CN108677085A - 一种石油机械用防喷器铸件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石油机械用防喷器铸件的制备方法，它包括以下步骤：（a）采用树脂砂为原料制作砂型、砂芯，配模合箱后形成树脂型腔；树脂砂中各组分的百分比含量如下：树脂1~1.5%、固化剂0.3~0.5%，其余为型砂；（b）按原料化学成分的百分比含量进行配料，余量为Fe和不可避免的杂质；将上述原料在电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，随后导入铁水包中进行球化、孕育处理，形成浇注液；（c）向树脂型腔中注入浇注液，凝固后形成铸件，清砂后即可。这样的铸件经打磨后能够获得光滑的表面，并便于后续的渗氮处理。

Description

一种石油机械用防喷器铸件的制备方法
技术领域
本发明属于铸造领域，涉及一种防喷器铸件，具体涉及一种石油机械用防喷器铸件的制备方法。
背景技术
防喷器是石油钻井中的重要设备，其主要作用是在钻井过程中防止井喷事故的发生。防喷器按照结构与工作原理分为闸板防喷器与环形防喷器两类，其中，闸板防喷器主要由承压壳体、侧门、闸板、驱动闸板关闭的油缸等组成。防喷器铸件通常是由铁水铸造而成，现有防喷器的表面较为粗糙而容易造成密封条的损坏，大大降低了密封性能。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种石油机械用防喷器铸件的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种石油机械用防喷器铸件的制备方法，它包括以下步骤：
（a）采用树脂砂为原料制作砂型、砂芯，配模合箱后形成树脂型腔；树脂砂中各组分的百分比含量如下：树脂1~1.5%、固化剂0.3~0.5%，其余为型砂；
（b）按原料化学成分的百分比含量进行配料：C：≤0.08%、Si：0.06~0.10%、Zn：0.05~0.2%、Cr：8~10%、Mo：0.2~0.5%、V：0.2~0.5%、Al：0.05~0.10%、Mn：0.25~0.30%、P：≤0.025%和Mg：≤0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质；将上述原料在电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，随后导入铁水包中进行球化、孕育处理，形成浇注液；
（c）向树脂型腔中注入浇注液，凝固后形成铸件，清砂；用砂纸将铸件打磨光滑，随后至于520～550℃的条件下进行氮化处理4~10小时接口。
优化地，所述原料化学成分的百分比含量为C：0.03~0.05%、Si：0.06~0.08%、Zn：0.1~0.2%、Cr：8~9%、Mo：0.3~0.5%、V：0.2~0.3%、Al：0.08~0.10%、Mn：0.25~0.28%、P：0.05~0.15%和Mg：0.10~0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。
优化地，所述原料化学成分的百分比含量为C：0.03%、Si：0.06%、Zn：0.2%、Cr：8.5%、Mo：0.45%、V：0.25%、Al：0.08%、Mn：0.26%、P：0.08%和Mg：0.12%，余量为Fe和不可避免的杂质。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明石油机械用防喷器铸件的制备方法，通过采用低含量的C和Si元素，并配合Zn、Mo、V 等元素，这样的铸件经打磨后能够获得光滑的表面，并便于后续的渗氮处理。
具体实施方式
本发明石油机械用防喷器铸件的制备方法，它包括以下步骤：（a）采用树脂砂为原料制作砂型、砂芯，配模合箱后形成树脂型腔；树脂砂中各组分的百分比含量如下：树脂1~1.5%、固化剂0.3~0.5%，其余为型砂；（b）按原料化学成分的百分比含量进行配料：C：≤0.08%、Si：0.06~0.10%、Zn：0.05~0.2%、Cr：8~10%、Mo：0.2~0.5%、V：0.2~0.5%、Al：0.05~0.10%、Mn：0.25~0.30%、P：≤0.025%和Mg：≤0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质；将上述原料在电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，随后导入铁水包中进行球化、孕育处理，形成浇注液；（c）向树脂型腔中注入浇注液，凝固后形成铸件，清砂；用砂纸将铸件打磨光滑，随后至于520～550℃的条件下进行氮化处理4~10小时接口。这样能够减小防喷器铸件在使用过程中产生局部原电池的可能，从而降低自身的电化学腐蚀；而且能够减少石油中硫元素对其产生的化学腐蚀，并保证防喷器铸件具有较高的强度和韧性，从而有效提高防喷器铸件的使用寿命。优选包括以下质量百分比的化学成分：C：0.03~0.05%、Si：0.06~0.08%、Zn：0.1~0.2%、Cr：8~9%、Mo：0.3~0.5%、V：0.2~0.3%、Al：0.08~0.10%、Mn：0.25~0.28%、P：0.05~0.15%和Mg：0.10~0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。最优为：C：0.03%、Si：0.06%、Zn：0.2%、Cr：8.5%、Mo：0.45%、V：0.25%、Al：0.08%、Mn：0.26%、P：0.08%和Mg：0.12%，余量为Fe和不可避免的杂质。
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：
实施例1
本实施例提供一种石油机械用防喷器铸件的制备方法，包括以下步骤：
（a）采用树脂砂为原料制作砂型、砂芯，配模合箱后形成树脂型腔；树脂砂中各组分的百分比含量如下：树脂1~1.5%、固化剂（邻甲苯磺酸）0.3~0.5%，其余为型砂；
（b）按原料化学成分的百分比含量进行配料：C：0.07~0.08%、Si：0.09~0.10%、Zn：0.05~0.06%、Cr：9.8~10%、Mo：0.2~0.22%、V：0.48~0.5%、Al：0.05~0.06%、Mn：0.25~0.26%、P：0.022~0.025%和Mg：0.12~0.15%，余量为Fe；将上述原料在电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，随后导入铁水包中进行球化、孕育处理（参数采用中国发明专利201710152425.8中公开的），形成浇注液（终液百分比含量为：C：0.08%、Si：0.09%、Zn：0.055%、Cr：9.85%、Mo：0.22%、V：0.48%、Al：0.052%、Mn：0.255%、P：0.025%和Mg：0.12%，余量为Fe）；
（c）向树脂型腔中注入浇注液，凝固后形成铸件，清砂；用砂纸将铸件打磨光滑，随后至于520～550℃的条件下进行氮化处理4~10小时接口。
实施例2
本实施例提供一种石油机械用防喷器铸件的制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是，原料化学成分的配料不同，使得浇注液的终液百分比含量为：C：0.05%、Si：0.08%、Zn：0.20%、Cr：9.0%、Mo：0.32%、V：0.30%、Al：0.10%、Mn：0.28%、P：0.005%和Mg：0.10%，余量为Fe。
实施例3
本实施例提供一种石油机械用防喷器铸件的制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是，原料化学成分的配料不同，使得浇注液的终液百分比含量为：C：0.03%、Si：0.06%、Zn：0.2%、Cr：8.5%、Mo：0.45%、V：0.25%、Al：0.08%、Mn：0.26%、P：0.08%和Mg：0.12%，余量为Fe。
对比例1
本实施例提供一种石油机械用防喷器铸件的制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是，不含有Mo、V、Zn。
表1 实施例1-3、对比例1中石油机械用防喷器铸件的性能对比表
氮化前室温硬度/HB 氮化前室温屈服强度/MPa 表面硬度/Hv 氮化层厚度/μm
实施例1 130 243.2 575 240
实施例2 127 237.5 603 245
实施例3 121 221.6 654 260
对比例1 129 245.1 610 105
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种石油机械用防喷器铸件的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（a）采用树脂砂为原料制作砂型、砂芯，配模合箱后形成树脂型腔；树脂砂中各组分的百分比含量如下：树脂1~1.5%、固化剂0.3~0.5%，其余为型砂；
（b）按原料化学成分的百分比含量进行配料：C：≤0.08%、Si：0.06~0.10%、Zn：0.05~0.2%、Cr：8~10%、Mo：0.2~0.5%、V：0.2~0.5%、Al：0.05~0.10%、Mn：0.25~0.30%、P：≤0.025%和Mg：≤0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质；将上述原料在电炉内加热至熔炼温度，使合金充分熔化形成铁水，随后导入铁水包中进行球化、孕育处理，形成浇注液；
（c）向树脂型腔中注入浇注液，凝固后形成铸件，清砂；用砂纸将铸件打磨光滑，随后至于520～550℃的条件下进行氮化处理4~10小时接口。
2.根据权利要求1所述的石油机械用防喷器铸件的制备方法，其特征在于：所述原料化学成分的百分比含量为C：0.03~0.05%、Si：0.06~0.08%、Zn：0.1~0.2%、Cr：8~9%、Mo：0.3~0.5%、V：0.2~0.3%、Al：0.08~0.10%、Mn：0.25~0.28%、P：0.05~0.15%和Mg：0.10~0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的石油机械用防喷器铸件的制备方法，其特征在于：所述原料化学成分的百分比含量为C：0.03%、Si：0.06%、Zn：0.2%、Cr：8.5%、Mo：0.45%、V：0.25%、Al：0.08%、Mn：0.26%、P：0.08%和Mg：0.12%，余量为Fe和不可避免的杂质。
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