[发明专利]缸套及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种缸套及其制造方法。

背景技术

缸套作为石油开采中，泥浆泵的核心部件，用于承受泥浆磨损、腐蚀，其使用寿命的长短直接影响采油效率。

国内目前普遍采用的缸套有两种：双金属缸套和陶瓷缸套。这两种缸套的结构均是由外层金属管和由耐磨材料制成的内层耐磨管组成，内层耐磨管采用耐磨合金制成则为双金属缸套，内层耐磨管采用耐磨陶瓷制成则为陶瓷缸套。

现有的缸套制造方法是外层金属管以及内层耐磨管分别加工成型，然后再通过热装配将内层耐磨管嵌套在外层金属管内，使外层金属管与内层耐磨管形成过盈配合，最后再按照实际需要加工为缸套产品。

现有的缸套产品，内层耐磨管的材质耐磨性能有限。

其中，在外层金属管以及内层耐磨管分别加工的过程中，以及热装配过程中，需要经过多次的机械加工，并进行反复的加热，制造工艺复杂，能耗大，成本高。

另外，在热装配时，要杜绝耐磨材料层严重变形或者产生裂纹，耐磨材料层的厚度需要达到4毫米以上，然而缸套在使用过程中由于活塞、泥浆的磨损，缸套内表面与活塞之间的间隙逐渐增大，泥浆开始渗漏，当缸套内表面磨损达到0.5毫米后，泥浆泵会因泥浆渗漏严重而失效，致使缸套报废，此时耐磨材料的有效利用率只有20%，浪费严重。

而且，现有的缸套产品由于外层金属管以及内层耐磨管是通过过盈配合热装配形成，在使用过程中内外两层管还容易发生脱离，使缸套产品的可靠性大大降低。

发明内容

本发明提供了一种缸套及其制造方法，制造工艺简单。

为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种缸套，包括外层金属管层及内层耐磨层，所述内层耐磨层，通过内壁涂覆有耐磨材料粉末的外层金属管在保护气氛下进行烧结形成。

优选地，所述内层耐磨层，以重量百分比记，包括：铬15~20%，硅5~10%，铁30~35%，镍40~44%。

优选地，所述内层耐磨层，以重量百分比记，包括：铬17%，硅8%，铁35%，镍40%。

优选地，所述内层耐磨层厚度为0.2~4毫米。

优选地，所述内层耐磨层厚度为0.5毫米。

一种缸套的制造方法，该方法包括：

在外层金属管内壁涂覆耐磨材料粉末；

将内壁涂覆有耐磨材料粉末的外层金属管在保护气氛下进行烧结，形成内层耐磨层。

优选地，所述内层耐磨层以重量百分比记，包括：铬15~20%，硅5~10%，铁30~35%，镍40~44%。

优选地，所述内层耐磨层，以重量百分比记，包括：铬17%，硅8%，铁35%，镍40%。

优选地，所述在保护气氛下进行烧结，包括：

在氢气保护气氛下进行烧结，烧结温度1000～1200℃，烧结时间1~3小时后自然冷却。

优选地，所述在保护气氛下进行烧结，包括：

烧结温度1100～1120℃，烧结时间2小时后自然冷却。

由上述技术方案可见，本发明的这种缸套及其制造方法，内层耐磨层通过烧结成型并与外层金属管结合，无需进行多次热加工和热装配的步骤，制造工艺简单。

另外，由于采用烧结工艺，内层耐磨层的厚度不会受到热装配过程的加工限制，无需满足4毫米厚度要求，可以制造出内层耐磨层的厚度小于4毫米的缸套产品，从而减少了内层耐磨层的耐磨材料浪费。

再有，采用烧结工艺，内层耐磨层与外层金属管之间晶格相连，结合紧密，不易发生通过机械加工方式形成的过盈配合可能造成的内层耐磨层脱落或者内层耐磨层与外层金属管之间错位等情况，提高了缸套的可靠性。

最后，本发明中，内层耐磨层采用了铬15~20%，硅5~10％，铁30~35%，镍40~44%配比的耐磨材料，经实验证明，相比现有技术的耐磨材料，有更高的硬度，提高了耐磨性。

附图说明

图1为本发明实施例的缸套结构示意图。

图2为本发明实施例一的缸套制作方法流程图。

图3为本发明实施例二的缸套制作方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例的缸套包括：

外层金属管1及内层耐磨层2，其中，内层耐磨层2是通过内壁涂覆有耐磨材料粉末的外层金属管1在保护气氛下进行烧结形成的。内层耐磨层2通过烧结成型并与外层金属管1结合，无需进行多次热加工和热装配的步骤，制造工艺非常简单。