[发明专利]一种可降解镁合金井下工具底座材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可降解镁合金井下工具底座材料，其特征在于，所述可降解镁合金井下工具底座材料组成成分以及各成分的质量分数含量如下：

锌（Zn）：5%-10%；

锆（Zr）：0.01%-0.75%；

硅（Si）：0.02-0.6%；

余量为镁（Mg），以上各组分质量分数之和为100%；

所述可降解镁合金井下工具底座材料用于生产油气田开采过程中的压裂施工用可消融工具底座；

所述可降解镁合金井下工具底座材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）熔炼准备：将坩埚内部清洗干净，吊入电阻炉内，开启电炉，至坩埚加热暗红色，表面撒上二号熔剂；

（2）加料炼制：按质量比例准备原料，加料顺序如下：均匀加入镁锭使之熔化，金属锌材料随镁锭一起加入；金属锆材料先与镁做成中间合金MgZr30；MgZr30、金属硅材料放在炉台上预热，温度到达770℃加入MgZr30合金材料，温度到达780℃加入金属硅材料，均匀搅拌使溶液合金化；

（3）中间取样：取样检测化学成分，合格后封盖静置约一小时；

（4）铸棒成型：待步骤（3）中取样合格后，在730℃采用半连续浇铸成铸棒；

（5）材料检测：炉后取样检测化学成分、力学性能、金相组织，测试腐蚀速率。

2.根据权利要求1所述的一种可降解镁合金井下工具底座材料，其特征在于，所述可降解镁合金井下工具底座材料组成成分以及各成分的质量分数含量为：

锌（Zn）：6.5%-8%；

锆（Zr）：0.01%-0.45%；

硅（Si）：0.02-0.4%；

余量为镁（Mg），以上各组分质量分数之和为100%。

3.根据权利要求1或2所述的一种可降解镁合金井下工具底座材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）熔炼准备：将坩埚内部清洗干净，吊入电阻炉内，开启电炉，至坩埚加热暗红色，表面撒上二号熔剂；

（2）加料炼制：按质量比例准备原料，加料顺序如下：均匀加入镁锭使之熔化，金属锌材料随镁锭一起加入；金属锆材料先与镁做成中间合金MgZr30；MgZr30、金属硅材料放在炉台上预热，温度到达770℃加入MgZr30合金材料，温度到达780℃加入金属硅材料，均匀搅拌使溶液合金化；

（3）中间取样：取样检测化学成分，合格后封盖静置约一小时；

（4）铸棒成型：待步骤（3）中取样合格后，在730℃采用半连续浇铸成铸棒；

（5）材料检测：炉后取样检测化学成分、力学性能、金相组织，测试腐蚀速率。

4.根据权利要求3所述的一种可降解镁合金井下工具底座材料的制备方法，其特征在于，在步骤（2）加料炼制过程中，整过过程充分搅拌熔液，并抛洒二号熔剂灭火，使熔液合金化。

5.根据权利要求3所述的一种可降解镁合金井下工具底座材料的制备方法，其特征在于，在步骤（2）加料炼制过程中，MgZr30、金属硅材料放在炉台上预热时，采用热电偶测量熔体温度。

6.据权利要求3所述的一种可降解镁合金井下工具底座材料的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中间取样前，温度在760℃精炼，抛洒五号熔剂，均匀搅拌使合金液光亮后，再进行取样操作。

7.据权利要求3所述的一种可降解镁合金井下工具底座材料的制备方法，特征在于，步骤（2）加料炼制中的镁（Mg）、锌（Zn）、锆（Zr）、硅（Si）金属的纯度≥99.9%。

8.据权利要求3所述的一种可降解镁合金井下工具底座材料的制备方法，特征在于，步骤（1）熔炼准备中，电炉加热坩埚的温度控制在680-780℃。