[发明专利]一种钻井泥浆泵陶瓷缸套的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷制备工艺技术领域，具体涉及一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷缸套制备工艺。

背景技术

如果说泥浆是钻井的血液，那么泥浆泵就是钻井设备的心脏，而缸套和活塞又是泥浆泵的心脏，因此，缸套的寿命直接影响到钻井效率和钻井成本以及钻井工人的劳动强度，一般来说，钻深井和超深井的综合日费率较高，修泵会造成很大的经济损失，尤其是海上钻井，钻井船的综合日费率更高，大约每天在20-70万美元范围内，因此，平均说来修泵耽误1小时大约损失1.88万美元，为此，科学工作者和设备制造商斗千方百计的改进和提高泥浆泵缸套的寿命。

    泥浆泵最迟使用的一般是金属钢套，据统计，其平均寿命大约为几十小时到200小时左右，后来有改进为双金属钢套，使用寿命有较大提高，其平均寿命大约在300-500小时左右。但其存在不耐磨、不耐腐蚀的特点，纯氧化锆缸套在100-250度温度下长期使用会出现粉化现象，耐磨性能降低，使用寿命有限，纯氧化铝缸套存在着断裂韧性低，产品容易出现龟裂现象。

发明内容

为解决上述现有技术中制作钻井泥浆泵缸套存在着寿命低，产品容易出现各种不良现象的问题，本发明提供一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷缸套制备工艺。

本发明采用的技术方案如下：

一种钻井泥浆泵陶瓷缸套的制备工艺，其重量百分比组成为：平均粒径为0.5um，百分比为70~78wt%的α—氧化铝；百分比为20~30wt%含有5.7wt%氧化钇的氧化锆；纯度为99.99%，百分比为0.5wt%的氧化镧；百分比为0.5wt%的氧化镧和二氧化硅；

制备工艺如下：（1）把按配方称量的的原料加入水和柠檬酸铵分散剂，柠檬酸铵分散剂百分比为0.6wt%，放入球磨机进行球磨，球磨时间为5h；

（2）加入百分比为0.2wt%的乳化石蜡，搅拌陈腐12h，搅拌均匀；

（3）离心干燥，原料干燥颗粒中位径120目，原料干燥后含水量0.4~0.6%；

（4）干燥后的原料加入百分比为0.04~0.05wt%的生油酸混合30分钟；对原料进行除铁；

（5）将除铁后的原料在模具中静压成陶瓷胚体。对静压成型的陶瓷胚体进行适当修整加工；

（6）高温烧结，烧结温度为1580℃，保温为2.5h，升温速度为100℃/h，当烧结完毕，陶瓷胚体随窑冷却至300℃时，出窑急冷。

本发明的有益效果在于：氧化锆与氧化铝按一定比例混合后，通过精确的工艺控制，实现优势互补，即可以克服氧化锆的粉化现象，又可以克服氧化铝断裂韧性低的缺点，生产出来的陶瓷缸套耐腐蚀、耐酸碱、耐高温，能满足在钻井泥浆或其他腐蚀性强的液体等介质中工作，硬度足以抗拒高压泥浆中的各种尖锐的或研磨性强的固相颗粒研磨或冲刷。陶瓷的微观组织结构均匀，表面光泽度高，有利于提高活塞的寿命。陶瓷缸套的工作压力高，大于35MP，能满足钻深井，超深井的需求。

具体实施方式

一种钻井泥浆泵陶瓷缸套的制备工艺，其重量百分比组成为：平均粒径为0.5um，百分比为70~78wt%的α—氧化铝；百分比为20~30wt%含有5.7wt%氧化钇的氧化锆；纯度为99.99%，百分比为0.5wt%的氧化镧；百分比为0.5wt%的氧化镧和二氧化硅；

制备工艺如下：（1）把按配方称量的的原料加入水和柠檬酸铵分散剂，柠檬酸铵分散剂百分比为0.6wt%，放入球磨机进行球磨，球磨时间为5h；

（2）加入百分比为0.2wt%的乳化石蜡，搅拌陈腐12h，搅拌均匀；

（3）离心干燥，原料干燥颗粒中位径120目，原料干燥后含水量0.4~0.6%；

（4）干燥后的原料加入百分比为0.04~0.05wt%的生油酸混合30分钟；对原料进行除铁；

（5）将除铁后的原料在模具中静压成陶瓷胚体。对静压成型的陶瓷胚体进行适当修整加工；

（6）高温烧结，烧结温度为1580℃，保温为2.5h，升温速度为100℃/h，当烧结完毕，陶瓷胚体随窑冷却至300℃时，出窑急冷。