CN107725352A - 一种柱塞 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柱塞,包括圆柱状基底芯，基底芯外周设置有硬质合金耐高温耐磨层；所述基底芯材料为42＃铬钼;所述硬质合金耐高温耐磨层包括下述质量百分比的原料：Mo:25‑35%，Cr:15‑25%，Ni:15‑25%，C:0.3‑2%，Al:0.5‑3%，Cu:2‑4%，La：0.2‑1.3%,余量为Fe。本发明采用熔敷工艺，使硬质合金新材料与基底芯材相结合更牢固，不会脱落。同时，硬质合金新材料中含有大量的Mo元素，柱塞在工作时，工作面摩擦会形成Mo的氧化产物，它们对接触面有一定的润滑作用，减少了材料的摩擦损耗，也提高了耐腐蚀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械零件,尤其涉及一种柱塞。
背景技术
用扫描电镜(SEM)分析方法 对柱塞泵柱塞表面进行失效分析。分析表明,国产柱塞主要失效形式为磨料磨损,伴随轻度腐蚀和疲劳;美国柱塞主要失效形式为表面严重腐蚀、疲劳和化合物剥 落。国产柱塞表层堆焊的镍基合金,含Ni量高,晶粒细,具有较好的耐腐蚀性能,可用于酸化压裂作业;美国柱塞表层复合碳化物的含量高,晶粒粗大,硬度高,耐磨料磨损的性能高,可用于加砂压裂作业。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，为了克服柱塞在工作时容易出现磨损和腐蚀的失效形式,提供了一种柱塞。
为了实现上诉目的，本发明的具体技术方案如下：
一种柱塞,包括圆柱状基底芯，基底芯外周设置有硬质合金耐高温耐磨层；所述基底芯材料为42＃铬钼;所述硬质合金耐高温耐磨层包括下述质量百分比的原料：Mo:25-35%，Cr:15-25%，Ni:15-25%，C:0.3-2%，Al:0.5-3%，Cu:2-4%，La：0.2-1.3%,余量为Fe。
作为优选项：所述硬质合金耐高温耐磨层是通过熔敷工艺熔敷在基地芯材上面。
作为优选项：所述硬质合金耐高温耐磨层的熔敷工艺如下：
一、制备药芯焊丝:先将粉末状金属原料通过混粉机混合2-3小时，在将混粉机混合过的粉末作为药芯制作成药芯焊丝;所述药芯焊丝外皮材料为: 普通碳钢或者不锈钢，药芯焊丝里面的药粉占整个焊丝质量的40%-45%;所述药芯焊丝直径为2.0mm;
二、将基地芯加温至150-200度之间，然后将步骤一制备的药芯焊丝通过电流调节堆焊在基地芯外周，然后将焊有药芯焊丝的基底芯材外部包裹保温材料,保温十个小时后即得。
作为优选项：所述保温材料为棉制品；在只要让焊有药芯焊丝的基底芯材自身热量消散慢些就可以了。
本发明的有益技术效果：本发明采用熔敷工艺，使硬质合金新材料与基底芯材相结合更牢固，不会脱落。同时，硬质合金新材料中含有大量的Mo元素，柱塞在工作时，工作面摩擦会形成Mo的氧化产物，它们对接触面有一定的润滑作用，减少了材料的摩擦损耗，也提高了耐腐蚀性；且成分中的Mo,Cr,Ni，形成合金，可以增加耐腐蚀的性能，Al，Cu，元素可以增强韧性，使硬度得到提升。Cr与C的元素比例较高，会产生M7C3型碳化物，M7C3型碳化物使材料的硬度与耐磨性得到提升。
附图说明
图1位本发明机构剖视图；
其中：基底芯1，硬质合金耐高温耐磨层2。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案的有效方式做进一步说明：
实施例1
在图1中，一种柱塞,包括圆柱状基底芯(1)，基底芯(1)外周设置有硬质合金耐高温耐磨层(2)；所述基底芯(1) 材料为42＃铬钼;所述硬质合金耐高温耐磨层(2)包括下述质量百分比的原料：Mo:25%，Cr:15%，Ni:15%，C:0.3%，Al:0.5%，Cu:2%，La：0.2%,余量为Fe。
本发明中硬质合金耐高温耐磨层2是通过熔敷工艺熔敷在基地芯材上面；硬质合金耐高温耐磨层2的熔敷工艺如下：
一、制备药芯焊丝:先将粉末状金属原料按照比例通过混粉机混合2-3小时，在将混粉机混合过的粉末作为药芯制作成药芯焊丝;所述药芯焊丝外皮材料为: 普通碳钢或者不锈钢，药芯焊丝里面的药粉占整个焊丝质量的40%-45%;所述药芯焊丝直径为2.0mm;
二、将基地芯加温至150-200度之间，然后将步骤一制备的药芯焊丝通过电流调节堆焊在基地芯外周，然后将焊有药芯焊丝的基底芯材外部包裹保温材料,保温十个小时后即得。
本发明中保温材料为棉制品。在只要让焊有药芯焊丝的基底芯材自身热量消散慢些就可以了。
实施例2
在图1中，一种柱塞,包括圆柱状基底芯(1)，基底芯(1)外周设置有硬质合金耐高温耐磨层(2)；所述基底芯(1) 材料为42＃铬钼;所述硬质合金耐高温耐磨层(2)包括下述质量百分比的原料：Mo: 35%，Cr: 25%，Ni: 25%，C: 2%，Al: 3%，Cu: 4%，La： 1.3%,余量为Fe。
本发明中硬质合金耐高温耐磨层2是通过熔敷工艺熔敷在基地芯材上面；硬质合金耐高温耐磨层2的熔敷工艺如下：
一、制备药芯焊丝:先将粉末状金属原料按照比例通过混粉机混合2-3小时，在将混粉机混合过的粉末作为药芯制作成药芯焊丝;所述药芯焊丝外皮材料为: 普通碳钢或者不锈钢，药芯焊丝里面的药粉占整个焊丝质量的40%-45%;所述药芯焊丝直径为2.0mm;
二、将基地芯加温至150-200度之间，然后将步骤一制备的药芯焊丝通过电流调节堆焊在基地芯外周，然后将焊有药芯焊丝的基底芯材外部包裹保温材料,保温十个小时后即得。
本发明中保温材料为棉制品。在只要让焊有药芯焊丝的基底芯材自身热量消散慢些就可以了。
本发明在武汉一工厂试用，相较于现有技术，其使用寿命提升了2倍。
尽管本说明书较多地使用了基底芯1，硬质合金耐高温耐磨层2等术语，但并不排除 使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种柱塞,其特征在于:包括圆柱状基底芯(1)，基底芯(1)外周设置有硬质合金耐高温耐磨层(2)；所述基底芯(1) 材料为42＃铬钼;所述硬质合金耐高温耐磨层(2)包括下述质量百分比的原料：Mo:25-35%，Cr:15-25%，Ni:15-25%，C:0.3-2%，Al:0.5-3%，Cu:2-4%，La：0.2-1.3%,余量为Fe。
2.如权利要求1所述的剥壳轮,其特征在于: 所述硬质合金耐高温耐磨层(2)是通过熔敷工艺熔敷在基地芯材上面。
3.如权利要求2所述的剥壳轮,其特征在于: 所述硬质合金耐高温耐磨层(2)的熔敷工艺如下：
一、制备药芯焊丝:先将粉末状金属原料按照比例通过混粉机混合2-3小时，在将混粉机混合过的粉末作为药芯制作成药芯焊丝;所述药芯焊丝外皮材料为: 普通碳钢或者不锈钢，药芯焊丝里面的药粉占整个焊丝质量的40%-45%;所述药芯焊丝直径为2.0mm;
二、将基地芯加温至150-200度之间，然后将步骤一制备的药芯焊丝通过电流调节堆焊在基地芯外周，调节电流在155-158A即可;
然后将焊有药芯焊丝的基底芯材外部包裹保温材料,保温十个小时后即得。
4.如权利要求3所述的剥壳轮,其特征在于: 所述保温材料为棉制品。
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