[發(fā)明專利]無磁不銹鋼表面激光熔覆無磁耐磨層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011544350.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN112760638B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛源;鄭春園;戴凌杰;劉純;吳奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 熔創(chuàng)金屬表面科技（常州）有限公司
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C22C19/05;C22C32/00;C22C30/00;C22C29/08
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本發(fā)明公開了一種無磁不銹鋼表面激光熔覆無磁耐磨層及其制備方法，激光熔覆無磁耐磨層包括：過渡層，形成為與無磁不銹鋼表面相連的激光熔覆層，過渡層形成為鎳基無磁不銹鋼；第一無磁耐磨層，形成為設(shè)在過渡層背離無磁不銹鋼表面的一側(cè)且覆蓋過渡層的激光熔覆層；第二無磁耐磨層，形成為設(shè)在第一無磁耐磨層背離過渡層的一側(cè)且覆蓋第一無磁耐磨層的激光熔覆層。該制備方法下的無磁耐磨層特別適用于石油、天然氣、可燃冰鉆探部件無磁不銹鋼的表面，具有無裂紋，結(jié)構(gòu)組織致密牢固，耐磨耐腐蝕性能較好，不易剝落掉塊等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無磁不銹鋼表面激光熔覆無磁耐磨層及其制備方法。

背景技術(shù)

無磁不銹鋼，尤其是P550高氮鉻錳無磁不銹鋼，在石油、天然氣、可燃冰鉆探設(shè)備上被廣泛使用。鉆探設(shè)備部件在使用過程中表面容易磨損和腐蝕，為了防止其表面磨損和腐蝕，通常需要增加耐磨防護(hù)層?，F(xiàn)有技術(shù)中增加耐磨防護(hù)層通常采用在其表面堆焊硬質(zhì)合金以提高鉆具的表面耐磨度，如非熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊，熔化極惰性氣體保護(hù)焊，等離子弧堆焊等，傳統(tǒng)堆焊時(shí)熱輸入量大冷速低，導(dǎo)致堆焊層的熱影響區(qū)晶粒粗大嚴(yán)重影響組織的脆性，且焊層容易有雜質(zhì)，從而產(chǎn)生氣孔、裂紋等不良進(jìn)而影響無磁耐磨層的強(qiáng)度和硬度，在使用過程中會(huì)導(dǎo)致無磁耐磨層剝落，降低了鉆具的耐磨度，影響其使用壽命。同時(shí)傳統(tǒng)堆焊稀釋率高，焊接時(shí)不得不增加焊層厚度以維持焊層近基體表面元素的純度，而較厚的堆焊層容易引起加工后基體的變形，且堆焊層容易產(chǎn)生裂紋，還會(huì)增加生產(chǎn)成本。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中也有一些采用激光熔覆合金粉末的方法在基體表面增加耐磨層，但是通常由于在激光熔覆過程中，零件內(nèi)部存在較大的熱應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生熔覆層開裂和基體變形等問題。減少熔覆層的裂紋及基體的變形等缺陷，提高熔覆層的質(zhì)量和厚度，通過合理調(diào)控激光熔覆工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)激光功率與掃描速度的有效匹配，提高熔覆層與基體制件的冶金結(jié)合質(zhì)量，減少由于急速加熱/冷卻產(chǎn)生的熱應(yīng)力，減少熔覆層的裂紋及基體的變形等缺陷，同時(shí)以科學(xué)合理的合金粉末成分配以及通過預(yù)熱保溫等熱處理工藝實(shí)現(xiàn)無磁性、耐磨、耐腐蝕且不易開裂的耐磨防護(hù)層、成為激光熔覆無磁耐磨層領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

有鑒于此，本發(fā)明提供一種無磁不銹鋼表面激光熔覆無磁耐磨層及其制備方法，通過在無磁不銹鋼表面激光熔覆過渡層和兩層無磁耐磨層，由于該無磁耐磨層具有結(jié)構(gòu)組織致密牢固，耐磨耐腐蝕性能較好，勘探過程中因自身無磁不會(huì)影響電子設(shè)備探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，可防止無磁不銹鋼在工作過程中表面出現(xiàn)裂紋和剝落等不良，從而可提高無磁不銹鋼表面的耐磨度，延長(zhǎng)其使用壽命，具有工藝簡(jiǎn)單、性能良好等優(yōu)點(diǎn)。