CN109434116B - 一种钻具用pta堆焊材料及其制备方法 - Google Patents

一种钻具用pta堆焊材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109434116B
CN109434116B CN201811317967.7A CN201811317967A CN109434116B CN 109434116 B CN109434116 B CN 109434116B CN 201811317967 A CN201811317967 A CN 201811317967A CN 109434116 B CN109434116 B CN 109434116B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pta
drilling tool
surfacing
weight percentage
spherical
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.)
Active
Application number
CN201811317967.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109434116A (zh
Inventor
张烈华
王晋春
史新勃
徐磊
张勇
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.)
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
China Petrochemical Corp
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 China Petrochemical Corp filed Critical China Petrochemical Corp
Priority to CN201811317967.7A priority Critical patent/CN109434116B/zh
Publication of CN109434116A publication Critical patent/CN109434116A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109434116B publication Critical patent/CN109434116B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
    • B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/067—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明涉及一种钻具用PTA堆焊材料及其制备方法，该钻具用PTA堆焊材料以烧结WC‑Co硬质合金球形颗粒和球形铸造碳化钨颗粒的混合物为耐磨相、以镍硅硼合金作为粘结相，其中耐磨相所占的重量百分比是50～75％、粘结相所占的重量百分比是25～50％。本发明提供的钻具用PTA堆焊材料的焊接工艺性好，特别适合于PTA堆焊，堆焊后所得堆焊层具有完美的耐磨性、抗冲击性、热传导性综合性能，特别适合在高性能的钻具零件上使用，也适用于其它对耐磨性、抗冲击和传热有高要求的特殊工况下使用的井下工具。

Description

一种钻具用PTA堆焊材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种以烧结WC-Co硬质合金球形颗粒和球形铸造碳化钨颗粒为耐磨相、以镍硅硼合金作为粘结相的堆焊材料及其制备方法，该堆焊材料特别适合在钻具上进行PTA堆焊。
背景技术
随着钻井不断向更深的地层和难钻进的硬地层延伸，钻井技术也不断更新发展，对钻具的性能与使用寿命提出了越来越高的要求，催生了钻具的技术进步。随着对钻具的要求越来越高，牙轮钻头、金刚石钻头、螺杆钻具、扶正器等钻具产品需要进行耐磨增强或耐磨保护的部位越来越多，对耐磨性的要求也越来越高。牙轮钻头与井壁接触的外圆周面部位和轴承表面、金刚石钻头与井壁接触的外圆周面部位和流道表面、螺杆钻具与扶正器壳体外表面、螺杆钻具一些重要零件如TC轴承的磨擦表面，均需要增强耐磨性，以提高产品的使用性能，延长使用寿命。特别是，各种轴承表面除了要求有很高的耐磨性外，还要求同时具备较高的耐冲击、抗振动、传热快等能力。钻具上耐磨零件的耐磨性不足、合并耐冲击、抗振动与传热能力较差，严重影响钻具的使用寿命。为了解决抗冲击性问题，陆续开发了金属布、火焰堆焊、重熔、PTA堆焊等各种强化工艺技术。其中PTA堆焊因为自动化程度高、堆焊层均匀性一致性好，显示了较好的应用前景。目前，PTA堆焊因为自动化程度较高，已经是一种比较成熟的焊接工艺方法。
钻具在井下的工作环境十分恶劣，会承受非常严重的冲击、振动、磨损，特别是，钻具在井下的工作要十分稳定可靠，一旦发生异常失效或早期失效，将带来重大的经济损失甚至严重的安全事故，因此，技术面上要求钻具在设计寿命内一定要有效运行。那些需要强化保护的部位正是最可能发生提前失效的部位，如果不对这些部位进行有效的保护，将极大地影响整个钻具的使用寿命，增大钻具的使用风险。因此对堆焊材料提出了更高的要求，具体要求钻具零件的堆焊层既具有较好的耐磨损性能又具有较高的抗冲击能力，同时具有高的传热能力，为堆焊部位提供强有力地保护，满足钻具的整体设计和制造要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种钻具用PTA堆焊材料及其制备方法，该堆焊材料既具有较好的耐磨损性能又具有较高的抗冲击能力，同时还具有很好的热传导性能，减少了磨擦面因为热聚集产生的磨损加剧和其它热损伤，提高了钻具的性能，延长了钻具的使用寿命，特别适合于有散热要求的耐磨抗冲击的场合使用。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种钻具用PTA堆焊材料，所述钻具用PTA堆焊材料以烧结WC-Co硬质合金球形颗粒和球形铸造碳化钨颗粒的混合物为耐磨相、以镍硅硼合金作为粘结相，其中耐磨相所占的重量百分比是50～75％、粘结相所占的重量百分比是25～50％。
按上述方案，所述耐磨相中烧结WC-Co硬质合金球形颗粒所占的重量百分比为30～80％，球形铸造碳化钨颗粒所占的重量百分比为20～70％。
优选的是，所述耐磨相中烧结WC-Co硬质合金球形颗粒所占的重量百分比为50～65％，球形铸造碳化钨颗粒所占的重量百分比为35～50％。
按上述方案，所述烧结WC-Co硬质合金球形颗粒为30-100目的球形颗粒，其中钴含量的重量百分比为3.0～8.5％，余量为WC，其制备方法为：WC粉与钴粉按配比称量后混合球磨，所得混合粉干燥后制粒团球、过筛，再烧结、过筛得到。
按上述方案，所述烧结WC-Co硬质合金球形颗粒中杂质元素镍、铬、铁、钼重量百分比总和不超过1.0％。
按上述方案，所述球形铸造碳化钨颗粒大小为60-325目，其中碳的重量百分比为3.8～4.2％，余量为钨。
按上述方案，所述球形铸造碳化钨颗粒中杂质元素铬、铁、钼重量百分比总和不超过1.0％。
按上述方案，所述镍硅硼合金为粒度60～325目的合金粉，其中硅的重量百分比为2.0～5.0％，硼的重量百分比为1.0～4.0％，余量为镍。
按上述方案，所述镍硅硼合金中杂质元素铬、铁、铜、钼重量百分比总和不超过1.5％。
本发明还提供上述钻具用PTA堆焊材料的制备方法，具体步骤为：将所述烧结WC-Co硬质合金球形颗粒、球形铸造碳化钨颗粒和镍硅硼合金按配比称重后倒入三维混料机中进行机械混合，混合均匀即得到钻具用PTA堆焊材料。
本发明所用烧结WC-Co硬质合金球形颗粒因为钴含量较低，在高应力工况下具有特别高的耐磨性，在低应力工况下的耐磨性也很好，在各种工况下均具有很高的抗冲击能力，同时，烧结WC-Co硬质合金球形颗粒还具有良好的热传导性。根据热传导系数的测量结果，室温下含钴8％的烧结WC-Co硬质合金球形颗粒的热传导率是163.8(W/mK)，球形铸造碳化钨颗粒的热传导率是33.8(W/mK)，含钴8％的烧结WC-Co硬质合金球形颗粒的传热能力是球形铸造碳化钨颗粒的4倍以上。而且，烧结WC-Co硬质合金球形颗粒中钴含量越低，其热传导能力越好。由于烧结WC-Co硬质合金球形颗粒具有上述性能优点，堆焊材料中加入烧结WC-Co硬质合金球形颗粒后，堆焊层的整体抗冲击能力和耐磨损能力均得到有效提升，特别是，烧结WC-Co硬质合金球形颗粒能提高堆焊层整体的热传导能力，减少磨损面因为热聚集产生的磨损加剧和其它热损伤。
本发明所用的球形铸造碳化钨颗粒硬度特别高，在低应力工况下具有很高的耐磨性，在高应力工况下也具有较高的耐磨性，尽管球形铸造碳化钨颗粒在抗冲击性与热传导性上有一定不足，但球形铸造碳化钨颗粒能制成更细的颗粒，细颗粒的球形铸造碳化钨加入，有利于提高堆焊层整体在低应力工况下的耐磨损能力。
本发明所用的镍硅硼合金，镍对烧结WC-Co硬质合金和球形铸造碳化钨颗粒有很好的亲和性与相溶性，在镍中加入少量的硅和硼，能降低镍合金的熔点，增加高温熔体的流动性，使本发明所涉及的堆焊材料更易于焊接，减少焊接过程中耐磨相在高温下的烧损，改善堆焊材料的焊接工艺性。
本发明的有益效果在于：1、本发明提供的钻具用PTA堆焊材料的焊接工艺性好，特别适合于PTA堆焊，堆焊后所得堆焊层具有完美的耐磨性、抗冲击性、热传导性综合性能，特别适合在高性能的钻具零件上使用，也适用于其它对耐磨性、抗冲击和传热有高要求的特殊工况下使用的井下工具。2、本发明提供的制备方法简便易行，不需要其它特殊设备与工具。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备的钻具用PTA堆焊材料在实施PTA堆焊后堆焊层的典型显微组织图，图中1为烧结WC-Co硬质合金球形颗粒，2为球形铸造碳化钨颗粒，3为镍硅硼合金熔化后的凝固组织。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种钻具用PTA堆焊材料，该钻具用PTA堆焊材料以烧结WC-Co硬质合金球形颗粒和球形铸造碳化钨颗粒的混合物为耐磨相、以镍硅硼合金作为粘结相，其中耐磨相所占的重量百分比是50～75％、粘结相所占的重量百分比是25～50％。所用耐磨相中烧结WC-Co硬质合金球形颗粒所占的重量百分比为30～80％，球形铸造碳化钨颗粒所占的重量百分比为20～70％。
所用烧结WC-Co硬质合金球形颗粒为30-100目的球形颗粒，其中钴含量的重量百分比为3.0～8.5％，余量为WC，其制备方法为：WC粉与钴粉按配比称量后混合球磨，所得混合粉干燥后制粒团球、过筛(20-80目)，再烧结(1350-1450℃烧结20-40分钟)、过筛(30-100目)得到。烧结WC-Co硬质合金球形颗粒中杂质元素镍、铬、铁、钼重量百分比总和不超过1.0％。
所用球形铸造碳化钨颗粒大小为60-325目，其中碳的重量百分比为3.8～4.2％，余量为钨。球形铸造碳化钨颗粒中杂质元素铬、铁、钼重量百分比总和不超过1.0％。
所用镍硅硼合金为粒度60～325目的合金粉，其中硅的重量百分比为2.0～5.0％，硼的重量百分比为1.0～4.0％，余量为镍。镍硅硼合金中杂质元素铬、铁、铜、钼重量百分比总和不超过1.5％。
钻具用PTA堆焊材料的制备方法为：将所述烧结WC-Co硬质合金球形颗粒、球形铸造碳化钨颗粒和镍硅硼合金按配比称重后倒入三维混料机中进行机械混合，混合均匀即得到钻具用PTA堆焊材料。
实施例1
一种钻具用PTA堆焊材料，原料为：
镍硅硼合金粉：硅的重量百分比2.56％、硼的重量百分比1.95％、余量为镍，合金粉粒度为60～325目；
烧结WC-Co硬质合金球形颗粒：钴含量为6％，粒度为40-60目；
球形铸造碳化钨颗粒：碳的重量百分比的3.95％，粒度为80-200目。
原料中镍硅硼合金的重量百分比是50％，烧结WC-Co硬质合金的重量百分比是30％，球形铸造碳化钨颗粒的重量百分比是20％(即烧结WC-Co硬质合金在耐磨相中所占的重量百分比是60％，球形铸造碳化钨颗粒在耐磨相中所占的重量百分比是40％)。
具体制备方法如下：
将上述镍硅硼合金粉、烧结WC-Co硬质合金球形颗粒、球形铸造碳化钨颗粒按给定配比称重，再统一倒入三维混料机中进行机械混合，混合均匀即得到本实施例所用PTA堆焊材料。
采用本实施例所得到的PTA堆焊材料，并以上述镍硅硼合金粉和球形铸造碳化钨颗粒为原料，按质量比1：1的配比倒入三维混料机中进行机械混合得到的堆焊材料为对比样，应用卡斯特林EUTRONIC GAP2501DC型等离子焊机进行PTA堆焊，堆焊层厚度2.3～2.7毫米。将堆焊层取样，按ASTM B611标准检测其在高应力工况下的耐磨损性能，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比耐磨损性能提升了41％，按ASTM G65标准检测其在低应力工况下的耐磨损性能，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比耐磨损性能相比提升了18％，应用30J冲击能量进行的疲劳冲击实验，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比抗冲击次数提高了28％。检测堆焊层的热传导率，本实施例的堆焊层热传导率是100.9W/mK，对比样的堆焊层热传导率是61.9W/mK。
如图1所示为本实施例所制备的钻具用PTA堆焊材料在实施PTA堆焊后堆焊层的典型显微组织，其中1为烧结WC-Co硬质合金球形颗粒，2为球形铸造碳化钨颗粒，3为镍硅硼合金熔化后的凝固组织。
实施例2
一种钻具用PTA堆焊材料，原料为：
镍硅硼合金粉：硅的重量百分比3.86％、硼的重量百分比2.65％、余量为镍，合金粉粒度为60～325目；
烧结WC-Co硬质合金球形颗粒：钴含量为6％，粒度为60-80目；
球形铸造碳化钨颗粒：碳的重量百分比的4.01％，粒度为80-200目。
原料中镍硅硼合金的重量百分比是45％，烧结WC-Co硬质合金的重量百分比是20％，球形铸造碳化钨颗粒的重量百分比是35％(即烧结WC-Co硬质合金在耐磨相中所占的重量百分比是36.36％，球形铸造碳化钨颗粒在耐磨相中所占的重量百分比是63.64％)。
具体制备方法如下：
将上述镍硅硼合金粉、烧结WC-Co硬质合金球形颗粒、球形铸造碳化钨颗粒按给定配比称重，再统一倒入三维混料机中进行机械混合，混合均匀即得到本实施例所用PTA堆焊材料。
采用本实施例所得到的PTA堆焊材料，并以上述镍硅硼合金粉和球形铸造碳化钨颗粒为原料，按质量比45：55的配比倒入三维混料机中进行机械混合得到的堆焊材料为对比样，应用卡斯特林EUTRONIC GAP2501DC型等离子焊机进行PTA堆焊，堆焊层厚度2.3～2.7毫米。将堆焊层取样，按ASTM B611标准检测其在高应力工况下的耐磨损性能，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比耐磨损性能提升了21％，按ASTM G65标准检测其在低应力工况下的耐磨损性能，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比耐磨损性能相比提升了14％，应用30J冲击能量进行的疲劳冲击实验，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比抗冲击次数提高了12％。检测堆焊层的热传导率，本实施例的堆焊层热传导率是85.1W/mK，对比样的堆焊层热传导率是59.1W/mK。
实施例3
一种钻具用PTA堆焊材料，原料为：
镍硅硼合金粉：硅的重量百分比4.75％、硼的重量百分比3.25％、余量为镍，合金粉粒度为60～325目；
烧结WC-Co硬质合金球形颗粒：钴含量为8％，粒度为40-80目；
球形铸造碳化钨颗粒：碳的重量百分比的4.05％，粒度为80-200目。
原料中镍硅硼合金的重量百分比是40％，烧结WC-Co硬质合金的重量百分比是40％，球形铸造碳化钨颗粒的重量百分比是20％(即烧结WC-Co硬质合金在耐磨相中所占的重量百分比是66.67％，球形铸造碳化钨颗粒在耐磨相中所占的重量百分比是33.33％)。
具体制备方法如下：
将上述镍硅硼合金粉、烧结WC-Co硬质合金球形颗粒、球形铸造碳化钨颗粒按给定配比称重，再统一倒入三维混料机中进行机械混合，混合均匀即得到本实施例所用PTA堆焊材料。
采用本实施例所得到的PTA堆焊材料，并以上述镍硅硼合金粉和球形铸造碳化钨颗粒为原料，按质量比40：60的配比倒入三维混料机中进行机械混合得到的堆焊材料为对比样，应用卡斯特林EUTRONIC GAP2501DC型等离子焊机进行PTA堆焊，堆焊层厚度2.3～2.7毫米。将堆焊层取样，按ASTM B611标准检测其在高应力工况下的耐磨损性能，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比耐磨损性能提升了45％，按ASTM G65标准检测其在低应力工况下的耐磨损性能，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比耐磨损性能相比提升了8％，应用30J冲击能量进行的疲劳冲击实验，采用本实施例PTA堆焊材料的堆焊层与对比样的堆焊层相比抗冲击次数提高了32％。检测堆焊层的热传导率，本实施例的堆焊层热传导率是108.3W/mK，对比样的堆焊层热传导率是56.3W/mK。

Claims (7)

1.一种钻具用PTA堆焊材料，其特征在于，所述钻具用PTA堆焊材料以烧结WC-Co硬质合金球形颗粒和球形铸造碳化钨颗粒的混合物为耐磨相、以镍硅硼合金作为粘结相，其中耐磨相所占的重量百分比是50～75％、粘结相所占的重量百分比是25～50％；
其中，所述烧结WC-Co硬质合金球形颗粒中杂质元素镍、铬、铁、钼重量百分比总和不超过1.0％；所述球形铸造碳化钨颗粒中杂质元素铬、铁、钼重量百分比总和不超过1.0％；所述镍硅硼合金中杂质元素铬、铁、铜、钼重量百分比总和不超过1.5％。
2.根据权利要求1所述的钻具用PTA堆焊材料，其特征在于，所述耐磨相中烧结WC-Co硬质合金球形颗粒所占的重量百分比为30～80％，球形铸造碳化钨颗粒所占的重量百分比为20～70％。
3.根据权利要求2所述的钻具用PTA堆焊材料，其特征在于，所述耐磨相中烧结WC-Co硬质合金球形颗粒所占的重量百分比为50～65％，球形铸造碳化钨颗粒所占的重量百分比为35～50％。
4.根据权利要求1所述的钻具用PTA堆焊材料，其特征在于，所述烧结WC-Co硬质合金球形颗粒为30-100目的球形颗粒，其中钴含量的重量百分比为3.0～8.5％，余量为WC，其制备方法为：WC粉与钴粉按配比称量后混合球磨，所得混合粉干燥后制粒团球、过筛，再烧结、过筛得到。
5.根据权利要求1所述的钻具用PTA堆焊材料，其特征在于，所述球形铸造碳化钨颗粒大小为60-325目，其中碳的重量百分比为3.8～4.2％，余量为钨。
6.根据权利要求1所述的钻具用PTA堆焊材料，其特征在于，所述镍硅硼合金为粒度60～325目的合金粉，其中硅的重量百分比为2.0～5.0％，硼的重量百分比为1.0～4.0％，余量为镍。
7.一种权利要求1-6任一所述的钻具用PTA堆焊材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将所述烧结WC-Co硬质合金球形颗粒、球形铸造碳化钨颗粒和镍硅硼合金按配比称重后倒入三维混料机中进行机械混合，混合均匀即得到钻具用PTA堆焊材料。
CN201811317967.7A 2018-11-07 2018-11-07 一种钻具用pta堆焊材料及其制备方法 Active CN109434116B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811317967.7A CN109434116B (zh) 2018-11-07 2018-11-07 一种钻具用pta堆焊材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811317967.7A CN109434116B (zh) 2018-11-07 2018-11-07 一种钻具用pta堆焊材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109434116A CN109434116A (zh) 2019-03-08
CN109434116B true CN109434116B (zh) 2021-02-02

Family

ID=65550954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811317967.7A Active CN109434116B (zh) 2018-11-07 2018-11-07 一种钻具用pta堆焊材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109434116B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109694977B (zh) * 2019-01-15 2021-04-09 西迪技术股份有限公司 孕镶金刚石及其制备方法、孕镶钻头及其制备方法
CN110216397A (zh) * 2019-06-12 2019-09-10 自贡长城硬面材料有限公司 耐磨合金粉及其应用、耐磨焊层的制备方法
CN110349127B (zh) * 2019-06-20 2021-08-17 中国电子科技集团公司电子科学研究院 颗粒焊层的等效弹性模量的预测方法及装置
CN110385430B (zh) * 2019-08-21 2022-02-08 西迪技术股份有限公司 一种3d打印的粉体材料
CN111618481A (zh) * 2020-04-03 2020-09-04 杨传志 金属表面高耐磨复合焊层焊料与制备方法以及在金属零部件方面的应用
CN112831706B (zh) * 2020-07-28 2022-07-29 中石化江钻石油机械有限公司 一种钴基等离子粉末堆焊材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59118859A (ja) * 1982-12-27 1984-07-09 Teikoku Piston Ring Co Ltd 摺動部材
JPH03110075A (ja) * 1989-09-22 1991-05-10 Daido Steel Co Ltd 表面硬化用粉末肉盛溶接材の製造方法
CN100400218C (zh) * 2004-03-31 2008-07-09 江汉石油钻头股份有限公司 一种耐磨管状碳化钨焊条
CN100412218C (zh) * 2005-12-20 2008-08-20 江汉石油钻头股份有限公司 一种金刚石钻头胎体粉
CN103205749B (zh) * 2013-04-27 2016-05-18 上海海事大学 一种镍基球状碳化钨耐磨耐蚀涂层及其制备方法
CN103406689A (zh) * 2013-07-13 2013-11-27 北京工业大学 一种wc颗粒增强镍基mig耐磨堆焊药芯焊丝

Also Published As

Publication number Publication date
CN109434116A (zh) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109434116B (zh) 一种钻具用pta堆焊材料及其制备方法
US10737367B2 (en) Matrix tool bodies with erosion resistant and/or wear resistant matrix materials
US7807099B2 (en) Method for forming earth-boring tools comprising silicon carbide composite materials
CN102703790B (zh) 一种梯度钴含量烧结碳化钨合金材料
CN107338438A (zh) 一种滚刀刀圈的耐磨激光熔覆层及其制备方法
CN111676479B (zh) 耐磨铁基高速激光熔覆涂层材料及应用
US9358631B2 (en) Coarse hard-metal particle internal injection torch and associated compositions, systems, and methods
US20090283336A1 (en) Diamond impregnated bits and method of using and manufacturing the same
US8381845B2 (en) Infiltrated carbide matrix bodies using metallic flakes
GB2401114A (en) A double cemented carbide composite
Chen et al. Effect of basalt fiber on the thermal conductivity and wear resistance of sintered WC-based diamond composites
CN104264029B (zh) 一种用于耐磨钢的纳米复合耐磨合金及其制备工艺
Mao et al. Wear performance of the Fe-Ni-WC-based impregnated diamond bit with Mo2C-coated diamonds: Effect of the interface layer
CN109702188A (zh) 一种金刚石工具用铜基预合金粉添加剂及其制备方法
CN114559031B (zh) 高速激光熔覆合金粉末、其制备方法、涂层及应用
CN104498798B (zh) 滚压破岩钻齿涂层材料及金刚石-碳化钨硬质合金复合钻齿制备工艺
RU2753565C2 (ru) Буровое долото, способ изготовления корпуса бурового долота, композит с металлической матрицей и способ изготовления композита с металлической матрицей
US3128165A (en) Hard surfacing material
CN112831706B (zh) 一种钴基等离子粉末堆焊材料及其制备方法和应用
CN103203566A (zh) 耐磨带焊粉
US20240167124A1 (en) Copper-based alloy and metal matrix composite formed using same
CN107937787A (zh) 特粗晶粒硬质合金及其制备方法
CN202646358U (zh) 螺杆钻具用高效耐磨径向轴承
KR101284546B1 (ko) 인듐이 함유된 내마모성 복합재료 및 그 제조방법
RU2773177C2 (ru) Износостойкий слой

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191226

Address after: 100020 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Applicant after: China Petroleum Chemical Industry Group Co Ltd

Address before: 430223, No. 5, Chinese workers' garden, Temple Hill community, East Lake New Technology Development Zone, Wuhan, Hubei

Applicant before: Kingdream Sinopec Petroleum Machinery Co. Ltd.

Applicant before: SINOPEC OILFIELD EQUIPMENT CORPORATION

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant