本發(fā)明屬于高分子和陶瓷新材料領(lǐng)域，具體為一種陶瓷-尼龍復(fù)合缸套及其制造方法。

背景技術(shù)：

高壓泥漿泵是石油鉆井工作臺(tái)的“心臟”，負(fù)責(zé)將泥漿輸送到井下，完成物質(zhì)和能量的傳遞，而輸送泥漿的缸套是泥漿泵的重要磨損部件，目前廣泛采用的缸套為雙金屬缸套和金屬陶瓷復(fù)合缸套。雙金屬缸套，內(nèi)側(cè)工作層采用耐磨鋼或者耐磨鑄鐵，在惡劣工況(包含砂和泥漿的磨損、腐蝕和柱塞的高壓沖次)條件下其耐腐蝕、耐磨性能差，使用壽命短，為500～600h。采用陶瓷內(nèi)襯后，由于陶瓷高強(qiáng)高硬、耐磨耐腐蝕及耐高溫性能，使其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過雙金屬缸套。

但現(xiàn)有技術(shù)的金屬-陶瓷缸套具有如下缺點(diǎn)：缸套體積大,外套為45#鋼，重的約100Kg左右，給裝卸工作帶來(lái)不便，外套與內(nèi)襯通過過盈配合進(jìn)行熱裝配而成，裝配工藝復(fù)雜，且裝配前需對(duì)陶瓷筒體的外圓表面精磨和對(duì)金屬外套的內(nèi)孔進(jìn)行精鏜，以滿足熱裝配條件下陶瓷筒體受力的均勻性，加工成本增加。

尼龍的密度只有鋼的1/7，具有強(qiáng)度高、鋼度大、韌性好，低蠕變耐磨耗及化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。采用尼龍取代外層金屬大大減輕復(fù)合缸套的重量，提高缸套的整體耐蝕性。尼龍與陶瓷澆鑄成一體，工藝簡(jiǎn)單，結(jié)合緊密。尼龍材料具有一定的彈性，可使內(nèi)部的陶瓷筒體受均勻的壓應(yīng)力，可有效降低陶瓷筒體的開裂傾向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷-尼龍復(fù)合缸套及其制造方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種陶瓷-尼龍復(fù)合缸套，所述缸套的內(nèi)、外環(huán)分別為陶瓷和尼龍的復(fù)合筒狀結(jié)構(gòu)，復(fù)合缸套的內(nèi)層為陶瓷筒體，外層為尼龍。

所述陶瓷筒體為氧化鋯陶瓷、氧化鋯增韌的氧化鋁復(fù)合陶瓷或氧化鋁陶瓷。

一種陶瓷-尼龍復(fù)合缸套的制造方法，該制造方法包括如下步驟：

(1)陶瓷筒體的加工：陶瓷筒體采用等靜壓成型，坯體經(jīng)粗加工后，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)后隨爐冷卻，陶瓷筒體內(nèi)孔經(jīng)過粗磨、精磨，外圓、端面磨加工到所需尺寸；

(2)復(fù)合缸套尼龍筒體的澆鑄成型：將制造好的陶瓷內(nèi)襯作為內(nèi)模安放于模具內(nèi)，將熔融的尼龍澆鑄液澆鑄于模具，尼龍澆鑄液在陶瓷內(nèi)襯四周凝固成型，由熱脹冷縮原理，尼龍外套對(duì)陶瓷內(nèi)襯產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，形成陶瓷-尼龍復(fù)合缸套；

(3)將成型的陶瓷-尼龍復(fù)合缸套以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，對(duì)缸套外圓和端面精加工到產(chǎn)品要求尺寸，再對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行珩磨拋光。

所述步驟(1)中成型壓力為120～200MPa。

所述步驟(1)中燒結(jié)溫度根據(jù)陶瓷成分為1450～1650℃，保溫2～5h。

所述步驟(2)中尼龍的澆鑄溫度為150～250℃。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，陶瓷筒體整體經(jīng)成型、燒結(jié)而成，尼龍筒體在陶瓷筒體外直接澆鑄成型。相比較目前陶瓷-金屬?gòu)?fù)合缸套，本發(fā)明具有多重優(yōu)勢(shì)，在依然保持陶瓷內(nèi)襯良好的耐磨性的基礎(chǔ)上，減輕了復(fù)合缸套整體的重量；尼龍?jiān)谔沾赏搀w外側(cè)直接澆鑄成型，無(wú)需額外的裝配工藝，且無(wú)需對(duì)陶瓷外圓和對(duì)金屬外套內(nèi)孔精加工，降低加工成本；尼龍相比較金屬材料具有更高的抗腐蝕性，提高整體復(fù)合缸套的使用壽命；尼龍材料具有一定的彈性，可使內(nèi)部的陶瓷筒體受均勻的壓應(yīng)力，可有效降低陶瓷筒體的開裂傾向。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-尼龍外套，2-陶瓷內(nèi)襯。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種陶瓷-尼龍復(fù)合缸套，所述缸套的內(nèi)、外環(huán)分別為陶瓷和尼龍的復(fù)合筒狀結(jié)構(gòu)，復(fù)合缸套的內(nèi)層為陶瓷筒體，外層為尼龍，所述陶瓷筒體為氧化鋯陶瓷、氧化鋯增韌的氧化鋁復(fù)合陶瓷或氧化鋁陶瓷。

一種陶瓷-尼龍復(fù)合缸套的制造方法，該制造方法包括如下步驟：

(1)陶瓷筒體的加工：陶瓷筒體采用等靜壓成型，坯體經(jīng)粗加工后，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)后隨爐冷卻，陶瓷筒體內(nèi)孔經(jīng)過粗磨、精磨，外圓、端面磨加工到所需尺寸，其中成型壓力為120～200MPa，燒結(jié)溫度根據(jù)陶瓷成分為1450～1650℃，保溫時(shí)間2～5h；

(2)復(fù)合缸套尼龍筒體的澆鑄成型：將制造好的陶瓷內(nèi)襯作為內(nèi)模安放于磨具內(nèi)，將熔融的尼龍澆鑄液澆鑄于磨具，尼龍澆鑄液在陶瓷內(nèi)襯四周凝固成型，由熱脹冷縮原理，尼龍外套對(duì)陶瓷內(nèi)襯產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，形成復(fù)合尼龍?zhí)沾筛滋祝猃埖臐茶T溫度為150～250℃；

(3)將成型的復(fù)合尼龍?zhí)沾筛滋滓詢?nèi)孔為基準(zhǔn)，對(duì)缸套外圓和端面精加工到產(chǎn)品要求尺寸，再對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行珩磨拋光。

以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。