[发明专利]在石油钻具稳定器激光熔覆制备WC硬质合金耐磨层的方法

权利要求书

1.一种在石油钻具稳定器激光熔覆制备WC硬质合金耐磨层的方法，其特征在于包括以下过程：

（1）壳体表面预处理

在室温下采用无水乙醇对加工部位进行除油处理；

（2）合金粉末的选择和自动送粉装置的调节

选用韧性好强度高且与基体冶金相容性良好的镍基合金粉末粉末作为打底层，其化学成份按重量百分比为：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4%、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，余量为Ni；

选用耐磨性高，抗高温的球形WC与Ni-Cr-B-Si自熔合金混合合金粉末粉末作为工作层，WC重量百分数≥60%，Ni-Cr-B-Si自熔合金混合合金粉末重量百分数≤40%，Ni-Cr-B-Si自熔合金混合合金粉末的化学成份按重量百分比为：C：0.32%、Cr：3%、Fe：3%、Si：3.7%，余量为Ni；

调节送粉装置，使自动送粉头出来的合金粉末正好落在激光熔池内，调节送粉量，使合金粉末涂层的厚度达到0.5—1.2mm；

（3）高功率激光器熔覆打底合金涂层

选用高功率CO₂激光器，以数控机床为工作台，用有机玻璃烧斑法选取最佳的激光模式，然后利用高功率CO₂激光成套设备熔覆打底合金；具体工艺参数如下：

聚焦镜f = 300～400

熔覆功率P=3000～5000W

光斑直径D=2--3mm

熔覆扫描速度V=600～1200mm/min

搭接率40～60%；

（4）高功率激光器熔覆球形WC与Ni-Cr-B-Si混合合金粉末

可采取以下两种加工方式：

1）窄带熔覆加工

采取送粉方式喂入合金粉末，在镍基合金表面熔覆球形WC与Ni-Cr-B-Si混合合金粉末，

熔覆功率P=1500～2500W

光斑直径D=1.2～3mm

熔覆扫描速度V=150～250m/min

搭接率40～60% ；

或2）宽带熔覆加工

采取送粉方式喂入合金粉末，在镍基合金表面熔覆球形WC与Ni-Cr-B-Si混合合金粉末；

熔覆功率P=5000～7000W

光斑大小长X宽=10X1mm

熔覆扫描速度V=300～500m/min

搭接率40～60% ；

（5）熔覆后探伤检验

要求加工部位无肉眼可见裂纹、气孔等缺陷，表面平整。