6a,转动金属轮后沉积3-6h后关闭溅射电压及偏压;所述在锻件表面溅射之前,依次由丙酮、无水乙醇和去离子水对锻件表面进行清洗。

步骤5)、硬氮化:成型工件放入渗氮罐,经过预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程,完成对工件的渗氮处理,取出工件并自然冷却,另配磷酸钠饱和溶液,50℃保温,将完成渗氮的工件放入磷酸钠饱和溶液中进行磷化5~8min,然后浸没在钝化液中钝化10~20s,清洗工件表面,最后在120℃烘箱中烘干;所述钝化液含有50%植酸溶液1.6%和na2co340%,以稀硫酸调整ph为3~5;所述后氧化过程是工件完成渗氮过程后,停止供氮,保温320~350℃,持续1.5~2.0h,完成后打开渗氮罐自然冷却。

步骤6)、包装:经过全面检验,合格产品入库、出厂。

实施例3

一种不锈钢压裂泵阀箱的制作工艺,包括以下步骤:

步骤1)、将质量配比为:cu:5%、mg:6%、sn:3%、zr:0.5%、si0.5%、mn0.6%、sic颗粒:16%、稀土:0.2%、tib8%、al2o35%、余量为fe的原料进行混合、炼制;之后对压力泵阀箱锻件毛坯进行粗加工;

步骤2)、正火、调质;正火、油淬、高温回火,油淬:将工件加热至920℃进行油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;将工件加热至780℃油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;高温回火:把零件油淬后,再加热到500~650℃,保温20-30分钟,以每分钟降低20℃的速度冷却至室温;正火包括初次正火:将工件加热至750℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;再次正火:将工件加热至850℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃;三次正火:将工件加热至950℃保温15-20分钟,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200-300℃。

步骤3)、精加工;工经过精磨、铣镗精密机加工工序后喷丸强化,喷丸强化,需进行多组试片喷丸,每组不少于5片,每一片喷丸后的弧高度试片与放在弧高度测试仪下测量其弧高度值并记录弧高度值、喷丸时间和覆盖率参数,然后制作喷丸饱和曲线,确定喷丸工艺参数;得到成品;

步骤4)表面溅射:先将磁控溅射真空设备中气压抽至小于2×10-3pa,之后通入氩气,开启流量计,使真空腔内气压约为0.8pa时关闭充气阀,将溅射偏压调至-50--250v,溅射电流调至3-6a,转动金属轮后沉积3-6h后关闭溅射电压及偏压;所述在锻件表面溅射之前,依次由丙酮、无水乙醇和去离子水对锻件表面进行清洗。

步骤5)、硬氮化:成型工件放入渗氮罐,经过预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程,完成对工件的渗氮处理,取出工件并自然冷却,另配磷酸钠饱和溶液,50℃保温,将完成渗氮的工件放入磷酸钠饱和溶液中进行磷化5~8min,然后浸没在钝化液中钝化10~20s,清洗工件表面,最后在120℃烘箱中烘干;所述钝化液含有50%植酸溶液1.6%和na2co340%,以稀硫酸调整ph为3~5;所述后氧化过程是工件完成渗氮过程后,停止供氮,保温320~350℃,持续1.5~2.0h,完成后打开渗氮罐自然冷却。

步骤6)、包装:经过全面检验,合格产品入库、出厂。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1