CN103101150B - 一种复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具 - Google Patents
一种复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具，用于制作复合材料卡瓦，所述复合材料卡瓦包括卡瓦基体（1）和牙齿（2），其制作方法包括以下步骤：S1，组装模压成型模具，调整液压推杆的位置；S2，在液压推杆的顶端放置牙齿（2）；S3，合模，向模腔内填入复合材料；S4，对模具加温至150℃-300℃、加压30KN-60KN；S5，启动液压缸，将牙齿（2）推入模腔内；S6，保温30min-60min后脱模；其模具包括上模（101）、下模（102）和液压推杆（104）。本发明可将牙齿以不同的角度栽埋至卡瓦基体中，牙齿和卡瓦基体是一体化成型的，工艺步骤少，生产效率高，能够实现大批量快速生产。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业领域，更具体地说，涉及一种复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具。
背景技术
油气井开发过程中，在试油、酸化、压裂、采油封堵等情况下，都要将井筒进行封堵或分隔成多个井段进行作业。除了封隔器、水泥塞以外，桥塞是井筒分层或分段封隔的主要手段，卡瓦是桥塞上的重要部件。现有的卡瓦是由金属制成的，不易钻磨，并且大多采用机加工的方式制作，生产工序复杂，并且浪费原材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种工艺步骤少、操作简单的复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种复合材料卡瓦一体成型的制作方法，用于制作复合材料卡瓦，所述复合材料卡瓦包括卡瓦基体和镶嵌在所述卡瓦基体上的牙齿，所述制作方法包括以下步骤：
S1，组装模压成型模具，模具的下模内设有液压推杆，调整液压推杆的位置，使液压推杆处于收缩状态；
S2，在液压推杆的顶端放置牙齿；
S3，合模，向模腔内填入用于成型卡瓦基体的复合材料；
S4，通过平板硫化机对模具加温至150℃-300℃、加压30KN-60KN；
S5，当复合材料被加热到处于黏流态时，启动液压缸，将牙齿推入模腔内；
S6，保温30min-60min后脱模，得到复合材料卡瓦。
在上述复合材料卡瓦一体成型的制作方法中，所述复合材料为酚醛树脂。
在上述复合材料卡瓦一体成型的制作方法中，所述牙齿由硬质陶瓷材料制成。
本发明还提供了一种复合材料卡瓦一体成型的模具，用于制作复合材料卡瓦，所述复合材料卡瓦包括卡瓦基体和镶嵌在所述卡瓦基体上的牙齿，所述模具包括上模、下模和液压推杆，所述上模和下模合模后形成用于成型卡瓦基体的模腔，所述液压推杆设置在所述下模内，所述液压推杆的顶端设有用于放置牙齿的推杆槽。
在上述复合材料卡瓦一体成型的模具中，所述液压推杆设置有多个。
采用上述复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具制得的卡瓦的牙齿倾斜镶嵌在卡瓦基体上，并部分突出卡瓦基体顶面，卡瓦基体的顶面为凸弧面，卡瓦基体的底面设有凹弧面和斜底面，牙齿相对于凸弧面倾斜设置。
实施本发明的复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具，具有以下有益效果：
（1），通过模压成型的方法制得卡瓦基体，牙齿和卡瓦基体是一体化成型的，工艺步骤少，生产效率高，能够实现大批量快速生产。
（2），通过液压推杆栽埋牙齿，可将牙齿以不同的角度栽埋至卡瓦基体中，操作简单，并且脱模容易。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是复合材料卡瓦的结构示意图；
图2是复合材料卡瓦一体成型的模具的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的复合材料卡瓦一体成型的制作方法用于制作复合材料卡瓦，该复合材料卡瓦包括卡瓦基体1和牙齿2，牙齿2镶嵌在卡瓦基体1上，如图1所示。本发明制作方法包括以下步骤：
S1，组装模压成型模具，模具的下模内设有液压推杆，调整液压推杆的位置，使液压推杆处于收缩状态。
S2，在液压推杆的顶端放置牙齿2，牙齿2可以由硬质陶瓷材料或其它硬质材料制成，具有较高的强度和硬度。
S3，合模，向模腔内填入用于成型卡瓦基体1的复合材料，本实施例中的复合材料是酚醛树脂，密度小，易钻屑返排，并且易钻磨、耐腐蚀。但可以理解的是酚醛树脂只是一种优选的实施方式，复合材料也可以是热塑性玻璃钢或碳纤维树脂等其它材料。
S4，通过平板硫化机对模具加温至150℃-300℃、加压30KN-60KN。
S5，当复合材料被加热到处于黏流态时，启动液压缸，将牙齿2推入模腔内。作为一种优选的实施方式，可以在当复合材料被加热到处于黏流态和高弹态的临界点时，向液压推杆的活塞缸内加液压20MPA，从而启动液压推杆，可将牙齿2以不同的角度栽埋至卡瓦基体1中。
S6，保温30min-60min后脱模，脱模后得到镶嵌有牙齿2卡瓦基体1，即复合材料卡瓦。
上述步骤S4和S6有以下几种优选的实施例，下述实施例中的步骤S1-S3和S5与前述的步骤相同：
实施例一：
S4，通过平板硫化机对模具加温至150℃、加压60KN；
S6，在150℃的温度条件下保温60min后脱模。
实施例二：
S4，通过平板硫化机对模具加温至200℃、加压50KN；
S6，在200℃的温度条件下保温50min后脱模。
实施例三：
S4，通过平板硫化机对模具加温至300℃、加压30KN；
S6，在200℃的温度条件下保温30min后脱模。
实施例四：
S4，通过平板硫化机对模具加温至250℃、加压40KN；
S6，在200℃的温度条件下保温50min后脱模。
实施例五：
S4，通过平板硫化机对模具加温至260℃、加压38KN；
S6，在200℃的温度条件下保温50min后脱模。
实施本发明复合材料卡瓦一体成型的制作方法，牙齿2和卡瓦基体1是一体化成型的，工艺步骤少，生产效率高，能够实现大批量快速生产。
本发明还提供了一种复合材料卡瓦一体成型的模具，用于制作复合材料卡瓦，该复合材料卡瓦包括卡瓦基体1和镶嵌在卡瓦基体1上的牙齿2。如图2所示，本发明模具是模压成型模具，其包括上模101、下模102和液压推杆104，上模101和下模102合模后形成用于成型卡瓦基体1的模腔103，液压推杆104设置在下模102内，液压推杆104的顶端设有用于放置牙齿2的推杆槽。液压推杆104可以设置多个，可以在卡瓦基体1上镶嵌多个牙齿2。本发明的模具在制作复合材料卡瓦时，采用的是前述的复合材料卡瓦一体成型的制作方法。
如图1所示，采用上述复合材料卡瓦一体成型的制作方法及模具制得的卡瓦的牙齿2倾斜镶嵌在卡瓦基体1上，并部分突出卡瓦基体1顶面，卡瓦基体1的顶面为凸弧面，卡瓦基体1的底面设有凹弧面和斜底面，牙齿2相对于凸弧面倾斜设置。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (5)
1.一种复合材料卡瓦一体成型的制作方法，用于制作复合材料卡瓦，所述复合材料卡瓦包括卡瓦基体（1）和镶嵌在所述卡瓦基体（1）上的牙齿（2），其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
S1，组装模压成型模具，模具的下模内设有液压推杆，调整液压推杆的位置，使液压推杆处于收缩状态；
S2，在液压推杆的顶端放置牙齿（2）；
S3，合模，向模腔内填入用于成型卡瓦基体（1）的复合材料；
S4，通过平板硫化机对模具加温至150℃-300℃、加压30kN-60kN；
S5，当复合材料被加热到处于黏流态时，启动液压缸，将牙齿（2）推入模腔内；
S6，保温30min-60min后脱模，得到复合材料卡瓦，制得的卡瓦的牙齿（2）倾斜镶嵌在卡瓦基体（1）上，并部分突出卡瓦基体（1）顶面。
2.根据权利要求1所述的复合材料卡瓦一体成型的制作方法，其特征在于，所述复合材料为酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的复合材料卡瓦一体成型的制作方法，其特征在于，所述牙齿（2）由硬质陶瓷材料制成。
4.一种复合材料卡瓦一体成型的模具，用于制作复合材料卡瓦，所述复合材料卡瓦包括卡瓦基体（1）和倾斜镶嵌在所述卡瓦基体（1）上的牙齿（2），所述牙齿（2）部分突出卡瓦基体（1）顶面，其特征在于，所述模具包括上模（101）、下模（102）和液压推杆（104），所述上模（101）和下模（102）合模后形成用于成型卡瓦基体（1）的模腔（103），所述液压推杆（104）设置在所述下模（102）内，所述液压推杆（104）的顶端设有用于放置牙齿（2）的推杆槽。
5.根据权利要求4所述的复合材料卡瓦一体成型的模具，其特征在于，所述液压推杆（104）设置有多个。
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