【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及激光熔覆加工領(lǐng)域，尤其涉及一種卡釬套表面激光熔覆加工方法，此外，本申請還涉及一種卡釬套。
技術(shù)介紹
1、激光熔覆技術(shù)是指在被涂覆基體表面上放置設(shè)定的涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面薄層共同熔化，凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電器特性等的工藝方法。在工件材料的表面熔覆一層高硬度、高耐磨的硬質(zhì)合金材料，能夠極大地提高工件的耐磨性能，同時保留工件的韌性，延長工件的使用壽命。
2、在石油開采工作中，石油鉆桿在整個鉆井周期中大部分時間都在環(huán)境苛刻，受力復(fù)雜的惡劣工況下工作，加之石油鉆桿長時間旋轉(zhuǎn)、頻繁起下，極易導(dǎo)致石油鉆桿及其配套件的磨損失效。特別是與石油鉆桿相連接的卡釬套，極容易在使用中出現(xiàn)大面積磨損。
3、為了提高石油鉆桿及其配套件的耐磨性能，通常需要在石油鉆桿及其配套件的表面熔覆一層耐磨性極高的硬質(zhì)合金熔覆層，用以提高石油鉆桿及其配套件表面的耐磨性能，但工件表面的熔覆層通常由多個熔覆軌跡相互搭接形成，相鄰熔覆軌跡之間搭接熔覆時會導(dǎo)致硬質(zhì)合金熔覆層的二次熔化，可能造成硬質(zhì)合金中部分成分的高溫?zé)龘p，形成氣孔缺陷，另一方面重復(fù)的快速加熱冷卻過程在硬質(zhì)合金層及基體材料內(nèi)產(chǎn)生極高的內(nèi)應(yīng)力，容易產(chǎn)生大量的裂紋，影響硬質(zhì)合金熔覆層的耐磨性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了防止硬質(zhì)合金熔覆層產(chǎn)生裂紋，提高卡釬套表面的耐磨性能，本申請?zhí)峁┝艘环N卡釬套表面激光熔覆加工方法及卡釬套。
2、本
3、一種卡釬套表面激光熔覆加工方法，包括如下步驟：s10：對卡釬套的表面進(jìn)行表面處理；s20：對卡釬套的表面進(jìn)行激光淬火；s30：使用硬質(zhì)合金粉末沿卡釬套表面的周向進(jìn)行熔覆加工，形成沿卡釬套的軸向擺動的折線狀熔覆軌跡。
4、通過采用上述技術(shù)方案，通過對卡釬套表面的激光淬火，能夠提高卡釬套的表面硬度，提升卡釬套表面為熔覆區(qū)域的耐磨性能，并且能夠?qū)τ操|(zhì)合金熔覆層提供更好地支撐，提高硬質(zhì)合金熔覆層在卡釬套表面的附著性能，保證卡釬套表面的耐磨性能。利用沿卡釬套表面周向延伸、沿卡釬套的表面軸向擺動的折線狀硬質(zhì)合金熔覆軌跡，能夠在硬質(zhì)合金熔覆軌跡不相互搭接的情況下，在卡釬套的表面形成占比較大、均勻分布的硬質(zhì)合金熔覆層，防止硬質(zhì)合金熔覆層中裂紋的產(chǎn)生，提高卡釬套表面的耐磨性能。
5、在一個具體的可實施方案中，在s30中，所述硬質(zhì)合金粉末為ni40與wc的混合物。
6、通過采用上述技術(shù)方案，利用混合物中的耐磨性能極高的wc，能夠減小硬質(zhì)合金熔覆層的磨損，提高卡釬套表面的耐磨性能。利用混合物中ni40的良好塑性和耐磨性能，能夠與卡釬套和wc顆粒可靠結(jié)合，將wc顆粒固著在卡釬套的表面，防止wc顆粒的脫落并防止硬質(zhì)合金熔覆層產(chǎn)生裂紋，保證卡釬套表面的耐磨性能。
7、在一個具體的可實施方案中，所述混合物中，ni40的含量為40-50wt％，所述wc的含量為50-60wt％。
8、通過采用上述技術(shù)方案，混合物中40-50wt％的ni40和50-60wt％的wc，能夠保證硬質(zhì)合金熔覆層附著性能和耐磨性能的平衡，更好地提高卡釬套表面的耐磨性能，延長卡釬套的使用壽命。
9、在一個具體的可實施方案中，所述混合物由100-270目的ni40粉末和100-270目的wc粉末加入混粉器中，混粉1小時后形成。
10、通過采用上述技術(shù)方案，利用100-270目的ni40粉末，有利于混合物粉末的送粉和ni40粉末的熔化；利用100-270目的wc粉末，有利于提高wc顆粒在熔覆涂層中的穩(wěn)定性和保證熔覆涂層的耐磨性能。通過在混粉器中1小時的混粉，能夠使得ni40粉末與wc粉末充分混合，提高激光熔覆后熔覆層內(nèi)的wc顆粒分布的均勻性，保證硬質(zhì)合金熔覆層中wc顆粒的附著強度，和卡釬套表面硬質(zhì)合金熔覆層的整體耐磨性能。
11、在一個具體的可實施方案中，在s30中，所述折線狀熔覆軌跡由卡釬套旋轉(zhuǎn)的同時，激光熔覆噴嘴沿卡釬套的軸向擺動形成。
12、通過采用上述技術(shù)方案，通過卡釬套的旋轉(zhuǎn)能夠使得硬質(zhì)合金熔覆軌跡沿卡釬套的周向延伸；通過激光熔覆噴嘴沿卡釬套的軸向擺動能夠形成硬質(zhì)合金熔覆軌跡的軸向運動，二者相結(jié)合，能夠在卡釬套的表面形成由多個首尾相連的折線狀硬質(zhì)合金熔覆軌跡，使得硬質(zhì)合金熔覆軌跡在卡釬套周向均勻分布，且覆蓋卡釬套軸向更大的范圍。
13、在一個具體的可實施方案中，根據(jù)所述卡釬套的圓周面直徑，分別控制所述卡釬套的旋轉(zhuǎn)速度和所述激光熔覆噴嘴的擺動速度，使得所述折線狀熔覆軌跡首尾相接。
14、通過采用上述技術(shù)方案，能夠方便的控制折線狀硬質(zhì)合金熔覆軌跡的走向，使得熔覆軌跡收尾相接，保證卡釬套表面的硬質(zhì)合金熔覆軌跡在卡釬套周向的平穩(wěn)過渡。
15、在一個具體的可實施方案中，在所述卡釬套表面的表面加工形成有多條所述折線狀熔覆軌跡，多條所述折線狀熔覆軌跡在所述卡釬套的軸向均勻分布，每條折線狀熔覆軌跡相對設(shè)置。
16、通過采用上述技術(shù)方案，利用在卡釬套表面加工出多條折線狀熔覆軌跡的方法，使得折線狀熔覆軌跡能夠以較小的軸向擺動幅度覆蓋更大的軸向范圍，提高卡釬套表面硬質(zhì)合金熔覆軌跡的覆蓋率。
17、在一個具體的可實施方案中，所述折線狀熔覆軌跡中相鄰折線之間的夾角為30°-120°，相鄰兩條所述折線狀熔覆軌跡中對應(yīng)頂點之間的周向距離小于其軸向距離的四分之一。
18、通過采用上述技術(shù)方案，利用相鄰折線之間30°-120°的夾角，能夠適應(yīng)不同的折線狀熔覆軌跡的數(shù)量，在卡釬套表面形成更大的硬質(zhì)合金熔覆軌跡的覆蓋率。利用折線狀熔覆軌跡中對應(yīng)頂點之間的周向距離小于其軸向距離的四分之一的設(shè)置，能夠保證多條折線狀熔覆軌跡在卡釬套表面的圓周方向上相對設(shè)置，提高硬質(zhì)合金熔覆軌跡在卡釬套表面分布的均勻性。
19、在一個具體的可實施方案中，在s20中，使用1200-1800w的激光束照射卡釬套的表面，激光束照射所形成激光光斑的面積為100-150mm2，激光束的掃描速度為8-10mm/s。
20、通過采用上述技術(shù)方案，能夠在卡釬套表面形成hrc55-58的淬火硬度，并形成約1mm的硬化層深度，保證卡釬套表面未覆蓋硬質(zhì)合金熔覆材料區(qū)域的耐磨度，并保證硬質(zhì)合金熔覆材料的附著強度。
21、本申請?zhí)峁┑目ㄢF套采用本申請所提供的卡釬套表面激光熔覆加工方法加工而成，也具有上述優(yōu)點。
22、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術(shù)效果：
23、1.通過對卡釬套的表面進(jìn)行激光淬火，能夠在卡釬套表面形成一層硬度較高的淬火層，保證卡釬套表面未覆蓋熔覆材料區(qū)域的耐磨性，并提高熔覆在卡釬套表面的硬質(zhì)合金熔覆層的附著強度，保證卡釬套表面的整體耐磨性能；
24、2.利用熔覆在卡釬套表面的硬質(zhì)合金熔覆材料，能夠使得卡釬套通過硬質(zhì)合金材料與外部結(jié)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種卡釬套表面激光熔覆加工方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：在S30中，所述硬質(zhì)合金粉末為Ni40與WC的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述混合物中，?Ni40的含量為40-50wt％，所述WC的含量為50-60wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述混合物由100-270目的Ni40粉末和100-270目的WC粉末加入混粉器中，混粉1小時后形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：在S30中，所述折線狀熔覆軌跡由卡釬套旋轉(zhuǎn)的同時，激光熔覆噴嘴沿卡釬套的軸向擺動形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：根據(jù)所述卡釬套的圓周面直徑，分別控制所述卡釬套的旋轉(zhuǎn)速度和所述激光熔覆噴嘴的擺動速度，使得所述折線狀熔覆軌跡首尾相接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：在所述卡釬套表面的表面加工形成有多條所述折線狀熔覆軌跡，多條所述折線狀熔覆軌跡在所述卡釬套的軸向均勻分布，每條折線狀熔覆軌跡相對設(shè)置。
8.
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于：在S20中，使用1200-1800W的激光束照射卡釬套的表面，激光束照射所形成激光光斑的面積為100-150mm2，激光束的掃描速度為8-10mm/s。
10.一種卡釬套，其特征在于：根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法加工而成。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種卡釬套表面激光熔覆加工方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：在s30中，所述硬質(zhì)合金粉末為ni40與wc的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述混合物中，?ni40的含量為40-50wt％，所述wc的含量為50-60wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述混合物由100-270目的ni40粉末和100-270目的wc粉末加入混粉器中，混粉1小時后形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：在s30中，所述折線狀熔覆軌跡由卡釬套旋轉(zhuǎn)的同時，激光熔覆噴嘴沿卡釬套的軸向擺動形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：根據(jù)所述卡釬套的圓周面直徑，分別控制所述卡釬套的旋轉(zhuǎn)速度和所述激光熔覆...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李桌，齊歡，吳志瑋，
申請(專利權(quán))人：南京輝銳光電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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