一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法
【专利摘要】一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，采用100目雾化铁粉96.65—98.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.5—1.5％、200目磷铁粉0.5—1.5％、20号工业用机油0.05％置入“Y”型混料机中混料，用80目筛网过筛第二步的混料：将过筛的混料按5.5—6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，最后进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可；该工艺具有少、无切削加工、节能、节材、无环境污染、成本低、高效等特点，所制备零件彻底解决了弹壳在爆炸过程中形成的堵褚，从而大大提高了采油效率和降低开采成本。
【专利说明】一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种粉末冶金机械零件生产工艺技术，特别涉及一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法。
【背景技术】
[0002]粉末冶金机械零件是指用粉末冶金法制造的机械结构零件、滑动轴承及摩擦材料等制品，这种零件在机械制造工业中应用十分广泛，特别在汽车、家电、工程机械、石油等行业。用粉末冶金方法制造零件与常规的铸、锻、切削加工制造同样的零件相比，具有少、无切削加工、节能、节材、无环境污染、成本低、高效等特点，能生产具有特殊性能和其它工艺难以生产或无法生产的材料和制品。
[0003]石油射孔弹是石油射孔器材上的关键零件，弹壳一般采用钢制材料，它是承载药型罩、炸药、起爆药以及连接弹架的关键零件，同时，在爆炸过程中起到聚能的重要作用。随着射孔技术的不断提高，不仅要求穿深孔径既规整又有深度，并且要求射孔枪内没有堵褚，这是钢制弹壳无法克服的技术难题。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有钢制弹壳在爆炸过程中形成堵褚的不足，本发明的目的是提供一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，该工艺具有少、无切削加工、节能、节材、无环境污染、成本低、高效等特点，所制备零件彻底解决了弹壳在爆炸过程中形成的堵褚，从而大大提高了采油效率和降低开采成本。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0006]一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，包括以下步骤:
[0007]第一步配料:原材料成分及重量比如下:
[0008]采用100目雾化铁粉96.65— 98.15%,325目天然鳞片石墨粉末0.8%、200目铜粉0.5—1.5%,200目磷铁粉0.5—1.5%,20号工业用机油0.05% ；
[0009]第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为45— 60分钟；
[0010]第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料:
[0011]第四步成型:将过筛的混料按5.5 — 6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为
6.75—6.95g/cm3 ；
[0012]第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%，氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C --80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
[0013]第六步后续处理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
[0014] 由于本发明采用了特定的主元材料粒度组份和特殊材料配方，弹壳表面硬度为HRB85-95 ;材料抗拉强度:大于480MPa ;弹壳爆炸残留破碎削尺寸小于5mm。[0015]本发明使用粉末冶金雾化铁粉、天然石墨、金属铜、磷铁粉、润滑剂等，经过混合、压制、烧结，精加工、蒸汽处理、形成粉末冶金易碎弹壳零件，采用粉末冶金弹壳不仅能够满足钢制弹壳的性能和要求，而且彻底解决了钢制弹壳在爆炸过程中形成的堵褚，从而大大提高了采油效率和降低开采成本。
【具体实施方式】
[0016]实施例一
[0017]本实施例的生产工艺是这样实现的:
[0018]第一步配料:采用100目雾化铁粉98.15%、325目天然鳞片石墨粉末0.8%、200目铜粉0.5%、200目磷铁粉0.5%、20号工业用机油0.05% ;
[0019]第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为45分钟；
[0020]第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料；
[0021]第四步成型:将过筛的混料按5.5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.75g/cm3 ；
[0022]第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%，氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C --80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
[0023]第六步后续处理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
[0024]测试评价本实例结果，弹壳表面硬度为HRB85 ;材料抗拉强度:483MPa ;弹壳爆炸残留破碎削尺寸最大4.86mm,4mm以下占40%
[0025]实施例二
[0026]本实施例的生产工艺是这样实现的:
[0027]第一步配料:采用100目雾化铁粉96.65%、325目天然鳞片石墨粉末0.8%、200目铜粉1.5%、200目磷铁粉1%、20号工业用机油0.05% ；
[0028]第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为60分钟；
[0029]第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料；
[0030]第四步成型:将过筛的混料按6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.95g/cm3 ；
[0031]第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%，氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C --80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
[0032]第六步后续处理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
[0033]测试评价本实例结果，弹壳表面硬度为HRB95 ;材料抗拉强度:498MPa ;弹壳爆炸残留破碎削尺寸最大5.0mm, 4mm以下占30%。
[0034]实施例三 [0035]本实施例的生产工艺是这样实现的:
[0036]第一步配料:采用100目雾化铁粉97.15%、325目天然鳞片石墨粉末0.8%、200目铜粉0.8%、200目磷铁粉L2%、20号工业用机油0.05% ；
[0037]第二步混料:第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为50分钟；
[0038]第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料；
[0039]第四步成型:将过筛的混料按5.8T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.85g/cm3 ；
[0040]第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%，氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C --80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
[0041]第六步后续处理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
[0042]测试评价本实例结果，弹壳表面硬度为HRB90 ;材料抗拉强度:490MPa ;弹壳爆炸残留破碎削尺寸最大4.86mm, 4mm以下占80%。
[0043]综合评价三项实例结果，均能够满足产品技术要求。但从综合性能指标及生产实际来考虑，第三种 实例方案效果最佳。
【权利要求】
1.一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步配料:原材料成分及重量比如下: 采用100目雾化铁粉96.65— 98.15%、325目天然鳞片石墨粉末0.8 %、200目铜粉0.5—1.5%,200目磷铁粉0.5—1.5%,20号工业用机油0.05% ； 第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为45— 60分钟； 第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料: 第四步成型:将过筛的混料按5.5-6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.75-6.95g/cm3 ； 第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%,氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C --80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉； 第六步后续处理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
2.根据 权利要求1所述的一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步配料:采用100目雾化铁粉98.15%,325目天然鳞片石墨粉末0.8%、200目铜粉0.5%、200目磷铁粉0.5%、20号工业用机油0.05% ; 第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为45分钟； 第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料； 第四步成型:将过筛的混料按5.5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.75g/cm3。第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%,氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C —80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉； 第六步后续处理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
3.根据权利要求1所述的一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步配料:采用100目雾化铁粉96.65%、325目天然鳞片石墨粉末0.8%、200目铜粉1.5%、200目磷铁粉1%、20号工业用机油0.05% ； 第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为60分钟； 第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料； 第四步成型:将过筛的混料按6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.95g/cm3 ；第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%,氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C —80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉； 第六步后续处理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
4.根据权利要求1所述的一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:第一步配料:采用-100目雾化铁粉97.15%,325目天然鳞片石墨粉末0.8%、200目铜粉0.8%、200目磷铁粉1.2%、20号工业用机油0.05% ； 第二步混料:第二步混料:先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料IOOKg置入“Y”型混料机中，混料时间为50分钟； 第三步筛料:用80目筛网过筛第二步的混料； 第四步成型:将过筛的混料按5.8T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.85g/cm3 ；第五步烧结:将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体一液氮气体60%,氨分解气体40%保护气氛下，先进入预烧结区700°C —80(TC温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120—1150°C温度下烧结30-40分钟，冷却出炉； 第六步后续处 理:根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
【文档编号】B22F1/00GK104014798SQ201410213331
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】林育阳, 李选, 允月婷, 高源 , 周勇, 李强 申请人:陕西华夏粉末冶金有限责任公司