[发明专利]硬面堆焊用于磨损环境的钻地钻头的硬面堆焊材料及其制备方法

权利要求书

1.用于高磨损用途的硬面堆焊材料，其由金属基质复合物形成，包含：

由较软非晶纳米复合钢合金形成的且具有至少60Rc的硬度的基质；和

在较软非晶纳米复合钢合金的基质中的硬组分，该硬组分具有高于基质的硬度。

2.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中基质占金属基质复合物的约20-90重量％，且硬组分占金属基质复合物的约10-80重量％。

3.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中基质占金属基质复合物的约30重量％，且硬组分占金属基质复合物的约70重量％。

4.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中基质占金属基质复合物的约40重量％，且硬组分占金属基质复合物的约60重量％。

5.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中硬组分包含球形烧结碳化钨丸粒。

6.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中硬组分由烧结碳化钨和铸造碳化钨中的至少一种形成。

7.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中硬组分由球形碳化钨和破碎碳化钨中的至少一种形成。

8.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中硬组分由单晶WC、粗晶WC和多晶WC中的至少一种形成。

9.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中硬组分还包含球形铸造碳化钨。

10.根据权利要求1的硬面堆焊材料，其中硬组分具有-16至+325目的颗粒尺寸，且基质具有至少65Rc的硬度。

11.井下工具，包含：

井下工具本体；

井下工具本体上的硬面堆焊物，硬面堆焊物由用于高度磨损用途的金属基质复合物形成；所述硬面堆焊物包含：

由较软的非晶纳米复合钢合金形成的且具有至少60Rc的硬度的基质；和

在较软的非晶纳米复合钢合金的基质中的硬组分，该硬组分具有高于基质的硬度。

12.根据权利要求11的井下工具，其中基质占金属基质复合物的约20-90重量％，且硬组分占金属基质复合物的约10-80重量％。

13.根据权利要求11的井下工具，其中井下工具本体包含具有保径区域的钻头本体、巴掌和可旋转地安装于所述巴掌的牙轮，且每一牙轮具有由其延伸的钢齿，且其中硬面堆焊物位于保径区域、巴掌和钢齿中的至少之一上。

14.根据权利要求11的井下工具，其中基质占金属基质复合物的约40重量％，且硬组分占金属基质复合物的约60重量％。

15.根据权利要求11的井下工具，其中硬组分包含球形烧结碳化钨丸粒。

16.根据权利要求11的井下工具，其中硬组分由烧结碳化钨和铸造碳化钨中的至少一种形成。

17.根据权利要求16的井下工具，其中硬组分还包含球形碳化钨和破碎碳化钨中的至少一种。

18.根据权利要求16的井下工具，其中硬组分还包含单晶WC、粗晶WC和多晶WC中的至少一种。

19.根据权利要求11的井下工具，其中硬组分还包含球形铸造碳化钨。

20.根据权利要求11的井下工具，其中硬组分具有-16至+325目的颗粒尺寸，且基质具有至少65Rc的硬度。

21.一种形成钻头的方法，包含：

(a)向牙轮提供由其延伸的钢齿；

(b)在钢齿上施加硬面堆焊物，硬面堆焊物由用于高度磨损用途的金属基质复合物形成；硬面堆焊物包含：由较软非晶纳米复合钢合金形成并具有至少60Rc的硬度的基质；和在较软非晶纳米复合钢合金的基质中的硬组分，该硬组分具有高于基质的硬度；以及

(c)将牙轮可旋转地安装到钻头本体。

22.根据权利要求21的方法，其中步骤(b)包含用焊接技术将硬面堆焊物施加到钢齿，所述焊接技术选自PTA脉冲电弧焊、PTA连续电弧焊、MIG脉冲电弧焊、MIG连续电弧焊、TIG脉冲电弧焊、TIG连续电弧焊和氧乙炔焊。