[发明专利]无磁滑轮制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无磁滑轮制造方法，特别适用于石油测井车电缆测井绞车上的测井滑轮。

背景技术

石油测井车是用于测井的专门设备，车上安装有电缆测井绞车用于测井作业，电缆缠绕在绞车滚筒上。测井时，井下仪器由电缆送到井下，绞车滚筒牵引电缆提升井下仪器，被测地层物理参数由仪器获取后，经缆芯传送到地面的记录仪器进行记录。为避免转动的滚筒与电缆之间电磁感应，造成对电缆的磁干扰，从而影响测井参数的准确度，目前，绞车滚筒已经改进采用了防磁材料。同理，配套于电缆测井绞车用于支撑引导电缆的普通碳素钢材质的测井滑轮在转动过程中也会对电缆产生一定的磁干扰，因此研制具有防磁功能并具有一定的承载强度，轮槽表面耐磨，以及重量较轻的防磁滑轮十分必要。

目前，常用的无磁铸钢有ZG25Mn18Cr4、ZG40Mn18Cr3，见机械工业出版社2002年9月出版的《铸造手册》第2版铸钢分册第294～295页。如果单一使用无磁铸钢铸造无磁滑轮，其防磁及机械性能虽然能达到要求，但无磁铸钢的加工性能不好，需要专门的硬质合金刀具，成本高，另外，单一的无磁铸钢其重量又较重。

若滑轮全部采用铝合金制造，可以达到无磁的要求，但耐磨性较差。

新疆大学学报(自然科学版)第19卷第4期在2002年11月发表的“我国镶铸技术的研究现状与展望”中介绍，在矿山、水泥等工业领域中，有许多抵抗磨粒磨损的工件都采用高硬度的铬系合金白口铸铁，然而其中部分易损件要求与设备的某些部位装配在一起，需要对其非工作面进行机械加工，在这些情况下整体采用高硬度的耐磨材料就显得极不经济，所以如果采用工作表面硬度高而非工作表面具有一定韧性或加工性能的双金属耐磨材料制造这类易损件，则是既经济又安全合理的设计。目前双金属复合铸造作为一种提高材料性能及实现材料各方面性能良好配合的主要途径，获得双金属耐磨材料的常用铸造方法有双液双金属法、铸渗法和镶铸法。

如果采用铸钢与铝合金双液双金属法和铸渗法，难度更大，由于铸钢与铝合金的熔点、膨胀系数、导热系数及弹性模量相差较大，因而铝钢双金属复合铸造难度很大，尤其是铝合金的线收缩系数比铸钢的线收缩系数大得多，复合界面在铸造后的冷却过程中产生较大的应力，当该应力超过界面结合强度时容易在界面产生裂纹，此外这种方法的工装投入大，造成成本太高。

目前，国内有厂家测井滑轮制造方法是：轮体采用铝合金铸造，滑轮槽底部采用铝合金镶铸1Cr18Ni9Ti不锈钢圈。这种工艺虽然可以解决滑轮防磁问题，但是不锈钢成本高，而且普通的冶炼设备还无法冶炼这种低碳不锈钢，同时镶铸的工艺繁杂，不易操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种保证在工作状态防磁(磁导率≤1.1μ/μ.Hm^-1)、能满足承载强度、轮槽表面耐磨性要求、重量较轻、综合成本低的无磁滑轮的制造方法。

一种无磁滑轮制造方法，无磁滑轮由外圈轮缘及轮槽和内圈轮体结合而成，外圈轮缘的内圆与内圈轮体的外圆配合，外圈轮缘下端设有定位止口，轮槽内沿圆周均布用若干个沉头螺钉沿径向紧固外圈轮缘与内圈轮体，其特征在于：

采用以下工艺步骤：

I.外圈轮缘的制造工艺步骤为：

1)采用无磁铸钢铸造成形，其铸造工艺如下：

无磁铸钢化学成份(W％)：C：0.2～0.3；Si：0.2～0.6；Mn：18.5～20.5；P≤0.04；S≤0.035；

冶炼工艺：采用碱性电弧炉冶炼，在冶炼过程中控制造白渣；

造型工艺：采用弱碱性造型用砂做面砂，其面砂厚度为30～40mm，用水玻璃砂做背砂，扣箱前将砂型预烘烤，烘烤温度为60～120℃；涂料采用抗氧化涂料，涂刷厚度为0.8～1.5mm；

浇注工艺：采用完全开放式浇注系统，采用漏包浇注，出钢温度1600±20℃，镇静5～7分钟浇注，浇注温度1530±10℃；

2)热处理工艺：水韧处理，加热温度为1050～1100℃，水淬温度为高于950℃；

3)机械加工：采用硬质合金刀具进行车削加工；

II.内圈轮体的制造工艺步骤为：

1)采用高强度铝合金整体铸造成形，其铸造工艺如下：

铝合金化学成份(W％)Cu：4.8～5.5；Mn：0.5～1.2；Ti：0.15～0.40；Al：余量；

采用砂型铸造并进行变质处理；

2)热处理工艺：固溶处理加不完全人工时效；

固溶处理：将铸件加热到535±5℃，保温时间5～9小时，用60～100℃水快速冷却；