CN204113632U - 高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞 - Google Patents

高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞 Download PDF

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李念军
李克雷
岳林
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Abstract

本实用新型属于石油机械设备领域，具体涉及一种高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞，包括柱塞基体，其特征在于：柱塞基体外表面依次喷涂镍铝合金涂层、陶瓷涂层。本高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞结构合理，通过陶瓷涂层能够提高柱塞的表面硬度、降低柱塞的表面粗糙度柱塞，从而提高柱塞的耐磨性以及抗腐蚀性，延长使用寿命；通过镍铝合金涂层能够提高柱塞基体与陶瓷涂层的结合力，提高结合机械强度，保证柱塞的综合机械性能。

Description

高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞
技术领域
本实用新型涉及一种高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞，属于石油机械设备领域。
背景技术
高压高效柱塞泵是油田用于油气井固井、压裂、酸洗和注聚用的关键设备，存在工作压力高（通常柱塞泵工作压力为20MPa～140MPa）、负载重等特点。该类设备由动力端和液力端组成，柱塞泵在工作时，动力端通过曲轴连杆机构将柴油机或电动机的旋转扭矩转化成柱塞的轴向往复运动，液力端工作原理为容积式，柱塞往前运动时，吸入阀关闭，排出阀打开，高压介质排出；柱塞往后运动时，吸入阀打开，排出阀关闭，高压介质吸入，通过柱塞的不断往复运动，完成高压介质的连续排出过程。
柱塞是高压高效柱塞泵液力端的关键零件，通过与柱塞橡胶软盘根配合形成密封环，用于保证形成柱塞泵液力端的工作压力和连续工作过程，因此需要柱塞外表面必须能够耐腐蚀和高耐磨。目前，通常在柱塞外表面喷焊Ni60或Ni62粉末合金来保证其使用过程中的耐磨性，但存在以下问题：
（1）喷焊时，基体材料与涂层结合力差，采用单层涂层结构，一般在50MPa左右；
（2）涂层硬度低，一般为HRc56～HRc60，耐磨性差。
实用新型内容
根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种结构合理、能够大幅度提高柱塞工作表面硬度且具有较好的耐磨性、耐腐蚀性、机械强度的高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞。
本实用新型所述的高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞，包括柱塞基体，柱塞基体外表面依次喷涂镍铝合金涂层、陶瓷涂层。
通过陶瓷涂层，一方面能够提高柱塞的表面硬度，即提高柱塞的耐磨性，另一方面能够降低柱塞的表面粗糙度，即提高柱塞的抗腐蚀性，从而延长柱塞的使用寿命；通过镍铝合金涂层能够提高柱塞基体与陶瓷涂层的结合力，提高结合机械强度，保证柱塞的综合机械性能。
其中：
镍铝合金涂层的厚度为0.1mm，使柱塞基体与陶瓷涂层的粘合强度提高提高10%～15%，达到75MPa以上，保证柱塞的综合机械性能。
陶瓷涂层采用P7412陶瓷涂层，该陶瓷涂层中SiO2含量5%，Cr2O3含量92%，TiO2含量3%，通过本陶瓷涂层能够使柱塞的表面硬度＞HRc70，表面粗糙度为Ra0.2～Ra0.4，提高耐磨性、抗腐蚀性。本实用新型中P7412陶瓷涂层的厚度优选0.2～0.3mm。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：
本高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞结构合理，通过陶瓷涂层能够提高柱塞的表面硬度、降低柱塞的表面粗糙度柱塞，从而提高柱塞的耐磨性以及抗腐蚀性，延长使用寿命；通过镍铝合金涂层能够提高柱塞基体与陶瓷涂层的结合力，提高结合机械强度，保证柱塞的综合机械性能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、柱塞基体；2、镍铝合金涂层；3、陶瓷涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
如图1所示，本高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞包括柱塞基体1，柱塞基体1外表面依次喷涂镍铝合金涂层2、陶瓷涂层3。
本柱塞的制作工艺如下：
下料→粗加工→热处理→喷前半精加工加工→表面预处理→等离子喷涂镍铝合金涂层2→等离子喷涂陶瓷涂层3→喷后半精加工→精磨陶瓷涂层3→封孔处理→检测→打印标记→清洗→包装→入库。
通过陶瓷涂层3，一方面能够提高柱塞的表面硬度，即提高柱塞的耐磨性，另一方面能够降低柱塞的表面粗糙度，即提高柱塞的抗腐蚀性，从而延长柱塞的使用寿命；通过镍铝合金涂层2能够提高柱塞基体1与陶瓷涂层3的结合力，提高结合机械强度，保证柱塞的综合机械性能。
其中：
镍铝合金涂层2的厚度为0.1mm，使柱塞基体1与陶瓷涂层3的粘合强度提高提高10%～15%，达到75MPa以上，保证柱塞的综合机械性能。
陶瓷涂层3采用P7412陶瓷涂层，该陶瓷涂层中SiO2含量5%，Cr2O3含量92%，TiO2含量3%，通过本陶瓷涂层3能够使柱塞的表面硬度＞HRc70，表面粗糙度为Ra0.2～Ra0.4，提高耐磨性、抗腐蚀性。本实用新型中P7412陶瓷涂层3的厚度优选0.2～0.3mm。

Claims (1)

1.一种高压高效柱塞泵用高耐磨柱塞，包括柱塞基体(1)，其特征在于：柱塞基体(1)外表面依次喷涂镍铝合金涂层(2)、陶瓷涂层(3)；所述的陶瓷涂层(3)采用P7412陶瓷涂层；所述的镍铝合金涂层(2)的厚度为0.1mm；所述的P7412陶瓷涂层的厚度为0.2～0.3mm。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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