CN104014798A - 一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，采用100目雾化铁粉96.65—98.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.5—1.5％、200目磷铁粉0.5—1.5％、20号工业用机油0.05％置入“Y”型混料机中混料，用80目筛网过筛第二步的混料：将过筛的混料按5.5—6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，最后进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可；该工艺具有少、无切削加工、节能、节材、无环境污染、成本低、高效等特点，所制备零件彻底解决了弹壳在爆炸过程中形成的堵褚，从而大大提高了采油效率和降低开采成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金机械零件生产工艺技术，特别涉及一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法。
背景技术
粉末冶金机械零件是指用粉末冶金法制造的机械结构零件、滑动轴承及摩擦材料等制品，这种零件在机械制造工业中应用十分广泛，特别在汽车、家电、工程机械、石油等行业。用粉末冶金方法制造零件与常规的铸、锻、切削加工制造同样的零件相比，具有少、无切削加工、节能、节材、无环境污染、成本低、高效等特点，能生产具有特殊性能和其它工艺难以生产或无法生产的材料和制品。
石油射孔弹是石油射孔器材上的关键零件，弹壳一般采用钢制材料，它是承载药型罩、炸药、起爆药以及连接弹架的关键零件，同时，在爆炸过程中起到聚能的重要作用。随着射孔技术的不断提高，不仅要求穿深孔径既规整又有深度，并且要求射孔枪内没有堵褚，这是钢制弹壳无法克服的技术难题。
发明内容
为了克服上述现有钢制弹壳在爆炸过程中形成堵褚的不足，本发明的目的是提供一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，该工艺具有少、无切削加工、节能、节材、无环境污染、成本低、高效等特点，所制备零件彻底解决了弹壳在爆炸过程中形成的堵褚，从而大大提高了采油效率和降低开采成本。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，包括以下步骤：
第一步配料：原材料成分及重量比如下：
采用100目雾化铁粉96.65—98.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.5—1.5％、200目磷铁粉0.5—1.5％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为45—60分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料：
第四步成型：将过筛的混料按5.5—6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.75—6.95g/cm3；
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
第六步后续处理：根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
由于本发明采用了特定的主元材料粒度组份和特殊材料配方，弹壳表面硬度为HRB85-95；材料抗拉强度：大于480MPa；弹壳爆炸残留破碎削尺寸小于5mm。
本发明使用粉末冶金雾化铁粉、天然石墨、金属铜、磷铁粉、润滑剂等，经过混合、压制、烧结，精加工、蒸汽处理、形成粉末冶金易碎弹壳零件，采用粉末冶金弹壳不仅能够满足钢制弹壳的性能和要求，而且彻底解决了钢制弹壳在爆炸过程中形成的堵褚，从而大大提高了采油效率和降低开采成本。
具体实施方式
实施例一
本实施例的生产工艺是这样实现的：
第一步配料：采用100目雾化铁粉98.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.5％、200目磷铁粉0.5％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为45分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料；
第四步成型：将过筛的混料按5.5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.75g/cm3；
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
第六步后续处理：根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
测试评价本实例结果，弹壳表面硬度为HRB85；材料抗拉强度：483MPa；弹壳爆炸残留破碎削尺寸最大4.86mm，4mm以下占40％
实施例二
本实施例的生产工艺是这样实现的：
第一步配料：采用100目雾化铁粉96.65％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉1.5％、200目磷铁粉1％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为60分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料；
第四步成型：将过筛的混料按6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.95g/cm3；
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
第六步后续处理：根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
测试评价本实例结果，弹壳表面硬度为HRB95；材料抗拉强度：498MPa；弹壳爆炸残留破碎削尺寸最大5.0mm，4mm以下占30％。
实施例三
本实施例的生产工艺是这样实现的：
第一步配料：采用100目雾化铁粉97.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.8％、200目磷铁粉1.2％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为50分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料；
第四步成型：将过筛的混料按5.8T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.85g/cm3；
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
第六步后续处理：根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
测试评价本实例结果，弹壳表面硬度为HRB90；材料抗拉强度：490MPa；弹壳爆炸残留破碎削尺寸最大4.86mm，4mm以下占80％。
综合评价三项实例结果，均能够满足产品技术要求。但从综合性能指标及生产实际来考虑，第三种实例方案效果最佳。
Claims (4)
1.一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步配料：原材料成分及重量比如下：
采用100目雾化铁粉96.65—98.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.5—1.5％、200目磷铁粉0.5—1.5％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为45—60分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料：
第四步成型：将过筛的混料按5.5—6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.75—6.95g/cm3；
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
第六步后续处理：根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
2.根据权利要求1所述的一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步配料：采用100目雾化铁粉98.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.5％、200目磷铁粉0.5％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为45分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料；
第四步成型：将过筛的混料按5.5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.75g/cm3。
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
第六步后续处理：根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
3.根据权利要求1所述的一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步配料：采用100目雾化铁粉96.65％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉1.5％、200目磷铁粉1％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为60分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料；
第四步成型：将过筛的混料按6.0T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.95g/cm3；
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
第六步后续处理：根据零件技术要求，进行蒸汽处理，使其达到设计要求即可。
4.根据权利要求1所述的一种石油射孔弹粉末冶金易碎弹壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步配料：采用-100目雾化铁粉97.15％、325目天然鳞片石墨粉末0.8％、200目铜粉0.8％、200目磷铁粉1.2％、20号工业用机油0.05％；
第二步混料：第二步混料：先将20号工业用机油与雾化铁粉混合后，依次加入其余成分，按照第一步配成原料100Kg置入“Y”型混料机中，混料时间为50分钟；
第三步筛料：用80目筛网过筛第二步的混料；
第四步成型：将过筛的混料按5.8T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为6.85g/cm3；
第五步烧结：将成型的钢领圈毛坯放置在氮化硅垫板上烧结，在混合气体—液氮气体60％，氨分解气体40％保护气氛下，先进入预烧结区700℃--800℃温度下烧结30-40分钟，再进入高温区1120--1150℃温度下烧结30-40分钟，冷却出炉；
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