一种扶正器耐磨带及其激光熔覆制备方法技术

本发明专利技术提供了一种扶正器耐磨带及其激光熔覆制备方法，以解决现有扶正器耐磨带在使用过程中容易造成硬质合金块脱落，无法提升扶正器的耐磨性能的技术问题；扶正器耐磨带包括形成于扶正器待熔覆表面的过渡层，以及形成于过渡层表面的耐磨带层；扶正器耐磨带的激光熔覆制备方法，包括通过激光熔覆工艺将过渡层合金粉末熔覆于扶正器待熔覆表面，形成扶正器的过渡层；通过激光熔覆工艺将耐磨带层粉末熔覆于过渡层远离扶正器的一面，形成扶正器的耐磨带层；本发明专利技术的扶正器耐磨带适用于石油、天然气，以及地质勘探等领域。以及地质勘探等领域。以及地质勘探等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种扶正器耐磨带及其激光熔覆制备方法


[0001]本专利技术涉及表面强化
，尤其涉及一种扶正器耐磨带及其激光熔覆制备方法。

技术介绍

[0002]扶正器是钻井工程中防止井斜、控制井眼轨迹的重要工具，适用于石油、天然气及地质勘探钻井过程中扶正钻具以增加钻头寿命、提高钻井速度和钻井质量。
[0003]现有扶正器大多采用在螺旋条上镶嵌一定数量的硬质合金块以增加表面的耐磨性，此时扶正器的磨损方向为轴向磨损，即扶正器和硬质合金块会同时受到磨损，当扶正器磨损到一定程度时，硬质合金块会产生脱落，导致硬质合金块对扶正器基体的保护程度大大减小，无法有效提升扶正器的耐磨性能，因而扶正器的使用寿命往往很短。因此，急需一种具有更高耐磨性能的扶正器耐磨带解决以上技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有扶正器耐磨带在使用过程中容易造成硬质合金块脱落，导致耐磨带层对扶正器基体的保护程度减小，无法有效提升扶正器的耐磨性能的技术问题，本专利技术提供了一种扶正器耐磨带及其激光熔覆制备方法，有鉴于此，本专利技术通过以下技术方案予以实现。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种扶正器耐磨带，包括形成于所述扶正器待熔覆表面的过渡层，以及形成于所述过渡层表面的耐磨带层；所述过渡层由过渡层合金粉末经激光熔覆工艺制备得到，所述耐磨带层由耐磨带层粉末经激光熔覆工艺制备得到。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的过渡层合金粉末通过激光熔覆工艺熔覆于扶正器待熔覆表面形成过渡层，耐磨带层粉末通过激光熔覆工艺熔覆于所述过渡层形成耐磨带层；过渡层的硬度要小于耐磨带层，由此，从扶正器待熔覆表面到耐磨带层的硬度是逐渐增大的，过渡层在扶正器待熔覆表面与耐磨带层之间起着硬度过渡的作用，从而避免了在扶正器待熔覆表面直接进行耐磨带层熔覆后，由于扶正器待熔覆表面和耐磨带层之间硬度变化过大，导致耐磨带层容易脱落的技术问题；本专利技术的过渡层和耐磨带层均使用激光熔覆工艺制备得到，使用激光熔覆工艺制得的熔覆层晶粒细小、结构致密、稀释率低，而且激光熔覆的热影响区域小，扶正器待熔覆表面不会产生变形，熔覆成品率高，同时，激光熔覆过程易实现自动化，形成的熔覆层厚度均匀，是一种精确度高、绿色环保的表面处理技术。
[0007]优选地，所述耐磨带层粉末包括过渡层合金粉末和陶瓷相碳化钨颗粒，所述耐磨带层粉末中，所述陶瓷相碳化钨颗粒占所述过渡层合金粉末重量的10wt％～40wt％。
[0008]优选地，所述过渡层合金粉末，以重量百分比计，包括：C为0.01～0.1％、Nb为3.5～3.9％、Cr为18～22％、Fe为2.0～3.1％、Sc为0.7～1.6％、Hf为0.7～1.6％，余量为Ni。
[0009]优选地，所述过渡层合金粉末的颗粒度为100～270目；和/或，所述陶瓷相碳化钨颗粒的粉末粒度为53～100μm的球形碳化钨。
[0010]优选地，所述耐磨带层的硬度大于61HRC；所述耐磨带层的熔覆厚度为1.2mm。
[0011]另一方面，本专利技术提供了一种扶正器耐磨带的激光熔覆制备方法，包括：
[0012]通过激光熔覆工艺将所述过渡层合金粉末熔覆于所述扶正器待熔覆表面，形成扶正器的过渡层；
[0013]通过激光熔覆工艺将所述耐磨带层粉末熔覆于过渡层远离所述扶正器的一面，形成扶正器的耐磨带层。
[0014]与现有技术相比，本专利技术提供的扶正器耐磨带的激光熔覆制备方法的有益效果，与上述扶正器耐磨带的有益效果相同，在此不再赘述。
[0015]优选地，所述通过激光熔覆工艺将所述过渡层合金粉末熔覆于所述扶正器待熔覆表面，形成扶正器的过渡层；包括：
[0016]在光斑直径为3.1mm、激光功率为3800W、扫描速度为20～25mm/s、送粉量为30～40g/min、保护气为15L/min、送粉气流量为6～7L/min、搭接量为50％的条件下，按照扫描路径规划，将所述过渡层合金粉末熔覆于所述扶正器正面，形成扶正器的过渡层。
[0017]优选地，所述通过激光熔覆工艺将所述耐磨带层粉末熔覆于过渡层远离所述扶正器的一面，形成扶正器的耐磨带层，包括：
[0018]在光斑直径为2.8mm、激光功率为3900W、扫描速度为30～35mm/s、送粉量为30～40g/min、保护气为15L/min、送粉气流量为6～7L/min、搭接量为50％的条件下，按照扫描路径规划，将所述耐磨带层粉末熔覆于过渡层远离所述扶正器的一面，形成扶正器的耐磨带层。
[0019]所述扫描路径规划包括设定熔覆方式为单向熔覆，以及所述过渡层与所述耐磨带层熔覆方式为菱形交叉错层熔覆。
[0020]优选地，所述通过激光熔覆工艺将所述过渡层合金粉末熔覆于所述扶正器待熔覆表面，形成扶正器的过渡层之前，还包括：
[0021]对扶正器待熔覆表面进行清洗和打磨，以去除所述扶正器待熔覆表面的油污和氧化层。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本专利技术实施方式提供的一种激光熔覆制备方法的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术实施方式提供的另一种激光熔覆制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扶正器耐磨带，其特征在于，包括形成于所述扶正器待熔覆表面的过渡层，以及形成于所述过渡层表面的耐磨带层；所述过渡层由过渡层合金粉末经激光熔覆工艺制备得到，所述耐磨带层由耐磨带层粉末经激光熔覆工艺制备得到。2.根据权利要求1所述扶正器耐磨带，其特征在于，所述耐磨带层粉末包括过渡层合金粉末和陶瓷相碳化钨颗粒，所述耐磨带层粉末中，所述陶瓷相碳化钨颗粒占所述过渡层合金粉末重量的10wt％～40wt％。3.根据权利要求1或2所述扶正器耐磨带，其特征在于，所述过渡层合金粉末，以重量百分比计，包括：C为0.01～0.1％、Nb为3.5～3.9％、Cr为18～22％、Fe为2.0～3.1％、Sc为0.7～1.6％、Hf为0.7～1.6％，余量为Ni。4.根据权利要求1所述扶正器耐磨带，其特征在于，所述过渡层合金粉末的颗粒度为100～270目；和/或，所述陶瓷相碳化钨颗粒的粉末粒度为30～80μm的球形碳化钨。5.根据权利要求1所述扶正器耐磨带，其特征在于，所述耐磨带层的硬度大于61HRC；所述耐磨带层的熔覆厚度为1.2mm。6.一种扶正器耐磨带的激光熔覆制备方法，应用于权利要求1～5任一项所述扶正器耐磨带，其特征在于，包括：通过激光熔覆工艺将所述过渡层合金粉末熔覆于所述扶正器待熔覆表面，形成扶正器的过渡层；通过激光熔覆工艺将所述耐磨带层粉末熔覆于过渡层远离所述扶正器的一面，形成扶正器的耐磨带层。7.根据权利要求6所述扶正器耐磨带的激光熔覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁双伟，齐欢，张专，胡佩宏，
申请(专利权)人：南京辉锐光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：