CN104131207A

CN104131207A - 一种用于制备硬质合金喷嘴的网状结构硬质合金

Info

Publication number: CN104131207A
Application number: CN201410405675.4A
Authority: CN
Inventors: 陈军; 叶平; 肖德宏
Original assignee: JINGZHOU JINGTIAN MINGJIAN CEMENTED CARBIDE PRODUCTS Co Ltd
Current assignee: JINGZHOU JINGTIAN MINGJIAN CEMENTED CARBIDE PRODUCTS Co Ltd
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2014-11-05

Abstract

本发明涉及一种硬质合金，具体涉及一种用于制备硬质合金喷嘴的网状结构硬质合金。本发明是将是将将重量60-80%的硬质合金团粒与20-40%的硬质合金网状基体混合20-30分钟。最后在1440-1460℃的温度下烧结，形成具有网状结构的硬质合金。本发明由于合金团粒的硬度较高，因此耐磨性好，并且由于合金网状基体的硬度低韧性好，从而达到了高耐磨性和高韧性的结合统一，因此，利用其制备的硬质合金喷嘴具有高耐磨性和耐腐蚀性、且抗疲劳能力和抗裂纹能力得到明显提高，使用寿命比常规的硬质合金喷嘴提高20%以上。

Description

一种用于制备硬质合金喷嘴的网状结构硬质合金

技术领域

本发明涉及一种硬质合金，具体涉及一种用于制备硬质合金喷嘴的网状结构硬质合金。

背景技术

硬质合金喷嘴是PDC钻头水力结构的重要元件。硬质合金螺纹喷嘴在钻井中的作用在于：提升井下钻井液的喷射速度和冲击力，从而达到冲洗井底破碎的岩屑，保证复合片的冷却，提升钻头的钻井速度。

常规的硬质合金喷嘴成分和性能见下表1

硬质合金喷嘴具有良好的耐磨性和耐碱腐蚀性能，由于钻井过程中，井底环境复杂，并伴有大量的具有酸性的气体，如H₂S等，这些酸性介质容易造成对硬质合金喷嘴的腐蚀，再者，泥沙的冲蚀，将大大减弱喷嘴的使用寿命。因此，为了获得良好的产品寿命，有必要通过添加微量稀有元素，制备一种具有网状结构材料的硬质合金喷嘴，从而提高喷嘴的耐磨性、耐腐蚀性能，并同时提高喷嘴的抗疲劳能力和抗裂纹能力。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有高耐磨性和耐腐蚀性、合金材料具有网状结构的典型形貌，适应在高硬度、高腐蚀的环境中使用，且抗疲劳能力和抗裂纹能力得到明显提高，使用寿命比常规的硬质合金喷嘴提高20%以上的用于制备硬质合金喷嘴的网状结构硬质合金。

本发明的技术方案是：

一种用于制备硬质合金喷嘴的网状结构硬质合金；是在硬度较低的硬质合金网状基体上分布一定数量的另一种高硬度的硬质合金团粒，这种硬质合金团粒在网状结构硬质合金中占重量比为60%-80%，网状结构硬质合金的硬度90-91HRA，磁力为12.0-16.0kA/m，磁饱和为6.0-7.5，密度为14.5-14.9 g/cm³，其特征在于：所述硬质合金团粒由下列重量百分比的原料制成，Co6-8%，Cr₃C₂1%，余量为WC；硬质合金团粒按照常规的硬质合金压制、烧结生产方法制备，硬质合金团粒的硬度HRA为90.5-91.5，磁力为15-21 kA/m。所述硬质合金网状基体由下列重量百分比的原料制成，Co7-9%（钴），Cr₃C₂0.5%（碳化铬），余量为WC（碳化钨）；硬质合金网状基体烧结后的硬度HRA为89-90，磁力为12-18 kA/m。

上述网状结构硬质合金的制备方法为：按照团粒硬质合金的成分和性能指标要求，将所需原料Co、Cr₃C₂和WC按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂、过筛、制粒得硬质合金团粒。按照网状基体材料的成分和性能指标要求，将所需原料Co、Cr₃C₂和WC按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂，制备成料浆（硬质合金网状基体）。最后，将重量60-80%的团粒与20-40%的料浆混合20-30分钟。将上述混合料在干燥器中干燥，干燥温度90-95℃，将干燥后的混合料过60目筛，然后压制，最后在1440-1460℃的温度下烧结，形成具有网状结构的硬质合金。

本发明的有益效果在于：

本发明是在硬度较低的硬质合金网状基体上，分布一定数量的另一种高硬度硬质合金团粒，由于合金团粒的硬度较高，因此耐磨性好，由于合金网状基体的硬度低韧性好，从而达到了高耐磨性和高韧性的结合统一，因此，利用其制备的硬质合金喷嘴具有高耐磨性和耐腐蚀性、且抗疲劳能力和抗裂纹能力得到明显提高，使用寿命比常规的硬质合金喷嘴提高20%以上。

具体实施方式

实施例1

按照团粒硬质合金的成分和性能指标要求，将Co6%、Cr₃C₂1%和WC93%的原料按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂、过筛、制粒得硬质合金团粒。按照网状基体材料的成分和性能指标要求，将Co7%、Cr₃C₂0.5%和WC92.5%的原料按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂，制备成料浆（硬质合金网状基体）。最后，按重量比将重量60%的团粒与40%的料浆混合20分钟。将上述混合料在干燥器中干燥，干燥温度95℃，将干燥后的混合料过60目筛，然后压制，最后在1440-1460℃的温度下烧结，形成具有网状结构硬质合金。该网状结构硬质合金的密度为14.80，硬度为90.3，磁力14.7，钴磁为7.2。

实施例2

按照团粒硬质合金的成分和性能指标要求，将Co7%、Cr₃C₂1%和WC92%的原料按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂、过筛、制粒得硬质合金团粒。按照网状基体材料的成分和性能指标要求，将Co8%、Cr₃C₂0.5%和WC91.5%的原料按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂，制备成料浆（硬质合金网状基体）。最后，按重量比将重量70%的团粒与30%的料浆混合30分钟。将上述混合料在干燥器中干燥，干燥温度90℃，将干燥后的混合料过60目筛，然后压制，最后在1440-1460℃的温度下烧结，形成具有网状结构硬质合金。该网状结构硬质合金的密度为14.70，硬度为89.6.3，磁力14.5，钴磁为7.1。

实施例3

按照团粒硬质合金的成分和性能指标要求，将Co8%、Cr₃C₂1%和WC91%的原料按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂、过筛、制粒得硬质合金团粒。按照网状基体材料的成分和性能指标要求，将Co9%、Cr₃C₂0.5%和WC90.5%的原料按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂，制备成料浆（硬质合金网状基体）。最后，按重量比将重量80%的团粒与20%的料浆混合30分钟。将上述混合料在干燥器中干燥，干燥温度93℃，将干燥后的混合料过60目筛，然后压制，最后在1440-1460℃的温度下烧结，形成具有网状结构硬质合金。该网状结构硬质合金的密度为14.75，硬度为90.2，磁力14.2，钴磁为7.2。

Claims

1.一种用于制备硬质合金喷嘴的网状结构硬质合金；是在硬度较低的硬质合金网状基体上分布一定数量的另一种高硬度的硬质合金团粒，硬质合金团粒在网状结构硬质合金中占重量比为60%-80%，网状结构硬质合金的硬度为90-91HRA，磁力为12.0-16.0kA/m，磁饱和为6.0-7.5，密度为14.5-14.9 g/cm³，其特征在于：所述硬质合金团粒由下列重量百分比的原料制成，Co6-8%，Cr₃C₂1%，余量为WC；硬质合金团粒按照常规的硬质合金压制、烧结生产方法制备，硬质合金团粒的硬度HRA为90.5-91.5，磁力为15-21 kA/m；所述硬质合金网状基体由下列重量百分比的原料制成：Co7-9%，Cr₃C₂0.5%，余量为WC；硬质合金网状基体烧结后的硬度HRA为89-90，磁力为12-18 kA/m；

上述网状结构硬质合金的制备方法为：按照团粒硬质合金的成分和性能指标要求，将所需原料Co、Cr₃C₂和WC按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂、过筛、制粒得硬质合金团粒；按照网状基体材料的成分和性能指标要求，将所需原料Co、Cr₃C₂和WC按常规的硬质合金生产工艺进行配料、湿磨、干燥、过筛，然后掺入成形剂，制备成料浆；最后，将重量60-80%的团粒与20-40%的料浆混合20-30分钟；将上述混合料在干燥器中干燥，干燥温度90-95℃，将干燥后的混合料过60目筛，然后压制，最后在1440-1460℃的温度下烧结，形成具有网状结构的硬质合金。