專利名稱：耐蝕鎳基合金堆焊粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面涂層的金屬合金粉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種耐蝕鎳基合金堆焊粉末。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的含硫化物油氣井環(huán)境中，鉆具極易產(chǎn)生硫化物應(yīng)力腐蝕，伴隨鉆井液中NaCl的濃度及其他酸性物質(zhì)的增加，腐蝕速度將明顯加快，而且H2S、CO2、熔鹽等對鉆具的腐蝕是相互促進的。耐蝕鎳基合金在國際上已有不少專利，如哈氏特C276、茵科鎳625等，應(yīng)用于我國含硫高的油氣井的鉆具中，效果依然不 佳。為延長鉆采用具的使用壽命，本發(fā)明研發(fā)的鉆具表面防腐蝕涂層材料即抗強腐蝕性鎳基合金堆焊粉末。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種抗強腐蝕介質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于哈氏特C276、茵科鎳625等合金粉末，且適用于等離子弧堆焊，激光融覆工藝性能好的耐蝕鎳基合金堆焊粉末。本發(fā)明的技術(shù)方案是耐蝕鎳基合金堆焊粉末，該鎳基合金粉末按重量％計，有如下成分組成Cr 20-28 Mo 10-14 Co 6-8 Mn 1-1. 5 Zr O. 5-1Re O. 5-1 Si2_2. 5 B I. 5-2 Ni 余量雜質(zhì)含量彡 O. 05其中Ni: Co 為 5 : 1-10 I ；Cr : Mo 為 2 : I ;在制作合金粉末過程中，Mn、Zr、Re是按照此順序逐個依次加入的。本發(fā)明耐蝕鎳基合金堆焊粉末中Ni、Co、Cr和Mo是主體元素，Mn、Zr、Re不但是輔佐添加元素，還是本發(fā)明最亮點的添加元素，不可或缺。Ni、Co是用于保證形成穩(wěn)定的基體，而且用一部分Co置換一部分Ni可提高基體的固溶度，達(dá)到增強基體強度的目的。Cr是用于增強抗氧化性和抗高溫腐蝕性，尤其是抗氧化性腐蝕，這是因為Cr的加入使鎳基體產(chǎn)生固溶強化，提高鎳基體的電極電位而鈍化，增強其耐蝕性，同時又能生成致密氧化膜，增強其抗高溫氧化能力。Mo的加入主要是為了提高熱強性，抗還原性酸腐蝕能力，特別是Cl-腐蝕，為保證在強腐蝕介質(zhì)中獲得最佳的抗蝕綜合性能。本發(fā)明通過實驗確定Ni的加入量。Co、Cr、Mo各自含量范圍同時規(guī)定匹配關(guān)系，即 Ni Co 為 5 1-10 : I ;Cr : Mo 為 2 : I。Mn主要起到消除O2和S的作用，Zr和Re主要起到強化晶界的作用，Mn可以消除絕大多數(shù)的O2和S，而Zr在Y相基體中溶解度很低，偏聚于晶界上，可以把晶界上的O2和S置換出來，達(dá)到進一步消除O2和S的目的。而Re可以凈化晶界，改善抗氧化和抗硫化能力。所以，在制作合金粉末過程中，Mn、Zr、Re是按照此順序逐個依次加入的。本發(fā)明加入Si、B主要目的是改善粉末霧化工藝和等離子弧堆焊工藝性，既起到助熔造渣作用，又提高自熔性和潤濕性，使焊層不產(chǎn)生有氣孔和夾渣的缺陷，得到表面平滑致密的焊層，其含量應(yīng)在可控范圍內(nèi)。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是由于采用上述技術(shù)方案，制作出來的耐蝕鎳基合金堆焊粉末，抗強腐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于目前其他國內(nèi)外專利合金粉末，且適用于等離子弧堆焊，激光融覆工藝性好，完全滿足了我國含硫高油氣井鉆具耐蝕的需求，大大提高了鉆具的使用壽命。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例進一步詳述。實施例I一種耐蝕鎳基合金堆焊粉末，按重量％計，有如下成分組成 Cr 20 Mo 10 Co 6 Zr O. 5Re O. 5 Mn I Si2BI. 5 Ni余量雜質(zhì)含量O. 05實施例2一種耐蝕鎳基合金堆焊粉末，按重量％計，有如下成分組成Cr 24 Mo 12 Co 7 Zr O. 8 Re O. 8 Mn I. 2 Si 2. 3B 1.8 Ni余量雜質(zhì)含量O. 05實施例3一種耐蝕鎳基合金堆焊粉末，按重量％計，有如下成分組成Cr 28 Mo 14 Co 8 Zr I Re I Mn I. 5 Si 2. 5B2 Ni余量雜質(zhì)含量O. 05實施例1、2和3中，Ni Co為5 1-10 I ;Cr : Mo為2 : I ;在制作合金粉末過程中，Mn、Zr、Re是按照此順序逐個依次加入的。本發(fā)明耐蝕鎳基合金堆焊粉末是通過感應(yīng)加熱爐熔煉，高純氮氣霧化法制取的。粉末形貌呈銀灰色，球形顆粒粉末流動性好(14s/50g)，松裝密度高(4. 6g/cm3)，氧含量(500PPM，可取制粒度范圍為212-20 μ m。本發(fā)明耐蝕鎳基合金堆焊粉末的實施例2，與哈氏特C276和茵科鎳625合金在同樣腐蝕介質(zhì)中對比試驗結(jié)果，見下表。附表I
權(quán)利要求
1.耐蝕鎳基合金堆焊粉末，其特征在于該鎳基合金粉末按重量％計，有如下成分組 成Cr 20-28 Mo 10-14 Co 6-8 Mn 1-1. 5 Zr O. 5-1Re O. 5-1 Si 2-2. 5 B I. 5-2 Ni 余量雜質(zhì)含量< O. 05其中Ni :Co 為 5 1-10 I ；Cr : Mo 為 2 : I ;在制作合金粉末過程中，Mn、Zr、Re是按照此順序逐個依次加入的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐蝕鎳基合金堆焊粉末，按重量％計，有如下成分組成Cr20-28；Mo10-14；Co6-8；Mn1-1.5；Zr0.5-1；Re0.5-1；Si2-2.5；B1.5-2；Ni余量；雜質(zhì)含量≤0.05。本發(fā)明的有益效果是由于采用上述技術(shù)方案，制作出來的鎳基合金堆焊粉末，抗強腐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于目前其他國內(nèi)外專利合金粉末，且適用于等離子弧堆焊，激光融覆工藝性好，完全滿足了我國含硫高油氣井鉆具耐蝕的需求，大大提高了鉆具的使用壽命。
文檔編號C22C19/03GK102851544SQ20121037843
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者錢鑄 申請人:天津市鑄金表面工程材料科技開發(fā)有限公司