CN102534605A - 一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法 - Google Patents

一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102534605A
CN102534605A CN201210047014XA CN201210047014A CN102534605A CN 102534605 A CN102534605 A CN 102534605A CN 201210047014X A CN201210047014X A CN 201210047014XA CN 201210047014 A CN201210047014 A CN 201210047014A CN 102534605 A CN102534605 A CN 102534605A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cladding
alloy
drilling tools
oil drilling
cladding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210047014XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102534605B (zh
Inventor
郎娟
刘耀龙
郭玉成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANJIN HUILITONG METAL SURFACE TREATMENT TECHNIQUE CO Ltd
Original Assignee
TIANJIN HUILITONG METAL SURFACE TREATMENT TECHNIQUE CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANJIN HUILITONG METAL SURFACE TREATMENT TECHNIQUE CO Ltd filed Critical TIANJIN HUILITONG METAL SURFACE TREATMENT TECHNIQUE CO Ltd
Priority to CN201210047014.XA priority Critical patent/CN102534605B/zh
Publication of CN102534605A publication Critical patent/CN102534605A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102534605B publication Critical patent/CN102534605B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法。其包括将石油钻具上待处理表面用稀料进行预处理；将合金粉用激光器熔覆在该表面，然后室温下快速冷却而形成合金熔覆层；将合金熔覆层表面进行喷砂处理等步骤。本发明的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法是利用高能密度激光作为热源，将耐磨合金碳化钨熔覆在工件表面，形成一层耐磨合金层，由于熔覆层与基体为冶金结合，因此不易剥落。从金相组织分析来看，球状碳化钨在熔覆过程中无破损，金属组织细化、致密。从工件整体上看，由于局部熔池产生及凝固形成熔覆层过程很短(约0.1sec)，熔覆过程工件整体温度≤80℃，内应力小，无裂纹产生，工件无变形，因此工件的使用性能及使用寿命能够显著提高。

Description

一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法
技术领域
本发明属于激光熔覆技术领域，特别是涉及一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法。
背景技术
在石油、天然气及地质勘探钻井工程中，钻井时常用的石油钻具主要有钻杆、钻铤、稳定器及各种接头，其质量及使用寿命对经济效益的影响至关重要。
在钻井过程中，合理使用钻具可使井斜变化率和方位变化率较小，并且能够提高井身质量和钻井速度，降低钻井成本。
石油钻具所采用的材质是高级优质铬钼合金钢或奥氏体不锈钢，其是由一根整体棒料锻造而制成。石油钻具外圆耐磨带是由多条具有一定宽度的直楞或螺旋楞构成，并且其表面需由无磁耐磨材料覆盖，以达到保护扶体、确保抗冲击、韧性、耐磨性、抗腐蚀性的目的。
一般情况下石油钻具耐磨层的主要化学成分为碳化钨(WC)，传统的碳化钨耐磨带制备方法为喷涂、钎焊和手工焊接。由于喷涂方法制成的喷涂层与基体为机械结合，因此在冲击较大的环境中使用时经常会产生剥落现象。而碳化钨焊接方法则存在工件变形、焊层裂纹、表面成型难以控制等难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够保护扶体、确保抗冲击、韧性、耐磨性、抗腐蚀性的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法。
为了达到上述目的，本发明提供的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将石油钻具上待处理的表面用稀料进行预处理，以去除附着在其表面的油污及杂质；
2)以氩气作为保护气体，将合金粉在4.0mm光斑、400-600mm/min速度和4000-4800w功率下用激光器熔覆在待处理的表面，然后室温下快速冷却而形成一层合金熔覆层；所述的合金粉由以重量份计的下列组分组成：2.18-2.80份碳、16.22-18.22份镍、1.12-1.25份铁、1.65-2.05份铬、1.20-1.32份硅、0.41-0.48份硼、0.18-0.15份氧和77.04-73.73份钨；
3)将合金熔覆层的表面进行喷砂处理。
所述的激光器为5000WCO2横流式激光器。
所述的合金熔覆层的厚度为1-1.5mm。
所述的步骤2)中所使用的钨为球状，这样可以有效增加熔覆层的耐磨性能。
所述的步骤2)中氩气的流量为400-600l/h。
本发明提供的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法是利用高能密度激光作为热源，将耐磨合金碳化钨熔覆在工件表面，形成一层耐磨合金层，由于熔覆层与基体为冶金结合，因此不易剥落。从金相组织分析来看，球状碳化钨在熔覆过程中无破损，金属组织细化、致密。从工件整体上看，由于局部熔池产生及凝固形成熔覆层过程很短(约0.1sec)，熔覆过程工件整体温度≤80℃，内应力小，无裂纹产生，工件无变形，因此工件的使用性能及使用寿命能够显著提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法进行详细说明。
实施例1：
本实施例提供的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将石油钻具上待处理的表面用稀料进行预处理，以去除附着在其表面的油污及杂质；
2)以氩气作为保护气体，氩气的流量为400l/h，将合金粉在4.0mm光斑、400mm/min速度和4500w功率下用5000WCO2横流式激光器熔覆在待处理的表面，然后室温下快速冷却而形成一层1.5mm厚的合金熔覆层；所述的合金粉由以重量份计的下列组分组成：2.18份碳、16.22份镍、1.12份铁、1.65份铬、1.20份硅、0.41份硼、0.18份氧和77.04份钨。
3)将合金熔覆层的表面进行喷砂处理。
实施例2：
本实施例提供的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将石油钻具上待处理的表面用稀料进行预处理，以去除附着在其表面的油污及杂质；
2)以氩气作为保护气体，氩气的流量为500l/h，将合金粉在4.0mm光斑、500mm/min速度和4500w功率下用5000WCO2横流式激光器熔覆在待处理的表面，然后室温下快速冷却而形成一层1.4mm厚的合金熔覆层；所述的合金粉由以重量份计的下列组分组成：2.50份碳、17.22份镍、1.18份铁、1.85份铬、1.26份硅、0.45份硼、0.16份氧和75.38份钨；其中钨为球状。
3)将合金熔覆层的表面进行喷砂处理。
实施例3：
1)将石油钻具上待处理的表面用稀料进行预处理，以去除附着在其表面的油污及杂质；
2)以氩气作为保护气体，氩气的流量为600l/h，将合金粉在4.0mm光斑、600mm/min速度和4500w功率下用5000WCO2横流式激光器熔覆在待处理的表面，然后室温下快速冷却而形成一层1.3mm厚的合金熔覆层；所述的合金粉由以重量份计的下列组分组成：2.80份碳、18.22份镍、1.25份铁、2.05份铬、1.32份硅、0.48份硼、0.15份氧和73.73份钨；其中钨为球状。
3)将合金熔覆层的表面进行喷砂处理。

Claims (5)

1.一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法，其特征在于：所述的激光熔覆方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将石油钻具上待处理的表面用稀料进行预处理，以去除附着在其表面的油污及杂质；
2)以氩气作为保护气体，将合金粉在4.0mm光斑、400-600mm/min速度和4000-4800w功率下用激光器熔覆在待处理的表面，然后室温下快速冷却而形成一层合金熔覆层；所述的合金粉由以重量份计的下列组分组成：2.18-2.80份碳、16.22-18.22份镍、1.12-1.25份铁、1.65-2.05份铬、1.20-1.32份硅、0.41-0.48份硼、0.18-0.15份氧和77.04-73.73份钨；
3)将合金熔覆层的表面进行喷砂处理。
2.根据权利要求1所述的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法，其特征在于：所述的激光器为5000WCO2横流式激光器。
3.根据权利要求1所述的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法，其特征在于：所述的合金熔覆层的厚度为1-1.5mm。
4.根据权利要求1所述的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法，其特征在于：所述的步骤2)中所使用的钨为球状。
5.根据权利要求1所述的石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法，其特征在于：所述的步骤2)中氩气的流量为400-600l/h。
CN201210047014.XA 2012-02-28 2012-02-28 一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法 Expired - Fee Related CN102534605B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210047014.XA CN102534605B (zh) 2012-02-28 2012-02-28 一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210047014.XA CN102534605B (zh) 2012-02-28 2012-02-28 一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102534605A true CN102534605A (zh) 2012-07-04
CN102534605B CN102534605B (zh) 2014-01-15

Family

ID=46342596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210047014.XA Expired - Fee Related CN102534605B (zh) 2012-02-28 2012-02-28 一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102534605B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103042317A (zh) * 2012-12-28 2013-04-17 北京工业大学 一种铁基无磁熔覆层用合金粉末材料及熔覆层制备方法
CN104593766A (zh) * 2014-12-15 2015-05-06 江苏中科大港激光科技有限公司 一种煤化工球阀球体耐冲蚀表层的激光制备方法
CN105297004A (zh) * 2015-09-14 2016-02-03 温州大学 钨极氩弧原位合成碳化钨颗粒增强铁基熔敷层及其加工方法
CN106086867A (zh) * 2016-06-23 2016-11-09 陈学良 带线修复电阻率测量仪器工艺

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106480450A (zh) * 2015-09-02 2017-03-08 沈阳大陆激光工程技术有限公司 一种激光熔覆石油钻具耐磨合金粉末材料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1081721A (zh) * 1992-07-27 1994-02-09 华中理工大学 一种在金属表面激光熔覆耐磨层的方法
CN101586238A (zh) * 2009-06-18 2009-11-25 天津市汇利通金属表面技术有限公司 一种在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法
CN102094198A (zh) * 2011-03-25 2011-06-15 天津市汇利通金属表面技术有限公司 一种用于螺杆泵中螺旋套的表面激光熔覆合金方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1081721A (zh) * 1992-07-27 1994-02-09 华中理工大学 一种在金属表面激光熔覆耐磨层的方法
CN101586238A (zh) * 2009-06-18 2009-11-25 天津市汇利通金属表面技术有限公司 一种在钢制压射头的表面激光熔覆合金的方法
CN102094198A (zh) * 2011-03-25 2011-06-15 天津市汇利通金属表面技术有限公司 一种用于螺杆泵中螺旋套的表面激光熔覆合金方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103042317A (zh) * 2012-12-28 2013-04-17 北京工业大学 一种铁基无磁熔覆层用合金粉末材料及熔覆层制备方法
CN103042317B (zh) * 2012-12-28 2015-03-11 北京工业大学 一种铁基无磁熔覆层用合金粉末材料及熔覆层制备方法
CN104593766A (zh) * 2014-12-15 2015-05-06 江苏中科大港激光科技有限公司 一种煤化工球阀球体耐冲蚀表层的激光制备方法
CN104593766B (zh) * 2014-12-15 2017-06-30 江苏中科大港激光科技有限公司 一种煤化工球阀球体耐冲蚀表层的激光制备方法
CN105297004A (zh) * 2015-09-14 2016-02-03 温州大学 钨极氩弧原位合成碳化钨颗粒增强铁基熔敷层及其加工方法
CN105297004B (zh) * 2015-09-14 2018-07-03 温州大学 钨极氩弧原位合成碳化钨颗粒增强铁基熔敷层及其加工方法
CN106086867A (zh) * 2016-06-23 2016-11-09 陈学良 带线修复电阻率测量仪器工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN102534605B (zh) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7268091B2 (ja) 酸化抑制ツインワイヤーアークスプレー材料
US9738959B2 (en) Non-magnetic metal alloy compositions and applications
CN102534605B (zh) 一种石油钻具碳化钨耐磨带激光熔覆方法
CN101519778B (zh) 一种穿孔顶头表面强化的激光熔覆方法
CN105018834B (zh) 一种高压辊磨机的合金贝氏体球墨铸铁辊面及其制备方法
Saha et al. A review on different cladding techniques employed to resist corrosion
CN107949653B (zh) 用于粉末制造的形成非磁性强碳化物的合金
CN105420722A (zh) 钢结构防腐工艺
CN105779861B (zh) 一种耐磨高钒氮高速钢型钢轧辊及其制造方法
CN102453902A (zh) 在高速线材辊环表面制备碳化钨硬质合金涂层的方法
CN104195362A (zh) 一种高硼耐磨蚀合金制备方法
CN107760956B (zh) 一种硬质合金及局部激光涂覆硬质合金工艺
KR20220035407A (ko) 내마모성 및 내부식성을 위해 설계된 철 기반 합금
CN110344050A (zh) 一种柴油机气门密封面的激光熔覆方法
CN104988452A (zh) 一种轧机进口导卫用耐磨衬板的制备方法
CN104294268A (zh) 一种耐磨导辊制备方法
CN101021151A (zh) 耐磨镐型截齿及其加工方法
CN104831270A (zh) 一种铁基镍包碳化钨激光熔覆材料的制备方法
CN109868469B (zh) 一种用于激光制造轧机牌坊和轧辊轴承座复合衬板的粉末材料及其制造方法
CN113894258B (zh) 连铸结晶器足辊的表面涂层及其制备方法
CN105088220A (zh) 一种激光熔敷用复合碳化物碳氮化物合金
CN106891107A (zh) 热轧无缝钢管用芯棒表面复合制备工艺方法
CN102465289A (zh) 在测井装置电阻率测量仪壳体上制备wc硬质合金耐磨带的方法
WO2013113853A1 (en) Method of laser cladding a rotation symmetric steel rolling mill with two layers; corresponding roll mill roll
CN106480450A (zh) 一种激光熔覆石油钻具耐磨合金粉末材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140115

Termination date: 20160228

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee