一种高耐磨的柱塞泵曲轴和高寿命高压柱塞泵的制作方法

[0001]
本发明涉及柱塞泵技术领域，特别涉及一种高耐磨的柱塞泵曲轴和高寿命高压柱塞泵。


背景技术：

[0002]
在石油天然气和煤层气钻采、输送等各个领域中，要用到各种形式的柱塞泵，柱塞泵是一种容积式泵，其柱塞靠曲轴的偏心转动驱动，往复运动，当柱塞外拉时，工作室内压力降低，排水阀关闭，低于吸水口压力时，吸水阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，吸水阀关闭，高于排水口压力时，排水阀打开，液体排出。柱塞在缸体内的往复运动造成缸内容积的变化，从而达到输送流体或为流体增压的目的，柱塞泵具有良好的自吸能力、效率较高、高压力、大流量等优点，且能输送含有很多杂质和腐蚀物质的介质，柱塞泵作为机械能转化为液压能，是系统中的动力装置。
[0003]
曲轴作为柱塞泵的关键部件之一，在工作过程中不断进行往复运动，不断承受大量摩擦，极易造成摩擦耗损。现有柱塞泵中，曲轴耐磨损性能较低，吸水阀和排水阀的耐腐蚀能力较差，进而导致柱塞泵使用寿命过短，频繁的部件更换将导致成本的提高。


技术实现要素：

[0004]
（一）解决的技术问题本发明的目的在于提供一种高耐磨的柱塞泵曲轴和高寿命高压柱塞泵，主要解决上述现有技术所存在的曲轴耐磨损性能较低的技术问题，提供一种强度更高和韧性更好的曲轴；解决现有柱塞泵耐磨性和耐腐蚀性较差的问题，提供一种高寿命的柱塞泵。
[0005]
（二）技术方案为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高耐磨的柱塞泵曲轴，其特征在于：该曲轴的钢种成分质量百分比组成是c 3.5～3.8%、si 2.4～2.7%、cu 0.5～0.8%、mo 0.2～0.3%、ni 0.4～0.5%、s< 0.015%、p< 0.035%、其余为fe的铸件。
[0006]
进一步地，所述曲轴采用热处理工艺为曲轴铸件加热到880℃～920℃，保温90～120min，随后立即将曲轴放入介质为50%nano
3
+50%kno
3
盐浴炉中，炉温340℃～380℃，保温90～120min。
[0007]
一种高寿命高压柱塞泵,其特征在于：包含所述的一种高耐磨的柱塞泵曲轴、吸水阀座、吸水阀板、排水阀座和排水阀板，所述吸水阀座和吸水阀板的表面设有高耐磨和低摩擦系数的聚四氟乙烯高分子酚涂层，该聚四氟乙烯高分子酚涂层经280℃～300℃、保温40～90min固化而成。
[0008]
进一步地，所述排水阀座和排水阀板的表面设有高耐磨和低摩擦系数的聚四氟乙烯高分子酚涂层，该聚四氟乙烯高分子酚涂层经280℃～300℃、保温40～90min固化而成。
[0009]
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供一种高耐磨的柱塞泵曲轴和高寿命高压柱塞泵，具备以下有益效果：1、曲轴的钢种成分质量百分比组成是c 3.5～3.8%、si 2.4～2.7%、cu 0.5～0.8%、mo 0.2～0.3%、ni 0.4～0.5%、s< 0.015%、p< 0.035%、其余为fe的铸件，并改进对曲轴铸件热处理工艺的方案，可提升曲轴的强度和韧性。曲轴抗拉强度可高达900mpa，延伸率超过8%。
[0010]
2、在吸水阀座和吸水阀板表面设有高耐磨和低摩擦系数的聚四氟乙烯高分子酚涂层，可增强吸水阀座和吸水阀板表面的耐摩擦性和耐腐蚀性，进而延长使用寿命。
[0011]
3、在排水阀座和排水阀板的表面设有高耐磨和低摩擦系数的聚四氟乙烯高分子酚涂层，可增强排水阀座和排水阀板表面的耐摩擦性和耐腐蚀性，进而延长使用寿命。
[0012]
相比现有技术，本发明可提供一种强度更高和韧性更好的曲轴，提升柱塞泵的吸水阀座、吸水阀板、排水阀座和排水阀板的耐腐蚀性和耐摩擦性，从而提供一种使用寿命更长的高压柱塞泵，降低设备使用过程中的柱塞泵耗损，降低生产成本。
附图说明
[0013]
图1是本发明中柱塞泵的结构示意图。
[0014]
图2是本发明中吸水阀座和吸水阀板的剖面结构示意图。
[0015]
图3是本发明中排水阀座和排水阀板的剖面结构示意图。
[0016]
图中:1-曲轴、2-吸水阀座、3-吸水阀板、4-排水阀座、5-排水阀板、6-聚四氟乙烯高分子酚涂层。
具体实施方式
[0017]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]
本发明提供一种高耐磨的柱塞泵曲轴，其特征在于：该曲轴的钢种成分质量百分比组成是c 3.5～3.8%、si 2.4～2.7%、cu 0.5～0.8%、mo 0.2～0.3%、ni 0.4～0.5%、s< 0.015%、p< 0.035%、其余为fe的铸件。
[0019]
优选地，所述曲轴采用热处理工艺为曲轴铸件加热到880℃～920℃，保温90～120min，随后立即将曲轴放入介质为50%nano
3
+50%kno
3
盐浴炉中，炉温340℃～380℃，保温90～120min。
[0020]
一种高寿命高压柱塞泵,包含所述的一种高耐磨的柱塞泵曲轴、吸水阀座2、吸水阀板3、排水阀座4和排水阀板5，所述吸水阀座2和吸水阀板3的表面设有高耐磨和低摩擦系数的聚四氟乙烯高分子酚涂层6，该聚四氟乙烯高分子酚涂层6经280℃～300℃、保温40～90min固化而成。
[0021]
优选地，所述排水阀座4和排水阀板5的表面设有高耐磨和低摩擦系数的聚四氟乙烯高分子酚涂层6，该聚四氟乙烯高分子酚涂层6经280℃～300℃、保温40～90min固化而成。
[0022]
附图1为本发明所述的高寿命高压柱塞泵的结构示意图，包括曲轴1、吸水阀座2、
吸水阀板3、排水阀座4和排水阀板5；所述曲轴1、吸水阀座2、吸水阀板3、排水阀座4和排水阀板5连接于泵体工作室上，通过包含曲轴1的柱塞的往复运动改变泵体工作室内的压强，从而达到输送流体或为流体增压的目的。如图1所示，当柱塞左拉时，工作室内压力降低，排水阀（包含部件排水阀座4和排水阀板5）关闭，低于吸水口（设于吸水阀座2下端）压力时，吸水阀（包含部件吸水阀座2和吸水阀板3）打开，液体进入；柱塞向右内推时，工作室压力升高，吸水阀关闭，高于排水口压力时，排水阀打开，液体排出。
[0023]
其中，在吸水阀座2、吸水阀板3、排水阀座4和排水阀板5的表面设有高耐磨和低摩擦系数的聚四氟乙烯高分子酚涂层6，该聚四氟乙烯高分子酚涂层6经280℃～300℃、保温40～90min固化而成，可提升柱塞泵的吸水阀座、吸水阀板、排水阀座和排水阀板的耐腐蚀性和耐摩擦性，从而提供一种使用寿命更长的高压柱塞泵，降低设备使用过程中的柱塞泵的耗损，降低生产成本。
[0024]
通过对曲轴1材料组成和热处理工艺方式的改进，进而使得曲轴具有高强度、高韧性、耐疲劳和耐磨性的特点。实施例中，进行了三组曲轴的制作，其组成成分数据分别如下：实施例一、曲轴1的钢种成分质量百分比组成为c 3.5%、si 2.4%、cu 0.5%、mo 0.2%、ni 0.4%、s 0.014%、p 0.034%、fe 92.952%。
[0025]
所述曲轴1采用热处理工艺为曲轴1铸件加热到880℃，保温90min，随后立即将曲轴1放入介质为50%nano
3
+50%kno
3
盐浴炉中，炉温340℃，保温100min。
[0026]
经过上述材料组成改变和热处理工艺，可提升曲轴1的强度和韧性。
[0027]
实施例二、曲轴1的钢种成分质量百分比组成为c 3.8%、si 2.7%、cu 0.8%、mo 0.3%、ni 0.5%、s 0.014%、p 0.03%、fe 91.856%。
[0028]
所述曲轴1采用热处理工艺为曲轴1铸件加热到920℃，保温120min，随后立即将曲轴1放入介质为50%nano
3
+50%kno
3
盐浴炉中，炉温380℃，保温120min。
[0029]
经过上述材料组成改变和热处理工艺，可提升曲轴1的强度和韧性。
[0030]
实施例三、曲轴1的钢种成分质量百分比组成为c 3.71%、si 2.66%、cu 0.75%、mo 0.2%、ni 0.41%、s 0.014%、p 0.033%、fe 92.223%。
[0031]
所述曲轴1采用热处理工艺为曲轴1铸件加热到900℃，保温120min，随后立即将曲轴1放入介质为50%nano
3
+50%kno
3
盐浴炉中，炉温380℃，保温90min。
[0032]
经过上述材料组成改变和热处理工艺，可提升曲轴1的强度和韧性。
[0033]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0034]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。