RU2009127643A - Твердосплавный материал для упрочнения буровых долот, используемых в абразивной истирающей среде, и способ их изготовления - Google Patents

Твердосплавный материал для упрочнения буровых долот, используемых в абразивной истирающей среде, и способ их изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2009127643A
RU2009127643A RU2009127643/02A RU2009127643A RU2009127643A RU 2009127643 A RU2009127643 A RU 2009127643A RU 2009127643/02 A RU2009127643/02 A RU 2009127643/02A RU 2009127643 A RU2009127643 A RU 2009127643A RU 2009127643 A RU2009127643 A RU 2009127643A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matrix
solid component
carbide
tungsten carbide
metal matrix
Prior art date
Application number
RU2009127643/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Джеймс Л. ОВЕРСТРИТ (US)
Джеймс Л. ОВЕРСТРИТ
Original Assignee
Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us)
Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
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 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us), Бейкер Хьюз Инкорпорейтед filed Critical Бейкер Хьюз Инкорпорейтед (Us)
Publication of RU2009127643A publication Critical patent/RU2009127643A/ru

Links

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
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/50—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of roller type
    • 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

Abstract

1. Материал твердосплавного упрочнения для использования в условиях интенсивного абразивного износа, сформированный на основе композита с металлической матрицей и включающий: ! матрицу, сформированную из более мягкого аморфного нанокомпозиционного стального сплава и имеющую твердость по меньшей мере 60 ед. по Роквеллу, и !компонент, имеющий более высокую твердость, чем матрица. ! 2. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором матрица составляет примерно от 20 до 90 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно от 10 до 80 мас.% от композита на основе металлической матрицы. ! 3. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором матрица составляет примерно 30 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно 70 мас.% от композита на основе металлической матрицы. ! 4. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором матрица составляет примерно 40 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно 60 мас.% от композита на основе металлической матрицы. ! 5. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент включает сферические зерна спеченного карбида вольфрама. ! 6. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент сформирован по меньшей мере из спеченного карбида вольфрама или литого карбида вольфрама. ! 7. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент сформирован по меньшей мере из сферических или дробленых частиц карбида вольфрама. ! 8. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент сформир

Claims (25)

1. Материал твердосплавного упрочнения для использования в условиях интенсивного абразивного износа, сформированный на основе композита с металлической матрицей и включающий:
матрицу, сформированную из более мягкого аморфного нанокомпозиционного стального сплава и имеющую твердость по меньшей мере 60 ед. по Роквеллу, и
компонент, имеющий более высокую твердость, чем матрица.
2. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором матрица составляет примерно от 20 до 90 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно от 10 до 80 мас.% от композита на основе металлической матрицы.
3. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором матрица составляет примерно 30 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно 70 мас.% от композита на основе металлической матрицы.
4. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором матрица составляет примерно 40 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно 60 мас.% от композита на основе металлической матрицы.
5. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент включает сферические зерна спеченного карбида вольфрама.
6. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент сформирован по меньшей мере из спеченного карбида вольфрама или литого карбида вольфрама.
7. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент сформирован по меньшей мере из сферических или дробленых частиц карбида вольфрама.
8. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент сформирован из по меньшей мере одного из материалов, включающих монокристаллический WC, макрокристаллический WC и поликристаллический WC.
9. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором твердый компонент включает сферические частицы литого карбида вольфрама.
10. Материал твердосплавного упрочнения по п.1, в котором частицы твердого компонента имеют размеры в интервале от -16 меш до +325 меш, а матрица имеет твердость по меньшей мере 65 ед. по Роквеллу.
11. Скважинный инструмент, включающий
корпус инструмента,
твердосплавное упрочнение на этом корпусе, для использования в условиях интенсивного абразивного износа, сформированное на основе композита с металлической матрицей и содержащее:
матрицу, сформированную из более мягкого аморфного нанокомпозиционного стального сплава, имеющего твердость по меньшей мере 60 ед. по Роквеллу, и
твердый компонент в этой матрице из более мягкого нанокомпозиционного стального сплава, имеющий более высокую твердость, чем у матрицы.
12. Скважинный инструмент по п.11, в котором матрица составляет примерно от 20 до 90 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно от 10 до 80 мас.% от композита на основе металлической матрицы.
13. Скважинный инструмент по п.11, корпус которого имеет калибрующие области, опоры и конические шарошки, закрепленные с возможностью вращения на опорах, где каждая из конических шарошек имеет отходящие от нее стальные зубья, и при этом твердосплавное упрочнение расположено на по меньшей мере одном из элементов, включающих калибрующие области, опоры и стальные зубья.
14. Скважинный инструмент по п.11, в котором матрица составляет примерно 40 мас.% от композита на основе металлической матрицы, а твердый компонент составляет примерно 60 мас.% от композита на основе металлической матрицы.
15. Скважинный инструмент по п.11, в котором твердый компонент включает сферические зерна спеченного карбида вольфрама.
16. Скважинный инструмент по п.11, в котором твердый компонент сформирован по меньшей мере из спеченного карбида вольфрама или литого карбида вольфрама.
17. Скважинный инструмент по п.16, в котором твердый компонент сформирован по меньшей мере из сферических или дробленых частиц карбида вольфрама.
18. Скважинный инструмент по п.16, в котором твердый компонент включает по меньшей мере один из материалов, включающих монокристаллический WC, макрокристаллический WC и поликристаллический WC.
19. Скважинный инструмент по п.11, в котором твердый компонент включает сферические частицы литого карбида вольфрама.
20. Скважинный инструмент по п.11, в котором частицы твердого компонента имеют размеры в интервале от -16 меш до +325 меш, а матрица имеет твердость по меньшей мере 65 ед. по Роквеллу.
21. Способ формирования бурового долота, при осуществлении которого:
а) подготавливают конические шарошки с выступающими из них стальными зубьями,
б) наносят на эти стальные зубья твердосплавное упрочнение для использования в условиях интенсивного абразивного износа, сформированное на основе композита с металлической матрицей и включающее матрицу, сформированную из более мягкого аморфного нанокомпозиционного стального сплава с твердостью по меньшей мере 60 ед. по Роквеллу, и твердый компонент в этой матрице из более мягкого нанокомпозиционного стального сплава, имеющий более высокую твердость, чем матрица, и
в) прикрепляют конические шарошки на корпус бурового долота с возможностью их вращения.
22. Способ по п.21, в котором при осуществлении шага (б) наносят твердосплавное упрочнение на стальные зубья, используя технологию наплавки, выбранную из группы, состоящей из импульсной плазменно-дуговой наплавки (ПДН), непрерывной ПДН, импульсной наплавки вольфрамовым электродом в инертном газе (МИГ), непрерывной МИГ наплавки, импульсной наплавки вольфрамовым электродом в инертном газе (ВИГ), непрерывной ВИГ наплавки и кислородно-ацетиленовой наплавки.
23. Способ по п.21, в котором обеспечивают матрицу, составляющую примерно от 20 до 90 мас.% от композита на основе металлической матрицы, и твердый компонент, составляющий примерно от 10 до 80 мас.% от композита на основе металлической матрицы.
24. Способ по п.21, в котором твердый компонент выбирают из группы, состоящей из спеченного карбида вольфрама, литого карбида вольфрама, сферических зерен из спеченного карбида вольфрама, сферических частиц карбида вольфрама, дробленого карбида вольфрама, монокристаллического WC, макрокристаллического WC и поликристаллического WC.
25. Способ по п.21, в котором используют твердый компонент, включающий сферический литой карбид вольфрама, и частицы твердого компонента имеют размеры в интервале от -16 меш до +325 меш, а матрица имеет твердость по меньшей мере 65 ед. по Роквеллу.
RU2009127643/02A 2006-12-21 2007-12-20 Твердосплавный материал для упрочнения буровых долот, используемых в абразивной истирающей среде, и способ их изготовления RU2009127643A (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87127006P 2006-12-21 2006-12-21
US60/871,270 2006-12-21
US11/954,909 US20080149397A1 (en) 2006-12-21 2007-12-12 System, method and apparatus for hardfacing composition for earth boring bits in highly abrasive wear conditions using metal matrix materials
US11/954,909 2007-12-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2009127643A true RU2009127643A (ru) 2011-01-27

Family

ID=39315115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009127643/02A RU2009127643A (ru) 2006-12-21 2007-12-20 Твердосплавный материал для упрочнения буровых долот, используемых в абразивной истирающей среде, и способ их изготовления

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080149397A1 (ru)
EP (1) EP2118329A1 (ru)
MX (1) MX2009006658A (ru)
RU (1) RU2009127643A (ru)
WO (1) WO2008079285A1 (ru)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080210473A1 (en) * 2006-11-14 2008-09-04 Smith International, Inc. Hybrid carbon nanotube reinforced composite bodies
US20080179104A1 (en) * 2006-11-14 2008-07-31 Smith International, Inc. Nano-reinforced wc-co for improved properties
US8252225B2 (en) 2009-03-04 2012-08-28 Baker Hughes Incorporated Methods of forming erosion-resistant composites, methods of using the same, and earth-boring tools utilizing the same in internal passageways
US7828089B2 (en) 2007-12-14 2010-11-09 Baker Hughes Incorporated Erosion resistant fluid passageways and flow tubes for earth-boring tools, methods of forming the same and earth-boring tools including the same
US8617289B2 (en) * 2008-08-12 2013-12-31 Smith International, Inc. Hardfacing compositions for earth boring tools
WO2010108178A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Smith International, Inc. Hardfacing compositions, methods of applying the hardfacing compositions, and tools using such hardfacing compositions
US8945720B2 (en) * 2009-08-06 2015-02-03 National Oilwell Varco, L.P. Hard composite with deformable constituent and method of applying to earth-engaging tool
CN102686762B (zh) * 2009-09-17 2014-03-12 思高博塔公司 确定用于热喷涂、堆焊、热喷涂后处理应用和铸造的合金的组合体和方法
US20110064963A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-17 Justin Lee Cheney Thermal spray processes and alloys for use in same
US8562760B2 (en) * 2009-09-17 2013-10-22 Scoperta, Inc. Compositions and methods for determining alloys for thermal spray, weld overlay, thermal spray post processing applications, and castings
BR112013002944A2 (pt) * 2010-08-13 2016-06-07 Baker Hughes Inc elementos de corte incluindo nanopartículas em pelo menos uma porção dos mesmos, ferramentas de sondagem incluindo tais elementos de corte, e métodos relacionados
SG189306A1 (en) * 2010-10-08 2013-05-31 Baker Hughes Inc Composite materials including nanoparticles, earth-boring tools and components including such composite materials, polycrystalline materials including nanoparticles, and related methods
US8997900B2 (en) 2010-12-15 2015-04-07 National Oilwell DHT, L.P. In-situ boron doped PDC element
WO2012129505A1 (en) 2011-03-23 2012-09-27 Scoperta, Inc. Fine grained ni-based alloys for resistance to stress corrosion cracking and methods for their design
AU2012362827B2 (en) 2011-12-30 2016-12-22 Scoperta, Inc. Coating compositions
DE102012102199A1 (de) 2012-03-15 2013-09-19 Maschinenfabrik Köppern GmbH & Co KG Presswalze
CA2887726A1 (en) 2012-10-11 2014-04-17 Scoperta, Inc. Non-magnetic metal alloy compositions and applications
WO2014143937A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Liquidmetal Coatings, Llc Fiber-containing composites
EP3055802B1 (en) 2013-10-10 2023-12-06 Oerlikon Metco (US) Inc. Methods of selecting material compositions and designing materials having a target property
CA2931842A1 (en) 2013-11-26 2015-06-04 Scoperta, Inc. Corrosion resistant hardfacing alloy
CN106661702B (zh) 2014-06-09 2019-06-04 斯克皮尔塔公司 抗开裂硬面堆焊合金
WO2016014851A1 (en) 2014-07-24 2016-01-28 Scoperta, Inc. Hardfacing alloys resistant to hot tearing and cracking
CA2956382A1 (en) 2014-07-24 2016-01-28 Scoperta, Inc. Impact resistant hardfacing and alloys and methods for making the same
JP7002169B2 (ja) 2014-12-16 2022-01-20 エリコン メテコ（ユーエス）インコーポレイテッド 靱性及び耐摩耗性を有する多重硬質相含有鉄合金
CN105033509B (zh) * 2015-07-03 2018-04-13 株洲金韦硬质合金有限公司 一种复合钨基管状焊条硬面材料的制备方法
WO2017040775A1 (en) 2015-09-04 2017-03-09 Scoperta, Inc. Chromium free and low-chromium wear resistant alloys
AU2016321163B2 (en) 2015-09-08 2022-03-10 Scoperta, Inc. Non-magnetic, strong carbide forming alloys for powder manufacture
EP3374536A4 (en) 2015-11-10 2019-03-20 Scoperta, Inc. TWO WIRE ARC FLOORING MATERIALS WITH CONTROLLED OXIDATION
EP3433393B1 (en) 2016-03-22 2021-10-13 Oerlikon Metco (US) Inc. Fully readable thermal spray coating
EP3870727A1 (en) 2018-10-26 2021-09-01 Oerlikon Metco (US) Inc. Corrosion and wear resistant nickel based alloys

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3800891A (en) * 1968-04-18 1974-04-02 Hughes Tool Co Hardfacing compositions and gage hardfacing on rolling cutter rock bits
US4268564A (en) * 1977-12-22 1981-05-19 Allied Chemical Corporation Strips of metallic glasses containing embedded particulate matter
SG52929A1 (en) * 1996-03-12 1998-09-28 Smith International Rock bit with hardfacing material incorporating spherical cast carbide particles
US6124564A (en) * 1998-01-23 2000-09-26 Smith International, Inc. Hardfacing compositions and hardfacing coatings formed by pulsed plasma-transferred arc
US6248149B1 (en) * 1999-05-11 2001-06-19 Baker Hughes Incorporated Hardfacing composition for earth-boring bits using macrocrystalline tungsten carbide and spherical cast carbide
WO2005072954A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-11 The Nanosteel Company Wear resistant materials
WO2006034054A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Belashchenko Vladimir E Deposition system, method and materials for composite coatings
US7553382B2 (en) * 2005-02-11 2009-06-30 The Nanosteel Company, Inc. Glass stability, glass forming ability, and microstructural refinement
CN101163849A (zh) * 2005-03-17 2008-04-16 贝克休斯公司 用于地层钻孔钻头的牙掌和锥体耐磨堆焊
EP1957745A1 (en) * 2005-11-15 2008-08-20 Baker Hughes Incorporated Hardfacing materials with highly conforming properties
EP2106455A4 (en) * 2006-10-18 2010-04-14 Nanosteel Co Inc PROTECTIVE COATING FOR COMPONENTS OF A CONCRETE FEEDING SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008079285A1 (en) 2008-07-03
EP2118329A1 (en) 2009-11-18
MX2009006658A (es) 2009-07-22
US20080149397A1 (en) 2008-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2009127643A (ru) Твердосплавный материал для упрочнения буровых долот, используемых в абразивной истирающей среде, и способ их изготовления
US6248149B1 (en) Hardfacing composition for earth-boring bits using macrocrystalline tungsten carbide and spherical cast carbide
US8388723B2 (en) Abrasive wear-resistant materials, methods for applying such materials to earth-boring tools, and methods of securing a cutting element to an earth-boring tool using such materials
US9506297B2 (en) Abrasive wear-resistant materials and earth-boring tools comprising such materials
CA2601196C (en) Bit leg and cone hardfacing for earth-boring bit
CA2422551A1 (en) Hardfacing for milled tooth drill bits
CA2664212C (en) Abrasive wear-resistant hardfacing materials, drill bits and drilling tools and including abrasive wear-resistant hardfacing materials, and methods for applying abrasive wear resistant hardfacing materials to drill bits and drilling tools
US20080073125A1 (en) Abrasive wear resistant hardfacing materials, drill bits and drilling tools including abrasive wear resistant hardfacing materials, and methods for applying abrasive wear resistant hardfacing materials to drill bits and drilling tools
CA2625521A1 (en) System, method, and apparatus for enhancing the durability of earth-boring bits with carbide materials
CN103621188B (zh) 粗大硬金属颗粒内注射焊枪以及相关的组合、系统和方法
WO2008042329B1 (en) Particle matrix composite drill bits with hardfacing and methods of manufacturing and repairing such drill bits using hardfacing materials
JP4860320B2 (ja) 耐摩耗粒子及び耐摩耗構造部材
CA2410122A1 (en) Hardfacing composition for rock bits
RU2167262C2 (ru) Наплавка твердым сплавом с покрытыми алмазными частицами (варианты), присадочный пруток для наплавки твердым сплавом, способ наплавки твердым сплавом (варианты), коническое шарошечное долото для вращательного бурения (варианты), коническая шарошка
GB2450611A (en) Hardfacing composition with ALD layer on abrasive particles
JP2013529250A (ja) 硬質表面構造およびそれを含む本体
RU98104065A (ru) Наплавка твердым сплавом с покрытыми алмазными частицами
US20100038145A1 (en) Hardfacing compositions for earth boring tools
WO2010088233A4 (en) Earth boring tools and bodies of such tools including nozzle recesses, and methods of forming same
EP2215279A1 (en) Hardfacing containing fullerenes for subterranean tools and methods of making
US20080236333A1 (en) Hardfacing Composition And Article Having Hardfacing Deposit
CN101595233A (zh) 硬面堆焊用于磨损环境的钻地钻头的硬面堆焊材料及其制备方法
RU2658688C2 (ru) Способ нанесения состава для поверхностного упрочнения на поверхность бурового инструмента
US20020134588A1 (en) Hardsurfacing/hardfacing pertaining primarly to the horizontal directional drilling (HDD) industry utilizing technogenia
CN1137433A (zh) 耐磨堆焊管状焊丝

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20101221