【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高熵合金，具体涉及一种高熵合金涂层材料、其制备方法以及应用。
技术介绍
1、随着能源需求持续增加,油气资源的不断勘探开发导致浅层油气资源逐渐枯竭,油气资源开采重心已由浅层油气井向深井、超深井发展。并且随着井深的不断增加,开采井的环境也愈加恶劣。油井管地下深度可达到8000-10000m，地下温度也可达到100℃-300℃，并且还要承受地面复杂多变的载荷。
2、而由于13cr油井管内壁无涂层材料的防护，在原油中含有的有机盐、无机盐、硫化氢以及二氧化碳等情况下，会对13cr油井管内部产生不同程度的腐蚀。油气中夹杂的砂粒等，也会对油井管内部造成冲刷，影响13cr油井管的使用寿命。并且13cr油井管在使用过程中还因沥青质沉积、结蜡、结垢、地层出砂和结盐等现象的发生，还会使13cr油井管易产生堵塞。
技术实现思路
1、基于上述
技术介绍
中提到的问题，本专利技术提供了一种高熵合金涂层材料、其制备方法以及应用，用于解决由于13cr油井管内壁无涂层材料的防护，使得13cr油井管内部会产生不同程度的腐蚀、砂粒冲刷，进而影响13cr油井管的使用寿命，且在使用过程中由于沥青质沉积、结蜡、结垢、地层出砂和结盐等现象的发生，会使13cr油井管易产生堵塞的问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种高熵合金涂层材料，该高熵合金涂层材料由alcrticumo粉末、纳米sio2以及碳纳米管组成，其中alcrticumo粉末80-90wt％，纳米sio210-
4、进一步，所述alcrticumo粉末86wt％，纳米sio213.3wt％，碳纳米管0.7wt％。
5、进一步，所述alcrticumo粉末中合金成分为al:20-25wt％，cr:20-23wt％，ti:21-25wt％，cu：15-20wt％，mo：15-20wt％。
6、进一步，所述alcrticumo粉末中合金成分为al:23wt％，cr:22wt％，ti:23wt％，cu：17wt％，mo：15wt％。
7、进一步，所述alcrticumo粉末中al、cr、ti、cu、mo为球形粉末，纯度≥99％，粒径为45～105um；纳米sio2为300nm球形纳米sio2。
8、一种高熵合金涂层材料的制备方法，
9、包括如下步骤：
10、s1：将al、cr、ti、cu、mo的锭块放入真空熔炉，打开雾化装置、气体供应系统、冷却系统、粉末收集装置等，采用真空氩雾化法制备出alcrticumo粉末，筛选出45-105微米的粉末；
11、s2:将alcrticumo粉末、纳米sio2以及碳纳米管，按照alcrticumo粉末80-90wt％，纳米sio210-20wt％，碳纳米管0.1-1wt％进行称量；
12、将碳纳米管进行分散处理，称量后加入无水乙醇，进行超声波分散；
13、将alcrticumo粉末和纳米sio2的混合粉末加入碳纳米管分散液中，并在常温下磁力搅拌混合，将三种混合粉末放入球磨机进行球磨；
14、s3:将混合后的alcrticumo粉末、纳米sio2粉末和碳纳米管混合粉末放入真空烘干机进行烘干。
15、进一步，所述步骤s2中，超声波分散时间为1-2小时；磁力搅拌参数设置为：搅拌时间30-50min，转速为300-500r/min；球磨机参数设置为：转速200-300r/min，球磨时间1-2h，研磨球和物料的质量比为3：1；所述步骤s3中，真空烘干机的烘干参数设置为烘干时间2-3小时，烘干温度60-100℃。
16、一种高熵合金涂层材料的应用，将该高熵合金涂层材料激光熔覆在13cr油井管上。
17、进一步，包括如下步骤：
18、l1：对13cr油井管内表面进行预处理：先用砂纸对13cr油井管内表面进行打磨，然后用酒精和丙酮进行清洗，去除表面氧化膜和油污，最后对其进行喷砂处理；处理干净后使用电阻加热器对13cr油井管进行预热处理；
19、l2：激光熔覆：将烘干的高熵合金粉末装入送粉器，随后依次打开激光熔覆的机器人、激光器和送粉器，开始激光熔覆；
20、l3：激光重熔：激光熔覆后，再对其进行激光熔覆。
21、进一步，所述步骤l2中，激光器采用激光机器人，激光熔覆方法采用同轴送粉的方式；激光熔覆参数设置为：激光功率采用2000w，扫描速度3mm/min，光斑直径3mm，送粉速度20g/min，搭接率30％；进行单层熔覆，熔覆层厚度0.5mm；激光熔覆过程中无需通入保护性气体；所述步骤l3中，激光重熔参数设置为1500w的激光功率，2mm/min的扫描速度。
22、本专利技术的有益效果：
23、1、本专利技术采用alcrticumo粉末，经过激光熔覆后在13cr油井管内壁后，使13cr油井管具有高的强度、耐磨、耐腐性能，并且可以形成致密的氧化膜进一步提高耐腐蚀性能。
24、2、本专利技术在alcrticumo粉末的基础上加入纳米sio2，可起到陶瓷增强相的作用，并促进氧化膜的形成，增加涂层的紧实性和密度；加入碳纳米管，利用碳纳米管的优异的力学性能和导热性能进一步改善涂层性能，减轻或分散热应力，提高热稳定性和耐久性并起到界面强化作用。
25、3、本专利技术将alcrticumo粉末、纳米sio2、以及碳纳米管等三种粉末经过激光熔覆后，可增加涂层的硬度、耐磨、耐腐蚀性能，并形成更均匀致密的玻璃状涂层；玻璃状涂层具有高的硬度、良好的耐磨耐腐蚀性能，并且表面具有优异的平滑性可减少摩擦和颗粒附着，减少管内堵塞情况的发生。
26、4、本专利技术采用真空氩雾化法制作的alcrticumo粉末，制得的粉体颗粒尺寸均匀度高、粉末的粒度分布更加窄、颗粒形状也更加规则、.粉体可控性好、粉体纯度高。
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1.一种高熵合金涂层材料，其特征在于：该高熵合金涂层材料由AlCrTiCuMo粉末、纳米SiO2以及碳纳米管组成，其中AlCrTiCuMo粉末80-90wt％，纳米SiO210-20wt％，碳纳米管0.1-1wt％。
2.根据权利要求1所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述AlCrTiCuMo粉末86wt％，纳米SiO213.3wt％，碳纳米管0.7wt％。
3.根据权利要求1或2所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述AlCrTiCuMo粉末中合金成分为Al:20-25wt％，Cr:20-23wt％，Ti:21-25wt％，Cu:15-20wt％，Mo:15-20wt％。
4.根据权利要求1所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述AlCrTiCuMo粉末中合金成分为Al:23wt％，Cr:22wt％，Ti:23wt％，Cu:17wt％，Mo:15wt％。
5.根据权利要求1所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述AlCrTiCuMo粉末中Al、Cr、Ti、Cu、Mo为球形粉末，纯度≥99％，粒径为45～105um
6.一种高熵合金涂层材料的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种高熵合金涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，超声波分散时间为1-2小时；磁力搅拌参数设置为：搅拌时间30-50min，转速为300-500r/min；球磨机参数设置为：转速200-300r/min，球磨时间1-2h，研磨球和物料的质量比为3：1；所述步骤S3中，真空烘干机的烘干参数设置为烘干时间2-3小时，烘干温度60-100℃。
8.一种高熵合金涂层材料的应用，其特征在于：将该高熵合金涂层材料激光熔覆在13Cr油井管上。
9.根据权利要求8所述的一种高熵合金涂层材料的应用，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种高熵合金涂层材料的应用，其特征在于：所述步骤L2中，激光器采用激光机器人，激光熔覆方法采用同轴送粉的方式；激光熔覆参数设置为：激光功率采用2000W，扫描速度3mm/min，光斑直径3mm，送粉速度20g/min，搭接率30％；进行单层熔覆，熔覆层厚度0.5mm；激光熔覆过程中无需通入保护性气体；所述步骤L3中，激光重熔参数设置为1500W的激光功率，2mm/min的扫描速度。
...【技术特征摘要】
1.一种高熵合金涂层材料，其特征在于：该高熵合金涂层材料由alcrticumo粉末、纳米sio2以及碳纳米管组成，其中alcrticumo粉末80-90wt％，纳米sio210-20wt％，碳纳米管0.1-1wt％。
2.根据权利要求1所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述alcrticumo粉末86wt％，纳米sio213.3wt％，碳纳米管0.7wt％。
3.根据权利要求1或2所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述alcrticumo粉末中合金成分为al:20-25wt％，cr:20-23wt％，ti:21-25wt％，cu:15-20wt％，mo:15-20wt％。
4.根据权利要求1所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述alcrticumo粉末中合金成分为al:23wt％，cr:22wt％，ti:23wt％，cu:17wt％，mo:15wt％。
5.根据权利要求1所述的一种高熵合金涂层材料，其特征在于：所述alcrticumo粉末中al、cr、ti、cu、mo为球形粉末，纯度≥99％，粒径为45～105um；纳米sio2为300nm球形纳米sio2。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫东，陈旭，陈江，李春蕾，
申请(专利权)人：上海天瑞仅博复合管有限公司，
类型：发明
国别省市：
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