一种柱塞及其制造方法技术

本发明专利技术涉及机械领域，尤其是涉及一种柱塞及其制造方法。所述柱塞包括：本体以及工作层；所述工作层设置于所述本体的外周面上。柱塞的制造方法包括：将铬、碳、铁、镍以及石蜡混合形成混合料；将混合料压制于本体的外周面上形成毛坯；将毛坯在氢气保护气氛下进行烧结；将烧结好的毛坯加工成柱塞；按照重量计，铬的含量为15%-20%；所述碳的含量为5%-10%；所述铁的含量为30%-35%；所述镍的含量为35%-40%；所述石蜡的含量为5%-10%。铬、碳之间形成硬质相碳化铬，提高材料的耐磨和耐腐蚀性能。铁、镍以及石蜡避免工作层出现缺陷，提高与本体之间的结合力。工作层的耐磨性以及耐腐蚀性更优于以硬铬为原料的工作层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械领域，尤其是涉及。
技术介绍
柱塞泵是一种利用柱塞在泵缸体内往复运动，使柱塞与泵壁间形成容积改变，反复吸入和排出液体并增高其压力的泵。是诸如液压机、工程机械和船舶中等多个领域中的重要工具。例如在石油开采领域，在对油田就行开采的后期，由于原油被不断的抽出，地下油层的压力不断的下降，致使地下原油大量脱气(原油中的气体态轻烃组分脱离出去)，使得原油的粘度增加，造成了原油的压力无法克服原油的重力以及原油和油井之间的摩擦力而从油井喷出，从而造成地下残留大量的原油无法开采出来。为了保持或者提高地下原油的油层压力，必须使用柱塞泵对油田进行注水。 柱塞作为柱塞泵中的一个主要构件，一般都是由钢铁等金属制成。柱塞在使用的过程中，需要承受液体的腐蚀以及在使用过程中的磨损。随着液体对柱塞的腐蚀，在柱塞的表面会逐渐形成沟槽以及腐蚀点。而由金属制成的柱塞的硬度相对较小，在使用的过程中容易造成磨损。腐蚀以及磨损导致了柱塞与泵缸体之间的密封性能下降，一旦密封性能下降到一定程度，便需要更换柱塞。为了延长柱塞的使用时间，现有的做法是在柱塞的表面用电镀的方式镀一层硬铬(即金属铬)，使得硬铬在柱塞的表面形成一层工作层(即表面耐磨层)。例如，现有的柱塞是在型号为42CrMo的钢材外表面镀一层O. I毫米(mm)厚的硬铬。42CrMo经过热处理后硬度达到HRC50 (洛氏硬度)，而硬铬的硬度在HRC60-HRC63，且硬铬比钢铁等金属具有更好的耐腐蚀性，因此在金属柱塞的表面电镀一层硬铬，能够降低液体对柱塞的腐蚀以及柱塞在使用过程中的磨损。但是这种柱塞在使用的过程中，其硬度以及抗腐蚀性仍然不能够满足用户的需求。例如在石油开采领域中，现有的镀有硬铬的柱塞一般使用20余天便需要更换一次，每次更换都需要耗费大量的时间，影响了石油开采的效率。
技术实现思路
本专利技术提出了，能够提高柱塞工作层的硬度，延长柱塞的使用时间。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的—种柱塞，包括本体以及工作层；所述工作层设置于所述本体的外周面上；所述工作层按重量百分比计，包括铬15%_20%、碳5%_10%、铁30%_35%、镍35%-40%、石蜡 5%-10%。优选地，所述工作层按重量百分比计，包括铬16%、碳6%、铁30%、镍40%、石蜡8%。优选地，所述工作层的厚度为O. 4mm-0. 6mm。优选地,所述本体由45号钢制成。一种柱塞的制造方法，包括将铬、碳、铁、镍以及石蜡混合形成混合料；其中，按照重量计，所述混合料中铬的含量为15%-20% ;所述碳的含量为5%-10% ;所述铁的含量为30%-35% ;所述镍的含量为35%-40% ;所述石蜡的含量为5%-10% ；将混合料压制于本体的外周面上形成毛坯；将毛坯在氢气保护气氛 下进行烧结；将烧结好的毛坯加工成柱塞。优选地,所述混合料中铬的含量为16% ;所述碳的含量为6% ;所述铁的含量为30% ；所述镍的含量为40% ;所述石腊的含量为8%。优选地，所述铬、碳、铁、镍以及石蜡均为粒度为150目-300目的粉末；将铬、碳、铁、镍以及石蜡混合形成混合料具体为在三维混合机中将上述铬、碳、铁、镍以及石腊的粉末混合60min-70min。优选地，所述将混合料压制于本体的外周面上形成毛坯是在9. 5MPa-10. 5Mpa的压力下，所述混合料的厚度为优选地，所述烧结是在1100°C _1120°C的温度下对所述毛坯烧结3. 75h_4. 25h。优选地，所述将混合料压制于本体的外周面上形成毛坯以及所述将毛坯在氢气保护气氛下进行烧结之间还包括在275 °C -280 °C的温度下将毛坯进行烘干；所述烘干的时间为2. 75h_3. 25h。本专利技术提供的柱塞的制造方法相比现有技术而言，通过将铬、碳、铁、镍以及石蜡混合形成混合料；将混合料压制于本体的外周面上形成毛坯；将毛坯在氢气保护气氛下进行烧结；其中，在制造的过程中，铬、碳之间形成硬质相碳化铬，提高材料的耐磨和耐腐蚀性能。铁、镍是液相烧结，基本杜绝粉末之间的空隙，避免出现缺陷，并且与本体金属形成少量化合物，提高与本体之间的结合力，避免工作层在使用过程中与本体脱落。碳化铬的硬度能够达到HRC68左右。铁、镍以及石蜡在制造的过程中，能够使原料更好的混合且更容易将混合料压制到本体上去。进而，最终生产的柱塞上的工作层的耐磨性以及耐腐蚀性更优于以硬铬为原料的工作层。且由于工作层是压制到本体上的，因此工作层的厚度可以通过压制时混合料的厚度来控制，因此用户可以根据自己的实际需要，选择不同的工作层的厚度。尤其是工作层的厚度在O. 4mm-0. 6mm,较之现有技术中，在主体上电镀一层O. Imm的工作层,本专利技术所提供的柱塞在使用的过程中，粗颗粒杂质不容易将工作层刺穿。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术实施例一所提供的柱塞的截面示意图；图2是本专利技术实施例三所提供的柱塞的制造方法的流程图；图3是本专利技术实施例四所提供的柱塞的制造方法的流程图4是本专利技术实施例五所提供的柱塞的制造方法的流程图；图5是本专利技术实施例六所提供的柱塞的制造方法的流程图；图6是本专利技术实施例七所提供的柱塞的制造方法的流程图；图7是本专利技术实施例八所提供的柱塞的制造方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所提供的柱塞及其制造方法，是将铬、碳、铁、镍以及石蜡组成的混合料利·用高压压制到本体上形成工作层，并通过高温烧结，形成硬度以及抗腐蚀性均优于硬铬的碳化铬，且其工作层的厚度可以根据用户的不同需要来进行选择，因此能够提高柱塞工作层的硬度，延长柱塞的使用时间。图I是本专利技术实施例一所提供的柱塞的截面图，参见图I所示，本实施例一所提供的柱塞包括本体I以及工作层2 ;所述工作层2设置于所述本体I的外周面上；所述工作层2按重量百分比计，包括铬15%-20%、碳5%-10%、铁30%-35%、镍35%_40%、石蜡5%_10%。在本实施例一中，通过将铬、碳、铁、镍以及石蜡按重量计以一定的比例混合形成混合料；将混合料压制于本体I的外周面上形成毛坯；将毛坯在氢气保护气氛下进行烧结，从而在本体I的外周面上形成工作层2 ;在制造的过程中，铬、碳之间形成硬质相碳化铬，提高材料的耐磨和耐腐蚀性能。铁、镍是液相烧结，基本杜绝粉末之间的空隙，避免出现缺陷，并且与本体金属形成少量化合物，提高与本体之间的结合力，避免工作层在使用过程中与本体脱落。进而，最终生产的柱塞上的工作层的耐磨性以及耐腐蚀性更优于以硬铬为原料的工作层。在本专利技术实施例二所提供的柱塞中，所述工作层2按重量百分比计，包括铬16%、碳6%、铁30%、镍40%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱塞，其特征在于，包括：本体以及工作层；所述工作层设置于所述本体的外周面上；所述工作层按重量百分比计，包括：铬15%？20%、碳5%？10%、铁30%？35%、镍35%？40%、石蜡5%？10%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李信，鲁伟员，邹小军，邹国雄，张先，
申请(专利权)人：四川久信科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：