專(zhuān)利名稱：碳化鎢耐磨堆焊材料及焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳化鎢耐磨堆焊材料及焊條，它主要用于鋼齒牙輪鉆頭齒面、掌尖的強(qiáng)化及鑲齒牙輪鉆頭掌尖的強(qiáng)化，也可用于其它技術(shù)領(lǐng)域中機(jī)件表面的強(qiáng)化。
背景技術(shù)：
鈷基或鐵基或鎳基碳化鎢作為一種硬面敷焊材料已被廣泛使用，在石油和采礦領(lǐng)域，通常將大于1微米的碳化鎢粉和粘結(jié)相鈷(或鐵或鎳等)混合、制粒、燒結(jié)成碳化鎢顆粒，再以燒結(jié)成的碳化鎢顆粒為主要填料制成焊條，然后用此焊條經(jīng)氧—乙塊焊或氫原子焊將碳化鎢材料敷焊在牙輪鉆頭的齒面和掌尖，以提高它們的表面硬度和耐磨性能，或者可直接將碳化鎢顆粒材料用硅酸鈉等作為粘結(jié)劑敷在牙輪鉆頭的齒面和掌尖上，再用氧—乙塊焊或氫原子焊將其敷焊在牙輪鉆頭的齒面和掌尖上，以實(shí)現(xiàn)上述強(qiáng)化表面的目的。在牙輪鉆頭上采用碳化鎢表面敷焊方式對(duì)其耐磨性能和使用壽命的提高起了重要的作用，然而，隨著現(xiàn)代鉆井技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鉆頭的進(jìn)尺、機(jī)械鉆速提出了更高的要求，而提高碳化鎢敷焊材料的性能，以提高鉆頭齒面的耐磨性是滿足上述更高要求的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提出的問(wèn)題而提供一種優(yōu)化處理的碳化鎢耐磨堆焊材料以及由該材料所制成的管狀碳化鎢焊條，以使敷焊金屬表面的耐磨性和抗沖蝕性能進(jìn)一步強(qiáng)化。
本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為包括主料碳化鎢顆粒和輔料，其不同之處在于所述的碳化鎢顆粒的部分或全部為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒。
上述方案中，亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒的粒度為10～100目，最佳為20～40目；所述的亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒由亞微細(xì)或納米級(jí)碳化鎢(WC)粉和粘結(jié)相(鈷粉或鐵粉或鎳粉)，用粉末冶金制作方法，經(jīng)混粉、制粒、過(guò)篩、燒結(jié)而成，其重量配比為亞微細(xì)或納米級(jí)WC粉 88～96％鈷粉或鎳粉或鐵粉 4～12％。
按上述方案，本發(fā)明的碳化鎢耐磨堆焊材料的較佳組份和含量按重量計(jì)為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒 10～95％ 粒度10～100目普通燒結(jié)碳化鎢顆粒 0～85％粒度10～100目鑄造碳化鎢顆粒 0～85％粒度60～200目合金粉 2～6％有機(jī)樹(shù)脂 0.5～2％。
所述的合金粉為硅鐵粉、錳鐵粉、錳粉、鈮粉中的任何一種或多種的混合。
本發(fā)明的管狀碳化鎢焊條是由上述配比的堆焊材料混合均勻后再和金屬帶一起軋制并拉拔成型。所述的金屬帶為鋼帶或鎳合金帶或鈷合金帶，厚度均為0.1～0.5mm。
本發(fā)明的碳化鎢堆焊材料也可用粘結(jié)劑敷在機(jī)件表面，再用氧—乙塊焊進(jìn)行焊結(jié)。
本發(fā)明由于采用了亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒，使焊條使用后的碳化鎢堆焊層表面質(zhì)量和耐磨性有了大幅度的提高，同時(shí)，本發(fā)明還對(duì)管狀碳化鎢焊條填料成份進(jìn)行了優(yōu)化，使不同直徑大小的燒結(jié)碳化鎢顆粒合理配置，從而提高了堆焊層的抗沖蝕能力，提高了對(duì)因沖蝕而引發(fā)的磨損的耐磨性。
具體實(shí)施例方式
以下進(jìn)一步介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1堆焊材料由主料碳化鎢顆粒和輔料混合而成，其配比按重量計(jì)為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒 粒度30～40目 79％鑄造碳化鎢顆粒 粒度60～200目13％硅鐵粉、錳鐵粉、錳粉和鈮粉混合物 6％有機(jī)樹(shù)脂 2％。
上述亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒由粒徑0.8μ的碳化鎢粉90％與鈷粉10％混合燒結(jié)而成；以上述堆焊材料為填料與冷軋鋼帶制成管狀碳化鎢焊條，填料所占管狀碳化鎢焊條的重量百分比為65％，濕砂磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面，該管狀焊條敷焊的金屬表面的耐磨性與同類(lèi)焊條相比提高了50％以上。
實(shí)施例2堆焊材料由主料碳化鎢顆粒和輔料混合而成，其配比按重量計(jì)為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒 粒度20～30目 40％亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒 粒度30～40目 40％鑄造碳化鎢顆粒粒度60～100目13％硅鐵粉、錳鐵粉、錳粉和鈮粉混合物 5％有機(jī)樹(shù)脂 2％。
上述亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒由粒徑0.8μ的碳化鎢粉92％與鈷粉8％混合燒結(jié)而成；以上述堆焊材料為填料與冷軋鋼帶制成管狀碳化鎢焊條，填料所占管狀碳化鎢焊條的重量百分比為65％，濕砂磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面，該管狀焊條敷焊的金屬表面的耐磨性與同類(lèi)焊條相比提高了100％以上。
權(quán)利要求
1.一種碳化鎢耐磨堆焊材料，包括主料碳化鎢顆粒和輔料，其特征在于所述的碳化鎢顆粒的部分或全部為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒。
2.按權(quán)利要求1所述的碳化鎢耐磨堆焊材料，其特征在于碳化鎢耐磨堆焊材料的較佳組份和含量按重量計(jì)為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒10～95％粒度10～100目普通燒結(jié)碳化鎢顆粒 0～85％ 粒度10～100目鑄造碳化鎢顆粒 0～85％ 粒度60～200目合金粉 2～6％有機(jī)樹(shù)脂0.5～2％。
3.按權(quán)利要求1或2所述的碳化鎢耐磨堆焊材料，其特征在于所述的亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒由亞微細(xì)或納米級(jí)碳化鎢(WC)粉和粘結(jié)相(鈷粉或鐵粉或鎳粉)，用粉末冶金制作方法，經(jīng)混粉、制粒、過(guò)篩、燒結(jié)而成，其重量配比為亞微細(xì)或納米級(jí)WC粉 88～96％鈷粉或鎳粉或鐵粉4～12％。
4.按權(quán)利要求3所述的碳化鎢耐磨堆焊材料，其特征在于所述的亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒的粒度為10～100目，最佳為20～40目。
5.一種管狀碳化鎢耐磨堆焊焊條，由碳化鎢耐磨堆焊材料混合均勻后再和金屬帶一起軋制并拉拔成型，其特征在于所述的碳化鎢耐磨堆焊材料的較佳組份和含量按重量計(jì)為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒10～95％粒度10～100目普通燒結(jié)碳化鎢顆粒 0～85％ 粒度10～100目鑄造碳化鎢顆粒 0～85％ 粒度60～200目合金粉 2～6％有機(jī)樹(shù)脂0.5～2％。
6.按權(quán)利要求5所述的管狀碳化鎢耐磨堆焊焊條，其特征在于所述的亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒由亞微細(xì)或納米級(jí)碳化鎢(WC)粉和粘結(jié)相(鈷粉或鐵粉或鎳粉)，用粉末冶金制作方法，經(jīng)混粉、制粒、過(guò)篩、燒結(jié)而成，其重量配比為亞微細(xì)或納米級(jí)WC粉 88～96％鈷粉或鎳粉或鐵粉 4～12％。
7.按權(quán)利要求5或6所述的管狀碳化鎢耐磨堆焊焊條，其特征在于所述的亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒的粒度為10～100目，最佳為20～40目。
8.按權(quán)利要求5或6所述的管狀碳化鎢耐磨堆焊焊條，其特征在于所述的金屬帶為鋼帶或鎳合金帶或鈷合金帶，厚度均為0.1～0.5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳化鎢耐磨堆焊材料及焊條,包括主料碳化鎢顆粒和輔料,其不同之處在于所述的碳化鎢顆粒的部分或全部為亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒。所述的亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒由亞微細(xì)或納米級(jí)碳化鎢粉和粘結(jié)相,用粉末冶金制作方法,經(jīng)混粉、制粒、過(guò)篩、燒結(jié)而成,本發(fā)明由于采用了亞微細(xì)或納米級(jí)燒結(jié)碳化鎢顆粒,使焊條使用后的碳化鎢堆焊層表面質(zhì)量和耐磨性有了大幅度的提高,同時(shí),本發(fā)明還對(duì)管狀碳化鎢焊條填料成份進(jìn)行了優(yōu)化,使不同直徑大小的燒結(jié)碳化鎢顆粒合理配置,從而提高了堆焊層的抗沖蝕能力,提高了對(duì)因沖蝕而引發(fā)的磨損的耐磨性。
文檔編號(hào)B23K35/22GK1375377SQ0211575
公開(kāi)日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月23日
發(fā)明者張烈華, 吳建, 楊漢民, 徐月容 申請(qǐng)人:江漢石油鉆頭股份有限公司