CN1590576A - 稀土镍铬合金粉末材料及其制备方法 - Google Patents

稀土镍铬合金粉末材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

稀土镍铬合金粉末材料，其目的是提高工件的耐磨性能，简化生产工艺，降低生产成本，按重量百分比计量其成分为：Re0.5∽3.5％，50∽60％，Cr18∽30％，B2.0∽5.0％，Si2.0∽5.0％，C0.2∽1.2，Fe≤15％，杂质≤1％；按上述的成分进行配料，将配好的原材料加热装置中熔化，待温度升至1400～1500℃时加入硅铁，然后再加入脱氧、排气、清渣剂，充分搅拌净化合金液，然后耙渣，用钟罩压入混合稀土，温度升至1500℃左右时静止3～5分钟后出炉，将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成100～350目粉末。

Description

稀土镍铬合金粉末材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及稀土合金粉末材料及其制备方法，用于石油钻采设备零部件的喷焊。
背景技术
目前石油钻采设备零件缸套、阀体、阀座、钻杆耐磨环、钻杆钳牙板等零件采用100V、高铬铸铁、高碳高铬铸铁、20CrMo等耐磨合金材料整体铸造成型，通过一次退火或正火和二次淬火处理使硬度达到HRC≥56，这种传统材料和加工工艺，过程复杂，生产周期长，废品率高，成本大，并且材料的韧性差，在制造加工和使用过程中经常发生裂纹和脆断现象，工件达不到持久寿命之目的，直接影响石油钻井作业。
发明内容
本发明的目的是提高工件的耐磨性能，简化生产工艺，降低生产成本。
稀土镍铬合金粉末材料，按重量百分比计量其成分为：Re0.5∽3.5％，50∽60％，Cr18∽30％，B2.0∽5.0％，Si2.0∽5.0％，C0.2∽1.2，Fe≤15％，杂质≤1％；上述稀土镍铬合金粉末材料的制备方法的为：按上述合金成分进行配料，将配好的原材料加热装置中熔化，待温度升至1400～1500℃时加入硅铁，然后再加入脱氧、排气、清渣剂，充分搅拌净化合金液，然后耙渣，用钟罩压入混合稀土，温度升至1500℃左右时静止3～5分钟后出炉，将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成100～350目粉末。
本发明的有益效果为：其成分中的镍和铬能提高合金材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀能力，镍基合金中熔入金属铬能提高合金的抗氧化性能、硬度和耐磨性能，形成镍铬固溶体(NiCr)，铬还能和硼、碳形成硼铬化合物(Cr2B、CrB)和碳铬化合物(Cr7C3、Cr23C6)提高合金硬度；加入混合稀土可净化合金、细化晶粒、强化镍铬固溶体，提高合金的耐磨性能；硼和硅能使材料在熔焊过程中形成新质点，增强耐磨性能，并具有自动脱氧和返渣能力。其铸态硬度高，不需要任何热处理工艺过程，可直接在工件表面喷焊使用。发明应用于泥浆泵缸套、阀体、阀座等零件后，可省去传统的整体铸造和二次镶装工艺，制造的零件不需要热处理工序，直接铸态使用，优化了制造加工工艺，缩短了制造周期，降低了制造成本。由于优良的机械性能和实用性能，制造的泥浆泵缸套使用寿命达到1000小时以上。
具体实现方式
按重量百分比计量，本发明的成分为：Re0.5∽3.5％，50∽60％，Cr18∽30％，B2.0∽5.0％，Si2.0∽5.0％，C0.2∽1.2，Fe≤15％，杂质≤1％。
按上述合金成分进行配料，将配好的原材料纯镍板、金属铬、硼铁、纯铁、碳粒等一次性装入中频电炉中熔化，待温度升至1400～1500℃时加入硅铁后再加入脱氧、排气、清渣剂，充分搅拌净化合金液，然后耙渣，用钟罩压入混合稀土，之后温度升至1 500℃左右时静止3～5分钟取样分析，合格后出炉，将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成100～350目粉末，然后，筛选分类、储存。将制备合格的稀土镍铬合金粉末再采用喷焊工艺在工件表面熔焊0.5～3mm厚的抗磨、防腐层，并和基材牢固地熔为一体，经过加工磨削完成工件。

Claims (2)

1、稀土镍铬合金粉末材料，其特征在于按重量百分比计量其成分为：Re0.5∽3.5％，50∽60％，Cr18∽30％，B2.0∽5.0％，Si2.0∽5.0％，C0.2∽1.2，Fe≤15％，杂质≤1％；
2、稀土镍铬合金粉末材料的制备方法，其特征在于按权利要求1所述的合金成分进行配料，将配好的原材料加热装置中熔化，待温度升至1400～1500℃时加入硅铁，然后再加入脱氧、排气、清渣剂，充分搅拌净化合金液，然后耙渣，用钟罩压入混合稀土，温度升至1500℃左右时静止3～5分钟后出炉，将合金液注入制粉设备中，在惰性气体保护下气雾化合金，把液态合金制备成100～350目粉末。
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