硬质合金制造技术

本发明专利技术涉及一种用于油气应用的硬质合金及其制备方法，该硬质合金包括含有WC的硬质相和粘结剂相，其中，该硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb以及0-0.2Co。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硬质合金
本专利技术涉及一种硬质合金，尤其涉及一种用于油气应用的硬质合金。
技术介绍
由于节流阀的使用寿命相对较短，因而节流阀是油气生产系统中的关键组件。此外，由于可达性、例如海底和用于维护所需的昂贵的生产停机时间，所以预测使用中的性能和可靠性是关键的。节流阀可以经受高速(>200m/秒)流动，该高速流动可以是具有可变的pH的混合的沙∕油∕气∕水并且也可以表现出含有H2S的“酸性”条件。当前，由于碳化钨和钴金属粘结剂一起具有独特的硬度、强度和耐磨性的结合，所以碳化物和钴金属粘结剂一起主导着用于节流阀的材料。然而，在某些油气的流量控制的情形下，主要由于硬金属粘结剂材料对酸性介质的较低的耐蚀性，所以硬金属粘结剂材料具有不利的特性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有改进的特性的硬质合金，该硬质合金用于在经受极端的磨损和腐蚀的状况尤其例如是电化腐蚀的油气的应用。本专利技术的另一个目的是提供一种用于油气应用的流量控制设备，该流量控制设备具有改进的使用期限。已发现通过如下硬质合金成分能够实现以上目的，该硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb以及0-0.2Co。具体实施方式在某些油气流量控制的情形下，尤其是在电化电势占主导的状况下，常规的硬性金属粘结剂材料具有不利的特性。硬金属的腐蚀过程在一定程度上受控于多种因素，并且已发现这包括电耦合（galvaniccoupling），即，当不同的金属被浸入腐蚀性溶液中时，每种金属均会产生腐蚀电势。在流量控制系统中，该情况可能存在于硬金属节流阀和支撑该硬金属节流阀的钢质体之间。根据本专利技术，该状况下的耐磨性和耐蚀性对于包括含有WC的硬质相和粘结剂相的硬质合金是显著改进的，其中，该硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb以及0-0.2Co。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计5-7Ni、1.5-2.5Cr、0.5-1.5Mo、0-0.5Nb以及0-0.2Co。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计5-7Ni、1.5-2.5Cr、0.5-1.5Mo、大于0且小于0.5的Nb以及0-0.2Co。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计5-7Ni、1.5-2.5Cr、0.5-1.5Mo、0-0.5Nb以及大于0且小于0.2的Co。合适地，硬质合金成分中的WC的含量为80-95重量％，优选为85-95重量％。如果硬质合金中的粘结剂含量为5-20重量％，优选为5-15重量％，则是更有利的。在一个实施例中，硬质合金成分还含有按重量百分比计0-0.2Si、0-1Fe以及0-0.08Mn。在一个实施例中，硬质合金成分还含有按重量百分比计大于0且小于0.2的Si、0-1Fe以及0-0.08Mn。在一个实施例中，硬质合金成分还含有按重量百分比计0-0.2Si，大于0且小于1的Fe以及0-0.08Mn。在一个实施例中，硬质合金成分还含有按重量百分比计0-0.2Si、0-1Fe以及大于0且小于0.08的Mn。在一个实施例中，粘结剂相中的Cr/Ni重量比率为0.1–0.5。在一个实施例中，当采用线性截距法测量时，烧结后的硬质合金中大致所有的硬质相WC的晶粒的尺寸小于1μm。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb、0-0.2Co、0-0.2Si、0-1Fe、0-0.08Mn，并且其中，任何其它组分均低于2重量％，合适地是低于1重量％。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、大于0且小于1的Nb、0-0.2Co、0-0.2Si、0-1Fe、0-0.08Mn，并且其中，任何其它组分均低于2重量％，合适地是低于1重量％。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb、大于0且小于0.2的Co、0-0.2Si、0-1Fe、0-0.08Mn，并且其中，任何其它组分均低于2重量％，合适地是低于1重量％。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb、0-0.2Co、大于0且小于0.2的Si、0-1Fe、0-0.08Mn，并且其中，任何其它组分均低于2重量％，合适地是低于1重量％。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb、0-0.2Co、0-0.2Si、大于0且小于1的Fe、0-0.08Mn，并且其中，任何其它组分均低于2重量％，合适地是低于1重量％。在一个实施例中，硬质合金成分含有WC和按重量百分比计3-11Ni、0.5-7Cr、0.3-1.5Mo、0-1Nb、0-0.2Co、0-0.2Si、0-1Fe、大于0且小于0.08的Mn，并且其中，任何其它组分均低于2重量％，合适地是低于1重量％。在另一个实施例中，硬质合金成分含有按重量百分比计86-93WC、5.8-6.6Ni、2.0-2.5Cr、0.7-1.2Mo、0.2-0.6Nb、0.02-0.07Si、0.05-0.15Fe以及0.02-0.07Mn。在另一个实施例中，硬质合金成分含有按重量百分比计91-95WC、3.3-4.3Ni、1.0-1.5Cr、0.3-0.7Mo、0.1-0.4Nb、0.02-0.06Si、0.04-0.09Fe以及0.01-0.04Mn。在还有另一个实施例中，硬质合金成分含有按重量百分比计86-93WC、9.0-10.0Ni、0.6-1.0Cr以及0.8-1.0Mo。在另一个实施例中，硬质合金成分含有按重量百分比计91-95WC、3.3-4.3Ni、4.5-6.5Cr、0.4-0.9Mo和0.09-1.2Si。本专利技术也提供了一种制备如上所述的硬质合金的方法，该硬质合金包括含有WC的硬质相和粘结剂相，该方法通过将WC粉末和一种或多种另外的粉末用作原材料，其中，该一种或多种另外的粉末的所有成分按重量百分比计为55-65Ni，15-25Cr，5-12Mo，0-6Nb和0-1Co。在一个实施例中，一种或多种另外的粉末的所有组分按重量百分比计为55-65Ni、15-25Cr、5-12Mo、大于0且小于6的Nb以及0-1Co。在一个实施例中，一种或多种另外的粉末的所有组分按重量百分比计为55-65Ni、15-25Cr、5-12Mo、0-6Nb以及大于0且小于1的Co。在一个实施例中，所述另外的粉末中的至少一种粉末为预合金化金属基粉末。在该预合金化粉末的一个示例性实施例中，所述成分含有按重量百分比计55-65Ni、15-25Cr、5-12Mo、0-6Nb以及0-1Co。在另一个实施例中，所述另外的粉末中的至少一种粉末为元素态的或为该元素的一级（primary）碳化合物，即该粉末仅由一种元素或一级碳化合物构成，例如，Ni、Cr(Cr3C2)、Mo、Nb(NbC)或者Co。在一个示例性实施例中，所有的另外的粉末为元素态的或一级碳化合物。少量常见本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.08 EP 10187029.3;2010.10.25 US 61/406,3911.一种用于油气应用的硬质合金，包括含有WC的硬质相和粘结剂相，其特征在于，所述硬质合金成分包括WC，并且包括按重量百分比计86-93WC、9.0-10.0Ni、0.6-1.0Cr和0.8-1.0Mo。2.根据权利要求1所述的硬质合金，其中，所述硬质合金成分还包括按重量百分比计大于0且小于0.6的Si、0-5Fe、0-0.6Mn、0-0.15C。3.根据权利要求1所述的硬质合金，其中，所述硬质合金还包括按...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·卡蓬特，简·史密斯，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：
国别省市：