抽油泵多元系氧化鋯增韌陶瓷柱塞的製備方法

2023-07-25 15:50:46

專利名稱：抽油泵多元系氧化鋯增韌陶瓷柱塞的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種抽油泵多元系氧化鋯增韌陶瓷柱塞的製備方法，屬於工程陶瓷材料的製備技術。
本發明是通過下述技術方案加以實現的。在鋼芯外配置多元系氧化鋯增韌陶瓷套構成的抽油泵柱塞，該抽油泵多元系氧化鋯增韌陶瓷柱塞製備方法，包括陶瓷料漿的配製、噴霧造粒、粉料預處理和成型燒結過程，其特徵在於以共沉澱法合成的粒度為0.5μm-1.0μm和Y2O3含量為4.3-6.02wt％的ZrO2(Y2O3)粉體為基材，添加4-15wt％，粒徑為0.5-2μm的氧化鋁粉末，並加入0.6-1.2wt％的聚丙烯酸銨分散劑和0.5-1.0wt％的聚乙烯醇粘合劑；製成固相含量為55-70％的料漿。料漿在370-390℃，壓力為(8-10)×104Pa條件下噴霧製成粒徑為10-30μm的粉體。粉體在室溫～500℃處理，處理5-6小時，加溼備用，將加溼的粉體填充在鋼芯與模具環形間隙中，在170-220MPa等靜壓成型，之後於1450-1550℃，保溫2-4小時燒成。
本發明的優點在於其工藝過程簡單，所製備的柱塞直徑可達83mm，長度達1200mm，柱塞的使用壽命可達4-6個月，使用壽命是現有合金柱塞的3-4倍。
採用上述實施例1和例2所製備的柱塞，應用於稠油熱採蒸汽驅開採工藝技術，柱塞的使用工況為泵壓14-17MPa，衝次40-60次/分，酸性，泥漿含沙量0.6％，溫升約300℃。必須長期連續工作在耐腐蝕、耐磨損和高溫環境下。為了適應蒸汽驅開採工藝，現在普遍使用的在鋼基質上堆焊Ni60(或9鉻18鉬及其它合金)合金及外包WC塗層的柱塞，但在使用中表面出現剝落，卡泵、漏失嚴重，一般使用壽命為40天左右。因每次停機檢修費用需十幾萬，致使蒸汽驅開採工藝無法在油田普遍推廣和應用，而本發明柱塞在同樣工況下使用120-150天，沒有發現明顯的使用問題。
權利要求
1.一種抽油泵多元系氧化鋯增韌陶瓷柱塞的製備方法，所述的柱塞是在鋼芯外配置多元系氧化鋯增韌陶瓷套構成，其製備方法包括陶瓷料漿的配製、噴霧造粒、粉料預處理和成型燒結過程，其特徵在於以共沉澱法合成的粒度為0.5μm-1.0μm和Y2O3含量為4.3-6.02wt％的ZrO2(Y2O3)粉體為基材，添加4-15wt％，粒徑為0.5-2μm的氧化鋁粉末，並加入0.6-1.2wt％的聚丙烯酸銨分散劑和0.5-1.0wt％的聚乙烯醇粘合劑；製成固相含量為55-70％的料漿，料漿在370-390℃，壓力為(8-10)×104Pa條件下噴霧製成粒徑為10-30μm的粉體。粉體在室溫～500℃處理，處理5-6小時，加溼備用，將加溼的粉體填充在鋼芯與模具環形間隙中，在170-220MPa等靜壓成型，之後於1450-1550℃，保溫2-4小時燒成。
全文摘要
本發明公開了一種抽油泵多元系氧化鋯增韌陶瓷柱塞的製備方法，屬於工程陶瓷材料的製備技術。所述的柱塞是在鋼芯外配置多元系氧化鋯增韌陶瓷套構成。其製備方法包括陶瓷料漿的配製、噴霧造粒、粉料預處理和成型燒結過程，其特徵在於，以共沉澱法合成的ZrO
文檔編號C04B35/634GK1458119SQ0312408
公開日2003年11月26日 申請日期2003年4月30日 優先權日2003年4月30日
發明者蔡舒, 楊正方, 李金有, 李秀華, 李鴻祥 申請人:天津大學