CN113278964A - 一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法 - Google Patents
一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113278964A CN113278964A CN202110488944.8A CN202110488944A CN113278964A CN 113278964 A CN113278964 A CN 113278964A CN 202110488944 A CN202110488944 A CN 202110488944A CN 113278964 A CN113278964 A CN 113278964A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wear
- cladding
- resistant layer
- layer
- titanium alloy
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 56
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910009043 WC-Co Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 claims description 4
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 19
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- -1 heat affected zone Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
- C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法，属于激光增材制造领域。本发明以包覆型WC‑Co金属基陶瓷复合粉末作为熔覆材料，以钛合金为基体，利用同步送粉激光熔覆法制备；包覆型WC‑Co金属基陶瓷复合粉末呈球体状，Co包覆在WC外。将所述包覆型WC‑Co金属基陶瓷复合粉末作为熔覆材料置于送粉器内，利用同步送粉方式在钛合金基体上进行搭接扫描熔覆，得到具有耐磨层的钛合金。本发明的带耐磨层的钛合金的制备方法，具有高能量密度的激光束使得基体表层与熔覆材料同时融化，并快速凝固形成耐磨性优异的熔覆层。
Description
技术领域
本发明属于激光增材制造领域，尤其是一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法。
背景技术
钛合金具有低密度、高比强度、高比刚度、耐腐蚀性的优异性能，因而将钛合金作为石油钻杆基材吸引了社会的广泛关注。然而，钛合金在实际使用中也存在缺点，比如钛合金硬度较低，通常为360Hv左右、摩擦系数高、高温易氧化等。在石油开采工作中，石油钻杆在整个钻井周期中大部分时间都在环境苛刻，受力复杂的恶劣工况下工作，加之石油钻杆长时间旋转、频繁起下，极易发生磨损失效问题，所以如何提高钛合金的耐磨性是目前亟待解决的问题。
激光熔覆技术是根据同步送粉或预置法将熔覆材料添加在基材表面，在高能密度激光束的作用下融化，并在急冷作用下迅速凝固，从而实现与基材的冶金结合。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种油田钻杆表面耐磨层的制备方法，以包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末作为熔覆材料，以钛合金为基体，利用同步送粉激光熔覆法制备；
包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末呈球体状，Co包覆在WC外。
进一步的，具体操作为：
将所述包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末作为熔覆材料置于送粉器内，利用同步送粉方式在钛合金基体上进行搭接扫描熔覆，得到具有耐磨层的钛合金；
在所述包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末中，WC的重量百分比为70wt％～90wt％，余量为Co和不可避免的杂质。
进一步的，所述钛合金基体依次经SiC砂纸打磨、超声清洗和自然风干。
进一步的，所述钛合金基体依次经200#、400#、600#、800#SiC砂纸打磨。
进一步的，熔覆过程全程在充满氩气保护的真空箱内进行。
进一步的，进行扫描熔覆的激光参数如下：
激光功率为900～3500W，扫描速度为4～12mm/s，光斑直径为1.5～3.2mm，搭接率为35％以上，同步送粉量为20g/min。
一种油田钻杆表面耐磨层，由本发明的制备方法制备得到。
进一步的，耐磨层中包括弥散分布的TiC和COTi2。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的油田钻杆表面耐磨层的制备方法，与其他表面改性技术相比，物理/化学气相沉积得到的涂层结构性能优良，但是对基体自身影响较大、热喷涂得到性能较好的涂层，但是涂层与基体结合不够牢固。与传统表面改性技术相比，激光熔覆技术应用到表面处理上，无论从精度和质量上都具有显著的优势。采用激光技术熔覆陶瓷颗粒增强的复合材料涂层是提高钛合金表面耐磨性能有效途径，在激光熔覆过程中，具有高能量密度的激光束使得基体表层与熔覆材料同时融化，快速凝固形成耐磨性优异的熔覆层。
本发明的油田钻杆表面耐磨层，耐磨层与钛合金基体为冶金结合，耐磨层组织致密，无裂纹及宏观孔洞的存在。此外，耐磨层平均硬度约为1200Hv0.5，大约为钛合金基体(～360Hv0.5)的4倍；耐磨层相组成主要包括：WC、TiC、W2C、COTi2，由于熔覆层在激光熔覆过程中生成TiC及COTi2硬质相，具有弥散强化以及细晶强化的特点，均匀分布于熔覆层中，提高了基体的耐磨性。
附图说明
图1为包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末的表征数据，其中，图1(a)为包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末的SEM图，图1(b)为包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末的XRD图；
图2为实施例1的耐磨层的表征数据，其中，图2(a)为OM金相组织图谱，图2(b)为SEM图；
图3为实施例2所得到的油田钻杆表面耐磨层截面的SEM图；
图4为实施例3所得到的油田钻杆表面耐磨层截面的SEM图；
图5为实施例1、2、3所得到的耐磨层硬度分布图；
图6为实施例1、2、3动载磨料摩擦磨损试验磨损量分布图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
WC硬质合金具有优良的综合力学性能，其抗弯强度可达4000MPa以上，硬度可高达93HRA"。然而，WC硬质合金的断裂韧性较差，在复变应力条件下易产生裂纹，但是Co粉末作为粘结相加入WC粉末中能够有效改善WC颗粒表面润湿性，本发明以包覆型WC-Co粉末形式加入到熔池中更有效地与基体冶金结合。因此，以WC-Co粉末作为熔覆材料在钛合金基体通过高能激光作用获得熔覆层，将陶瓷相的高硬度、高强度、耐磨、耐蚀性和金属良好的塑、韧性以及对所强化金属基材的润湿性两者相结合，从而改善石油钻井系统钻杆的耐磨性，提高钻杆服役寿命具有非常重要的现实意义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
将钛合金基体依次用200#、400#、600#、800#SiC砂纸打磨直至表面光滑，用脱脂棉蘸取丙酮擦拭钛合金基体表面，去除表面油污，超声清洗后自然风干。
称取500g包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末，置于80℃真空干燥箱内烘干6小时，作为熔覆材料；其中，包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末中WC的重量百分比70wt％，其余为余量为Co和不可避免的杂质；
在熔覆前预先将钛合金基体置于激光熔覆工作台上，同时将熔覆材料置于送粉器内，采用同步送粉方式，具体的激光参数如下：激光功率为900W，扫描速度为4mm/s，光斑直径为1.5mm，脉宽7ms，频率为15Hz，搭接率为40％，送粉率为20mg/min。熔覆过程全程在氩气气氛中进行，以减少熔覆层中气泡的产生和杂质的出现，保护气流量为15L/min。随着激光熔覆工作台的移动在基体表面形成熔池，室温下冷却凝固形成高硬度、高耐磨的涂层。
参见图1，图1(a)为包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末的SEM图，可以发现，包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末在电镜下近似呈现球形，Co元素包覆在WC表层；图1(b)为包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末的XRD图谱，可以看到，该粉末包含WC相和Co相，没有出现其他相。此外，由于WC峰强烈掩盖了Co峰，所以Co所对应的衍射峰强度均很小。在熔覆过程中，粉末外层Co相作为粘结相在熔覆过程中先于WC熔化，促使基体与熔覆层冶金结合，避免在严苛工作环境中熔覆层掉落而提高钛合金构件的服役寿命。
实施例1的测试表征
将熔覆过后的材料沿着与扫描方向垂直的方向切开，从上至下把材料分为三层：熔覆层、热影响区、基体。采用电火花线切割机沿涂层横截面制备金相试样，制备好的金相试样用murakami溶液蚀刻15s。用金相显微镜观察截面微观结构，采用扫描电子显微镜和自带的能谱分析仪观察金相试样显微组织，观察复合涂层在不同区域的显微组织并测试典型组织的元素含量。如图2(a)所示为实施例1所得到的熔覆层OM金相组织。由于大量的热输入，一部分WC失碳形成W2C，在激光熔覆过程熔池对流作用下，元素发生互扩散，游离的C原子在熔池中与来自于基体的Ti原子结合形成TiC,游离的Co原子在熔池中与来自于基体的Ti原子结合形成CoTi2。图2(a)中，明亮的区域为W2C和WC固溶体，黑色区域主要为CoTi2，灰色区域为TiC。如图2(b)所示，熔覆后的材料主要分为三个明显的区域，从上至下依次为熔覆层、热影响区、基体。基体和熔覆层之间的界面处形成了良好的冶金结合，未熔的WC颗粒在复合涂层中均匀分布，且没有颗粒聚集沉底的现象，涂层未出现气孔、裂纹等缺陷。
实施例2
将钛合金基体依次用200#、400#、600#、800#SiC砂纸打磨直至表面光滑，用脱脂棉蘸取丙酮擦拭钛合金基体表面，去除表面油污，超声清洗后自然风干。
称取500g包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末，置于80℃真空干燥箱内烘干6小时，作为熔覆材料；其中，包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末中WC的重量百分比70wt％，其余为余量为Co和不可避免的杂质。
在熔覆前预先将钛合金基体置于激光熔覆工作台上，同时将熔覆材料置于送粉器内，采用同步送粉方式，具体的激光参数如下：激光功率为2500W，扫描速度为4mm/s，光斑直径为1.5mm，脉宽7ms，频率为15Hz，搭接率为40％，送粉率为20mg/min。熔覆过程全程在氩气气氛中进行，保护气流量为15L/min。随着激光熔覆工作台的移动在基体表面形成熔池，室温下冷却凝固形成高硬度、高耐磨的涂层。
参见图3，图3为实施例2所得到的带有耐磨带的钛合金的截面的SEM图，可以看到，熔覆层与基体同样为无界面物理冶金结合，但是在热影响区出现微裂纹和数量非常少的气孔。与实施例1相比，未熔WC数量显著减少，说明激光功率的增大导致形成了更大的热输入，更多的WC颗粒在熔池里分解成W原子和C原子，导致产生更多的次生W2C且通过原位反应生成更多的TiC。
实施例3
将钛合金基体依次用200#、400#、600#、800#SiC砂纸打磨直至表面光滑，用脱脂棉蘸取丙酮擦拭钛合金基体表面，去除表面油污，超声清洗后自然风干。
称取500g包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末，置于80℃真空干燥箱内烘干6小时，作为熔覆材料；其中，包覆型WC-Co陶瓷基金属复合粉末中WC的重量百分比70wt％，其余为余量为Co和不可避免的杂质。
在熔覆前预先将钛合金基体置于激光熔覆工作台上，同时将熔覆材料置于送粉器内，采用同步送粉方式，具体的激光参数如下：激光功率为3500W，扫描速度为4mm/s，光斑直径为1.5mm，脉宽7ms，频率为15Hz，搭接率为40％，送粉率为20mg/min。熔覆过程全程在氩气气氛中进行，保护气流量为15L/min。随着激光熔覆工作台的移动在基体表面形成熔池，室温下冷却凝固形成高硬度、高耐磨的涂层。
参见图4，图4为实施例3所得到的带有耐磨带的钛合金的截面的SEM图，可以看到随激光功率增大，未熔WC颗粒数量减小，并且颗粒尺寸减小，组织更加的致密。但是随功率的增大，涂层出现更多的缺陷，在涂层底部出现较大的气孔。此外，激光涂层的形貌在很大程度上取决于激光功率。未熔化的WC抑制晶粒的长大，粗大的柱状晶在遇到WC后停止生长，在WC周围生成细小的等轴晶。
采用显微硬度测试仪对涂层横截面的显微硬度进行测试，为了减少偶然误差，距涂层表面同一高度的硬度测试至少测试3个位置并求取平均值。在动载磨料摩擦磨损试验上测量熔覆层的磨损量，在试验前经超声清洗后在电子天平上称重，经摩擦磨损试验后再次清洗称重，记录每隔一分钟的磨损情况，对比称重差值得到磨损量并制图。
参见图5，图5为实施例1、2、3的熔覆层硬度分布图，显微硬度主要存在三个不同区域，平均硬度较高的为熔覆区，热影响区硬度平稳下降，直到平均显微硬度约为360Hv的钛合金基体。显微硬度的大体变化趋势为随着与表面距离的增加，硬度逐渐下降，在熔覆层到基体的过渡区，硬度呈线性平滑下降，这也是熔覆层质量的关键，避免了因硬度骤降，变化过大而引起的结合部位裂纹的产生。
参见图6，图6为实施例1、2、3动载磨料摩擦磨损试验磨损量分布图，在前12分钟内，不同功率的磨损量近似相同，在12分钟后，不同功率的磨损量之间有大的差距。可以看到，功率越大，磨损量越小，耐磨性能越高。这主要由于W、WC、TiC以及CoTi2均匀分布在固溶体基体上，起到了弥散强化的作用。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种油田钻杆表面耐磨层的制备方法，其特征在于，以包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末作为熔覆材料，以钛合金的油田钻杆为基体，利用同步送粉激光熔覆法制备；
包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末呈球体状，Co包覆在WC外。
2.根据权利要求1所述的油田钻杆表面耐磨层的制备方法，其特征在于，具体操作为：
将所述包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末作为熔覆材料置于送粉器内，利用同步送粉方式在钛合金基体上进行搭接扫描熔覆，得到具有耐磨层的钛合金；
在所述包覆型WC-Co金属基陶瓷复合粉末中，WC的重量百分比为70wt％～90wt％，余量为Co和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的油田钻杆表面耐磨层的制备方法，其特征在于，所述基体依次经SiC砂纸打磨、超声清洗和自然风干。
4.根据权利要求3所述的油田钻杆表面耐磨层的制备方法，其特征在于，所述基体依次经200#、400#、600#、800#SiC砂纸打磨。
5.根据权利要求2所述的油田钻杆表面耐磨层的制备方法，其特征在于，熔覆过程全程在充满氩气保护的真空箱内进行。
6.根据权利要求5所述的油田钻杆表面耐磨层的制备方法，其特征在于，进行扫描熔覆的激光参数如下：
激光功率为900～3500W，扫描速度为4～12mm/s，光斑直径为1.5～3.2mm，搭接率为35％以上，同步送粉量为20g/min。
7.一种油田钻杆表面耐磨层，其特征在于，根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到。
8.根据权利要求7所述的油田钻杆表面耐磨层，其特征在于，耐磨层由基体表层与熔覆材料融化后经快速凝固而形成；
所述耐磨层中弥散分布有TiC和COTi2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110488944.8A CN113278964A (zh) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110488944.8A CN113278964A (zh) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113278964A true CN113278964A (zh) | 2021-08-20 |
Family
ID=77277919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110488944.8A Pending CN113278964A (zh) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113278964A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114411143A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-04-29 | 大唐水电科学技术研究院有限公司 | 一种修补和防护冲击式水轮机喷嘴空蚀和泥沙磨损的方法 |
| CN116037957A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-05-02 | 恒普(宁波)激光科技有限公司 | 一种截齿激光熔覆增材的方法 |
| CN116265608A (zh) * | 2021-12-16 | 2023-06-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种钛合金钻杆接头高强耐磨带及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103628056A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-12 | 山东建筑大学 | 用于ta15钛合金表面激光熔覆的材料及激光熔覆方法 |
| CN109989061A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-09 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种激光3d打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法 |
| CN110846651A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-28 | 山东农业工程学院 | 一种陶瓷增强的钴基熔覆材料、涂层及其制备方法 |
-
2021
- 2021-04-28 CN CN202110488944.8A patent/CN113278964A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103628056A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-12 | 山东建筑大学 | 用于ta15钛合金表面激光熔覆的材料及激光熔覆方法 |
| CN109989061A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-09 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种激光3d打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法 |
| CN110846651A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-28 | 山东农业工程学院 | 一种陶瓷增强的钴基熔覆材料、涂层及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 唐洋洋等: "激光熔覆对钛合金性能的影响", 《特种铸造及有色合金》 * |
| 许苗苗: "钛及钛合金表面激光熔覆WC-Co复合涂层的组织及性能研究", 《工程科技Ⅰ辑》 * |
| 陈华等: "激光熔覆 WC-Co 系合金层", 《吉林工学院学报(自然科学版)》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114411143A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-04-29 | 大唐水电科学技术研究院有限公司 | 一种修补和防护冲击式水轮机喷嘴空蚀和泥沙磨损的方法 |
| CN116265608A (zh) * | 2021-12-16 | 2023-06-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种钛合金钻杆接头高强耐磨带及其制备方法 |
| CN116037957A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-05-02 | 恒普(宁波)激光科技有限公司 | 一种截齿激光熔覆增材的方法 |
| CN116037957B (zh) * | 2022-11-21 | 2023-09-26 | 恒普(宁波)激光科技有限公司 | 一种截齿激光熔覆增材的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113278964A (zh) | 一种油田钻杆表面耐磨层及其制备方法 | |
| US5232469A (en) | Multi-layer metal coated diamond abrasives with an electrolessly deposited metal layer | |
| US5250086A (en) | Multi-layer metal coated diamond abrasives for sintered metal bonded tools | |
| US8846207B2 (en) | Wear part with hard facing | |
| US20020095875A1 (en) | Abrasive diamond composite and method of making thereof | |
| CN108611636A (zh) | 一种耐磨耐腐蚀复合涂层的制备方法 | |
| CN113061796B (zh) | 一种铝合金表面铁基陶瓷复合材料、涂层及其制备方法 | |
| CN109694977A (zh) | 一种孕镶金刚石的制备方法和孕镶金刚石、孕镶钻头的制备方法和孕镶钻头 | |
| Aramian et al. | A review on the microstructure and properties of TiC and Ti (C, N) based cermets | |
| Zhang et al. | Effects of TiB2+ TiC content on microstructure and wear resistance of Ni55-based composite coatings produced by plasma cladding | |
| Arun et al. | Synthesis of electrical discharge metal matrix composite coating through compacted semi-sintered electrode and its tribological studies | |
| CN107557782A (zh) | 钛合金表面激光原位合成TiBx‑TiN/Ti3Al复合涂层及制备方法 | |
| Li et al. | Preparation and performance of resin-bonded grinding wheel with braze-coated diamond grits | |
| CN109913868A (zh) | 一种孔阵列钢表面复合涂层及其制备方法 | |
| Chen et al. | Microstructure and tribological properties of laser-cladded TiCx/TiAl composite coatings on TC4 alloy | |
| JP4653922B2 (ja) | ダイアモンドまたはダイアモンド含有材料で構成されている基質に被膜を付着させる方法 | |
| CN114134426B (zh) | 一种铁基激光熔覆层粉末及铁基熔覆层的制备方法 | |
| Wu et al. | Wear behavior of metal bond diamond composite with hollow spherical silica particles as pore former | |
| CN115584425A (zh) | 一种高硬度高耐磨的高熵合金涂层及其制备方法 | |
| Yang et al. | Influence of molybdenum on the microstructure and mechanical properties of TiC-TiB 2 reinforced metal matrix composite coatings | |
| US20130260172A1 (en) | Coated titanium alloy surfaces | |
| RU2679807C1 (ru) | Алмазный инструмент на теплопроводной металлической связке | |
| Guan et al. | Effect of SiC addition on the microstructures and wear resistance of ZrB2-ZrC reinforced Ni-based composite coatings | |
| Chen et al. | Spray deposition of FeCrNiMn and high carbon steel coatings by thermite reaction | |
| CN108213429A (zh) | 一种激光熔化沉积不锈钢基复合材料所用粉料及制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210820 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |