[实用新型]一种熔涂-深冷处理一体化强化泥浆泵缸套

说明书

本发明创造提供了一种熔涂‑深冷处理一体化强化泥浆泵缸套，包括缸套基体、内衬熔涂层、经熔涂强化在缸套基体和内衬熔涂层之间形成的冶金结合界面层。内衬熔涂层厚度为0.5~2mm，其中金属底层厚度在0.05~0.2mm之间，金属陶瓷工作层的厚度在在2mm以内，其工艺步骤包括缸套基体前加工→内衬涂层预制备→重熔处理→深冷处理→去应力回火→缸套后精加工过程。通过特种熔涂层的硬耐磨耐蚀与基体强韧性相统一的缸套结构设计，将熔涂强化与深冷处理相结合，制备出了高耐磨耐蚀、高界面结合力的泥浆泵缸套，克服了现有泥浆泵缸套存在的问题，确保了泥浆泵缸套的长寿命化，保证了钻采工作效率，降低了运行成本，具有很好的应用价值和广阔的市场前景。

技术领域

本发明创造涉及钻采技术领域，尤其涉及一种熔涂-深冷处理一体化强化泥浆泵缸套。

背景技术

在石油钻采行业中，钻采泥浆泵作为钻机的八大部件之一，在钻采过程中起着不可或缺的作用。泥浆泵的主要作用是使钻采冲洗液造成井筒内外的循环，冲洗井底，冷却钻头，固着井壁，并且把岩屑携带到地面。随着石油、化工工艺的发展与改进，对泥浆泵的功率和压力的要求进一步地提高，这将使泥浆泵液力端的工作条件变得更为恶劣，对其易损件的要求也将会变得更为苛刻，对泥浆泵缸套来说，更是首当其冲。

泥浆泵缸套的磨损及腐蚀问题，多年来，众多研究者致力于解决泥浆泵缸套的磨损及腐蚀问题，目前典型的缸套工艺途径主要有：第一，在碳素钢内部整体浇注高铬铸铁内套，或内外套以锥度配合形成双金属缸套，在恶劣工况条件下耐磨损和抗腐蚀性能差，使用寿命很短。第二，采用内衬工程陶瓷缸套，尽管耐磨损性和抗腐蚀性有明显提升，但是整体价格较高，且内孔加工困难，生产效率低下，在装配和使用过程中，容易出现配合过紧，内衬陶瓷破碎或脱落等问题。

发明内容

本发明创造针对现有技术中的不足，提供一种熔涂-深冷处理一体化强化泥浆泵缸套，通过基于泥浆泵缸套工况的特种熔涂层的高硬度、耐磨耐蚀与基体强韧性相统一的缸套结构设计，将熔涂强化与深冷处理相结合，制备出了高耐磨耐蚀、高界面结合力的泥浆泵缸套，克服了现有泥浆泵缸套存在的问题，确保了泥浆泵缸套的长寿命化、配套活塞副得到有力保护，有效地延长了泥浆泵的整体使用寿命。

为达到上述目的，本发明创造采用如下技术方案：

一种熔涂-深冷处理一体化强化泥浆泵缸套，包括缸套基体、熔涂-深冷处理一体化强化内衬熔涂层、经熔涂强化在缸套基体和内衬熔涂层之间形成的冶金结合界面层，所述熔涂-深冷处理一体化强化内衬熔涂层由熔涂金属底层和熔涂金属陶瓷工作层组成。

进一步，所述缸套基体为中碳钢，所述内衬熔涂层厚度为0.5~2mm，其中金属底层厚度在0.05~0.2mm之间，金属陶瓷工作层的厚度满足内衬熔涂层总厚度要求；所述界面层厚度在5um~20um之间，界面层是由金属底层及缸套基体经熔涂工艺形成的以冶金结合为主的过渡层，其结合力达300~500MPa。

进一步，所述金属底层由镍基自熔性合金粉末制成，金属陶瓷工作层由镍基自熔性合金粉末、碳化钨、氮化物组成的金属陶瓷复合粉末制成，其中，碳化钨质量含量为20~50%之间，氮化物由过渡金属氮化物中的一种或多种组成，其总体质量含量在0.5~10%之间，其余为镍基自熔性合金粉末。

所述的一种熔涂-深冷处理一体化强化泥浆泵缸套的制作方法，主要包括以下步骤：缸套基体前加工→内衬涂层预制备→重熔处理→深冷处理→去应力回火→缸套后精加工。

与现有技术相比，本发明创造具有如下有益效果：通过基于泥浆泵缸套工况的特种熔涂层的硬耐磨耐蚀与基体强韧性相统一的缸套结构设计，将熔涂强化与深冷处理相结合，制备出了高耐磨耐蚀、高界面结合力的泥浆泵缸套，克服了现有泥浆泵缸套存在的问题，确保了泥浆泵缸套的长寿命化、配套活塞副得到有力保护，有效地延长了泥浆泵的整体使用寿命。

附图说明

附图1为本发明创造的泥浆泵缸套结构示意图；