[发明专利]耐磨带金属芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨带金属芯焊丝，属于焊接材料、表面处理材料技术领域。

技术背景

转杆接头耐磨层(带)以一定的耐磨性和减摩性保护转杆和套管，避免强烈磨损。从机理上讲，转杆接头耐磨带的作用是利用自身及其耐磨性，将转杆外壁和套管内壁隔离，使转杆接头不与套管壁或井壁接触，以保护转杆接头。目前高磨损环境的耐磨带以高铬铸铁和碳化钨型为主，这些材料在实际应用中能降低岩石对转杆接头的磨损，但由于这些材料中含有大量硬质相而且硬质相粗大、脆性大，导致转杆接头在与套管接触时，耐磨带易剥落，使套管大量磨损。套管一旦被磨穿，将导致井内压力下降，严重影响钻井及开采工作。

发明内容

为克服现有技术中的技术问题，本发明的发明目的是提供一种耐磨带金属芯焊丝，利用本发明提供的焊丝进行焊接所形成耐磨层的耐磨性高，摩擦系数低。

为实现所述发明目的，本发明提供一种耐磨带金属芯焊丝，所述焊丝采用碳钢钢带包裹合金粉末制成，合金粉末包含如下重量百分比的成分：铬：5-10％；镍：2-6％；锰：1-7％；钼：1-10％；硅：1-5％；稀土：0.5-2％；碳：1-5％；余量为铁及微量杂质。

优选地，合金粉末还包含如下重量百分比的成分：钨：2-10％。

优选地，合金粉末还包含如下重量百分比的成分：钒：1-3％。

优选地，合金粉末还包含如下重量百分比的成分：钛：1-6％。

优选地，合金粉末还包含如下、重量百分比的成分：铌：1-10％。

优选地，合金粉末还包含如下、重量百分比的成分：氟：1-2％。

与现有技术相比，利用本发明提供的焊丝进行焊接，所形成的耐磨带(层)表面硬度高，摩擦系数低，表面均匀、致密、平整、光滑，无残渣；与基体熔合好，不易剥落且无龟裂。

附图说明

图1是本发明提供的磨层焊丝制备的流程图。

具体实施方式

实施例1

本发明最佳实施例1所提供的耐磨带金属芯焊丝采用碳钢钢带包裹合金粉末制成，合金粉末包含如下重量百分比的成分：铬：5-10％；镍：2-6％；锰：1-7％；钼：1-10％；硅：1-5％；稀土：0.5-2％；碳：1-5％；余量为铁及微量杂质。

上述合金粉末是由一定份比的铬铁(FeCr57)块、镍块、锰铁(FeMn75)块、钼铁(FeMo60)块、金属硅块、稀土颗粒、碳块和铁块混合后经熔化、喷粉、烘干、筛分得到的。

如图1所示，将17.5千克铬铁(FeCr57)块、5千克镍块、7千克锰铁(FeMn75)块、3.3千克钼铁(FeMo60)块、4千克金属硅块；1千克稀土颗粒、2千克碳块和60.2千克铁块混合后放入中频炉加热到1000℃-1500℃，保持2小时，使各种成分充分熔化，而后在15-25个标准大气压下经喷粉机雾化喷粉；将雾化所得粉末低温烘干，分筛取60-200目的合金粉末。

选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带，先将其轧成U型。取总量10千克的本发明提供的合金粉末(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)，加入U型冷轧钢带槽中，填充率为30％。将U型槽合口，使合金粉末包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm、1.8mm、1.6mm的拉丝模，逐道拉拔，减径，最后使其直径达到1.6mm.

采用焊接电流为150-250A，焊接电压为20-30V，层间温度控制在100-200℃的工艺进行焊接，得到堆焊层(耐磨层)。

采用HR-150A洛氏硬度机对堆焊层取五点测量硬度得到该焊丝堆焊层的平均洛氏硬度值，洛氏硬度机的载荷为150kg。采用MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机对堆焊层试件进行耐磨性实验，实验参数如下：橡胶轮转速：240转/分，橡胶轮直径：178mm，橡胶轮硬度：60(绍尔硬度)，载荷：10kg，磨损时间：250s，橡胶轮转数：约4000转，磨料：40-70目的石英砂。材料的耐磨性能用磨损的失重量来衡量。在实验前、后，将试件放入盛有丙酮溶液的烧杯中，在超声波清洗仪中清洗3-5分钟。

与高铬铸铁堆焊合金相比，利用本发明提供焊丝进行焊接所得耐磨层的硬度及耐磨性，见表1：

表1