一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺制造技术

技术编号:19160343 阅读:17 留言:0更新日期:2018-10-13 12:48
本发明专利技术属于泥浆泵技术领域,具体涉及一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺,所述的处理工艺包括:(1)对泵轴表面粗化,浸没到乙醇溶液中;(2)将微米级氧化铝、纳米级氧化铝和金属镍粉混合,搅拌均匀后下料至搅拌桶中,加入硅烷偶联剂,搅拌均匀后,将其置于真空条件下干燥;接着在惰性气体的保护下加热,研磨得粉末混合物;(3)采用超音速火焰喷涂的方式将粉末混合物喷烧至泵轴表面,得到表面处理的泥浆泵泵轴;本发明专利技术在泥浆泵泵轴的表面热喷涂微米级氧化铝和纳米级氧化铝的混合粒子,该热喷涂的方法不仅提高了泵轴表面粒子的致密性,还进一步的优化了粒子间、界面处的应力状态,有效的提高了涂层的强度和韧性,确保了泥浆泵泵轴的耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺
本专利技术属于泥浆泵
,具体涉及一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺。
技术介绍
泥浆泵是地质钻探设备的心脏,它是固井、压裂、酸化等作业中的关键设备之一,它在石油化工、煤气化工工程、电站、矿山开采、船舶等行业中也起着重要的作用。泥浆泵属于往复泵,能输送高粘度、高含沙量及含磨砺性固体颗粒的液体。泥浆泵的构造包括设置于泵体内的叶轮泵轴动力组件和泵体所形成的泵腔及其内的叶轮,其进料口设置于泵体轴向的一侧端面,泵体的另一轴向侧端口与泵轴之间设置有密封机构,该密封机构的轴承侧密封圈组和叶轮侧密封圈组之间设有润滑油室,其叶轮侧密封圈组直接密封作用于泵轴和叶轮后端面上。现有技术中普遍认知的是,当泥浆泵输送粘稠的含有小颗粒物的物料时,叶轮高速旋转,小颗粒物会给叶轮的叶片带来较大的冲击力,在使用一段时间后,部分叶片的磨损较大,甚至发生局部叶片的断裂,为了不影响泥浆泵的生产,叶轮的质量非常重要。其实,在泥浆泵中,泵轴受到的磨损也不容忽视,如果泵轴在长期的使用过程中受到磨损而未得到及时的重视,泥浆泵的密封性能会受到很大的影响,可能造成设备损毁的事故,因此,对于泥浆泵泵轴的表面处理,使其具有优异的耐磨性能,延长其使用寿命也是本领域技术人员所研究的重要课题。
技术实现思路
针对现有技术中的问题,本专利技术的目的在于提供一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺,提高泥浆泵泵轴的表面强度,改善其耐磨性能,确保泥浆泵泵轴的密封性能,延长泥浆泵泵轴的使用寿命。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺,包括以下步骤:(1)对泵轴进行表面粗化,然后将其浸没到质量分数为95%的乙醇溶液中润洗;(2)将微米级氧化铝和纳米级氧化铝按质量比为1:(3~5)称量并放入高速混合机中混合3~5min,接着加入上述物料总重量0.1~0.5%的金属镍粉,搅拌均匀后下料至搅拌桶中,加入硅烷偶联剂,搅拌均匀后,将其置于真空条件下干燥;接着在惰性气体的保护下于120~150℃的温度下加热3~5h,然后研磨得到粉末混合物;(3)以甲烷作为辅助气体,采用超音速火焰喷涂的方式将步骤(2)中粉末混合物喷烧至步骤(1)中的泵轴表面,得到表面处理的泥浆泵泵轴。优选的,步骤(1)中,泵轴表面粗化的方法为喷砂、车螺纹、滚花或电拉毛中的一种。优选的,步骤(2)中,微米级氧化铝的粒径为0.2~10μm;纳米级氧化铝的粒径为5~50nm。优选的,步骤(2)中,硅烷偶联剂的添加量为微米级氧化铝和纳米级氧化铝总重量的0.5~2.5%。优选的,步骤(2)中,真空干燥的工艺为,真空度为0.05~0.35Mpa,干燥温度为40~50℃。优选的,步骤(3)中,所述超音速火焰喷涂的喷涂参数为,采用氧气作为助燃气,氢气作为燃气,氮气作为送粉气体;所述氧气的压力为18~20bar,流量为300~800slpm,氢气的压力为4~5bar,流量为40~60slpm,辅助气体甲烷的压力为1~3bar,流量为5~10slpm,氮气的压力为3~9bar,流量为10~20slpm,送粉速度为50~100g/min,喷涂距离为150~300mm。与现有技术相比,本专利技术具有以下技术效果:本专利技术中,在泥浆泵泵轴的表面热喷涂微米级氧化铝和纳米级氧化铝的混合粒子,该热喷涂的方法不仅提高了泵轴表面粒子的致密性,还进一步的优化了粒子间、界面处的应力状态,有效的提高了涂层的强度和韧性,确保了泥浆泵泵轴在使用过程中的耐磨性能,延长其使用寿命;本专利技术中,与微米级氧化铝和纳米级氧化铝共混的金属镍粉作为热喷烧的甲烷气体的裂解催化剂,在泵轴表面生成碳纳米管,该碳纳米管不仅具有较高的强度,还可以进一步的提高对外部输送介质的屏蔽效果,确保泵轴的密封效果。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐明本专利技术。本专利技术提供了一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺,包括以下步骤:(1)对泵轴进行表面粗化,然后将其浸没到质量分数为95%的乙醇溶液中润洗;(2)将微米级氧化铝和纳米级氧化铝按质量比为1:(3~5)称量并放入高速混合机中混合3~5min,接着加入上述物料总重量0.1~0.5%的金属镍粉,搅拌均匀后下料至搅拌桶中,加入硅烷偶联剂,搅拌均匀后,将其置于真空条件下干燥;接着在惰性气体的保护下于120~150℃的温度下加热3~5h,然后研磨得到粉末混合物;(3)以甲烷作为辅助气体,采用超音速火焰喷涂的方式将步骤(2)中粉末混合物喷烧至步骤(1)中的泵轴表面,得到表面处理的泥浆泵泵轴。本专利技术中,泵轴表面粗化的目的在于提高表面粗糙度,提高其与热喷涂粒子的结合面积和结合效率。步骤(1)中,泵轴表面粗化的方法为喷砂、车螺纹、滚花或电拉毛中的一种。本专利技术中,所述的微米级氧化铝的粒径为0.2~10μm;纳米级氧化铝的粒径为5~50nm。本专利技术中,硅烷偶联剂的作用在于对微米级氧化铝和纳米级氧化铝进行改性处理,经其改性处理的微米级氧化铝和纳米级氧化铝之间形成了部分共价键,从而利于热喷涂的实施。所述硅烷偶联剂的添加量可以在较宽的范围内选择,作为优选的,所述的硅烷偶联剂的添加量为微米级氧化铝和纳米级氧化铝总重量的0.5~2.5%。所述的硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、g-氨丙基三乙基硅烷、g-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或其组合。本专利技术中,真空干燥的工艺为,真空度为0.05~0.35Mpa,干燥温度为40~50℃。本专利技术中,所述超音速火焰喷涂的喷涂参数为,采用氧气作为助燃气,氢气作为燃气,氮气作为送粉气体;所述氧气的压力为18~20bar,流量为300~800slpm,氢气的压力为4~5bar,流量为40~60slpm,辅助气体甲烷的压力为1~3bar,流量为5~10slpm,氮气的压力为3~9bar,流量为10~20slpm,送粉速度为50~100g/min,喷涂距离为150~300mm。以下通过具体的实施例对本专利技术提供泥浆泵泵轴的表面处理工艺的优点做进一步的说明。实施例1一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺:(1)对泵轴进行喷砂处理,使其表面粗化,然后将其浸没到质量分数为95%的乙醇溶液中润洗;(2)称取200g微米级氧化铝(购自安徽科润纳米科技有限公司KR-Al2O3-3)和800g纳米级氧化铝(购自安徽科润纳米科技有限公司KR-Al2O3-1),然后将其放入高速混合机中混合4min,接着加入3g金属镍粉(购自长沙立优金属材料有限公司、牌号为LNC-I(粒径为0.4μm)),搅拌均匀后下料至搅拌桶中,加入10g甲基三甲氧基硅烷,搅拌均匀后,将其置于真空条件下干燥,所述真空条件为真空度为0.20Mpa,干燥温度为45℃;接着在氮气的保护下于130℃的温度下加热4h,然后研磨得到粉末混合物;(3)以甲烷作为辅助气体,采用超音速火焰喷涂的方式将步骤(2)中粉末混合物喷烧至步骤(1)中的泵轴表面,得到表面处理的泥浆泵泵轴。所述超音速火焰喷涂的喷涂参数为,采用氧气作为助燃气,氢气作为燃气,氮气作为送粉气体;所述氧气的压力为19bar,流量为500slpm,氢气的压力为4bar,流量为50slpm,辅助气体甲烷的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺,其特征在于:包括以下步骤:(1)对泵轴进行表面粗化,然后将其浸没到质量分数为95%的乙醇溶液中润洗;(2)将微米级氧化铝和纳米级氧化铝按质量比为1:(3~5)称量并放入高速混合机中混合3~5min,接着加入上述物料总重量0.1~0.5%的金属镍粉,搅拌均匀后下料至搅拌桶中,加入硅烷偶联剂,搅拌均匀后,将其置于真空条件下干燥;接着在惰性气体的保护下于120~150℃的温度下加热3~5h,然后研磨得到粉末混合物;(3)以甲烷作为辅助气体,采用超音速火焰喷涂的方式将步骤(2)中粉末混合物喷烧至步骤(1)中的泵轴表面,得到表面处理的泥浆泵泵轴。

【技术特征摘要】
1.一种泥浆泵泵轴的表面处理工艺,其特征在于:包括以下步骤:(1)对泵轴进行表面粗化,然后将其浸没到质量分数为95%的乙醇溶液中润洗;(2)将微米级氧化铝和纳米级氧化铝按质量比为1:(3~5)称量并放入高速混合机中混合3~5min,接着加入上述物料总重量0.1~0.5%的金属镍粉,搅拌均匀后下料至搅拌桶中,加入硅烷偶联剂,搅拌均匀后,将其置于真空条件下干燥;接着在惰性气体的保护下于120~150℃的温度下加热3~5h,然后研磨得到粉末混合物;(3)以甲烷作为辅助气体,采用超音速火焰喷涂的方式将步骤(2)中粉末混合物喷烧至步骤(1)中的泵轴表面,得到表面处理的泥浆泵泵轴。2.根据权利要求1所述的泥浆泵泵轴的表面处理工艺,其特征在于:步骤(1)中,泵轴表面粗化的方法为喷砂、车螺纹、滚花或电拉毛中的一种。3.根据权利要求1所述的泥浆泵泵轴的表面处理工艺,其特征在于:步骤(2)中,微米级氧化铝的粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨小民
申请(专利权)人:安徽三环水泵有限责任公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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