[发明专利]用于制备泥浆泵缸套陶瓷涂层内衬的方法

摘要

本发明涉及一种用于制备泥浆泵缸套陶瓷涂层内衬的方法，属于耐磨耐蚀陶瓷材料及陶瓷涂层领域。该方法以Al2O3、ZrO2、TiO2原料，通过离心喷雾造粒，等离子弧球化制备出陶瓷喷涂粉料，采用等离子喷涂技术将粉料喷涂到缸套内表面形成陶瓷内衬，同时，为了缓解涂层与基体的热失配，提高涂层的结合强度，在工件表面喷涂Ni‑Al或Ni‑Cr‑Al金属过渡层，喷涂结束后，采用封孔剂对涂层进行封孔处理，提高涂层的致密性，且为涂层的抛磨处理提供润滑作用。该方法制备的泥浆泵缸套耐腐蚀、耐磨损性能优异，使用寿命长，且制备工艺简单，成本低，尤其适合石油、地质钻井机械关键部件强腐蚀、强磨损条件下高性能陶瓷涂层的制备。

主权项

一种用于制备泥浆泵缸套陶瓷涂层内衬的方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：a、按重量百分比称取原料，其中： Al2O3 70‑85%、ZrO2 10‑20%、TiO2 5‑10%，放入球磨罐内进行球磨混合；所述的Al2O3为α‑Al2O3含量大于90%的Al2O3粉料，所述的ZrO2为含有5‑8%Y2O3的ZrO2粉料，所述的TiO2为金红石型TiO2含量大于90%的TiO2粉料；b、将球磨混合后的粉料倒入搅拌桶，之后按重量份数比加入水、粘结剂、分散剂、消泡剂制成浆料；其中：料：水=1：1.2‑1.5，料：粘结剂=100：0.5‑1，料：分散剂=100：0.3‑0.6，料：消泡剂=100：0.2‑0.5；所述粘结剂取自聚乙烯醇、甲基纤维素、羧基纤维素或乙基纤维素中的任意一种；所述分散剂取自钠盐或铵盐的任意一种；所述消泡剂取自高碳醇、磷酸三丁酯中的任意一种；c、将浆料导入离心喷雾干燥造粒机制备成团聚粉料；其工艺参数：出风温度为120‑150℃，进风温度为220‑280℃，离心喷雾盘旋转速度为4500‑6000转/分钟；d、利用等离子喷涂设备的焰流，对团聚粉料进行球化处理；其工艺参数：电流为600‑750A，电压为70‑90V，主气Ar流量为80‑100L/min,辅气H2流量为20‑30L/min，送粉量为80‑120g/min；e、将球化处理后的粉末进行分散、漂洗、沉降、筛分得到喷涂粉末；所述喷涂粉末的粒径为‑150/+325目；f、对工件喷涂表面进行清洗和喷砂粗化处理；即先利用有机溶剂清洗工件表面去除油污，而后用棕刚玉或石英砂对工件表面进行喷砂处理，增加表面粗糙度，喷砂空气压力为0.3‑0.5MPa；g、采用等离子喷涂设备在工件表面喷涂打底层；所述打底层的厚度为50‑100μm；h、采用等离子喷涂设备在工件表面喷涂陶瓷面层；其工艺参数：电流为500‑650A，电压为70‑85V，主气Ar流量为60‑80L/min，辅气流量为15‑25L/min，送粉量为30‑45g/min，喷涂距离为80‑120cm；所述陶瓷面层的厚度为250‑400μm；i、对陶瓷面层进行封孔处理、表面打磨，即得到泥浆泵缸套陶瓷涂层内衬；其中封孔处理时所用的陶瓷封孔剂取自乙烯树脂、酚醛树脂、环氧树脂或石蜡中的任意一种。