一种超硬涂层粉末及其应用制造技术

本发明专利技术涉及超硬涂层粉末，包括如下质量分数的组分：Cr 15‑20％、Ni 10‑15％、Mo 1‑5％、Si 1‑5％、C 0‑0.1％、其余为Fe；并且，所述超硬涂层粉末的粒径可以是45‑106um、45‑90um、20‑53um或者11‑45um；或者Cr 20‑30％、Ni 5‑15％、W 5‑12％、Ta 1‑5％、C 0‑1％、其余为Co；并且，所述超硬涂层粉末的粒径为5‑45um。采用超高速激光熔覆将超硬涂层粉末熔覆在喷枪本体外表面，其中，喷枪本体外表面涂层厚度为0.1‑2mm；所述涂层硬度达到洛氏硬度60‑80HRC。本发明专利技术能显著提高喷枪本体表面硬度。

A Super Hard Coating Powder and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种超硬涂层粉末及其应用
本专利技术属于超硬涂层
，尤其涉及一种超硬涂层粉末及其应用。
技术介绍
目前在水力喷射压裂施工过程中广泛出现射孔本体返溅刺坏的问题。喷枪本体刺坏的主要原因为含砂射孔液体流经喷嘴加速形成的高速喷射流束冲击到井筒套管内壁后，反溅回来冲击到喷射器本体上，由于喷枪本体材质抗返溅能力差，导致喷枪本体刺坏。现阶段，为了缩短压裂时间，提高设备的使用效率，提出一趟管柱压裂多层，压后管柱全部提出井筒保持全通径。这样就需要水力喷射工具一次下井后可多次喷砂射孔，对喷枪本体硬度要求高。因此，基于这些问题，提供一种能提高喷枪本体表面硬度的超硬涂层，具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能提高喷枪本体表面硬度的超硬涂层。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种超硬涂层粉末，包括如下质量分数的组分：Cr15-20％、Ni10-15％、Mo1-5％、Si1-5％、C0-0.1％、其余为Fe；并且，所述超硬涂层粉末的粒径可以是45-106um、45-90um、20-53um或者11-45um；或者Cr20-30％、Ni5-15％、W5-12％、Ta1-5％、C0-1％、其余为Co；并且，所述超硬涂层粉末的粒径为5-45um。进一步的，所述超硬涂层粉末中的各组分颗粒通过气雾化或旋转电极雾化制备得到。超硬涂层粉末应用于水力喷射压裂施工过程中的喷枪：采用超高速激光熔覆将超硬涂层粉末熔覆在喷枪本体外表面，其中，喷枪本体外表面涂层厚度为0.1-2mm。进一步的，所述涂层硬度达到洛氏硬度60-80HRC。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术的超硬涂层粉末包括Cr、Ni、Mo、Si、C、Fe；或者包括Cr、Ni、W、Ta、C、Co；采用超高速激光熔覆将超硬涂层粉末熔覆在喷枪本体外表面，其中，喷枪本体外表面涂层厚度为0.1-2mm，喷枪本体表面硬度可以达到洛氏硬度60-80HRC；常规水力喷射工具的喷枪本体表面采用常规的热处理，只能实现射孔一次，而采用超硬涂层喷枪可以射孔多次。具体实施方式首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本专利技术的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本专利技术形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本专利技术的更多其他实施例。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1一种超硬涂层粉末，包括如下质量分数的组分：Cr18％、Ni10％、Mo3％、Si2.5％、C0.04％、其余为Fe；并且，所述超硬涂层粉末的粒径可以是45-106um、45-90um、20-53um或者11-45um；其中，所述超硬涂层粉末中的各组分颗粒通过气雾化或旋转电极雾化制备得到。以上超硬涂层粉末应用于水力喷射压裂施工过程中的喷枪：采用超高速激光熔覆将超硬涂层粉末熔覆在喷枪本体外表面，其中，喷枪本体外表面涂层厚度为0.3mm。通过采用数显洛氏硬度计对喷枪本体表面的涂层硬度进行测试，检测得到的涂层硬度达到洛氏硬度62HRC。需要说明的是，所述喷枪为市面上常见的产品，例如水力喷枪KPS-118。作为对比，水力喷射工具的喷枪本体采用42CrMo合金，表面采用常规的热处理，只能实现射孔一次，而超硬合金涂层喷枪可以射孔多次。作为举例，当水力喷射工具入井工作时，从喷嘴射出的含砂高速喷射流束冲击到套管壁或井壁反溅至喷嘴附近的本体时，由于本体的硬度很高，含砂高速喷射流束对本体伤害没有或者很小，当管柱移动到下一层射孔时，水力喷射工具性能与第一次射孔之前相当，从而实现一次下井多次射孔。实施例2一种超硬涂层粉末，包括如下质量分数的组分：Cr22％、Ni11％、W8％、Ta3％、C0.5％、其余为Co；并且，所述超硬涂层粉末的粒径为5-45um。其中，所述超硬涂层粉末中的各组分颗粒通过气雾化或旋转电极雾化制备得到。以上超硬涂层粉末应用于水力喷射压裂施工过程中的喷枪：采用超高速激光熔覆将超硬涂层粉末熔覆在喷枪本体外表面，其中，喷枪本体外表面涂层厚度为0.4mm。通过采用数显洛氏硬度计对喷枪本体表面的涂层硬度进行测试，检测得到的涂层硬度达到洛氏硬度65HRC。需要说明的是，所述喷枪为市面上常见的产品，例如水力喷枪KPS-118。作为对比，水力喷射工具的喷枪本体采用42CrMo合金，表面采用常规的热处理，只能实现射孔一次，而超硬合金涂层喷枪可以射孔多次。作为举例，当水力喷射工具入井工作时，从喷嘴射出的含砂高速喷射流束冲击到套管壁或井壁反溅至喷嘴附近的本体时，由于本体的硬度很高，含砂高速喷射流束对本体伤害没有或者很小，当管柱移动到下一层射孔时，水力喷射工具性能与第一次射孔之前相当，从而实现一次下井多次射孔。实施例3一种超硬涂层粉末，包括如下质量分数的组分：Cr20％、Ni12％、Mo4％、Si3％、C0.05％、其余为Fe；并且，所述超硬涂层粉末的粒径可以是45-106um、45-90um、20-53um或者11-45um。其中，所述超硬涂层粉末中的各组分颗粒通过气雾化或旋转电极雾化制备得到。以上超硬涂层粉末应用于水力喷射压裂施工过程中的喷枪：采用超高速激光熔覆将超硬涂层粉末熔覆在喷枪本体外表面，其中，喷枪本体外表面涂层厚度为1mm。通过采用数显洛氏硬度计对喷枪本体表面的涂层硬度进行测试，检测得到的涂层硬度达到洛氏硬度70HRC。需要说明的是，所述喷枪为市面上常见的产品，例如水力喷枪KPS-118。作为对比，水力喷射工具的喷枪本体采用42CrMo合金，表面采用常规的热处理，只能实现射孔一次，而超硬合金涂层喷枪可以射孔多次。作为举例，当水力喷射工具入井工作时，从喷嘴射出的含砂高速喷射流束冲击到套管壁或井壁反溅至喷嘴附近的本体时，由于本体的硬度很高，含砂高速喷射流束对本体伤害没有或者很小，当管柱移动到下一层射孔时，水力喷射工具性能与第一次射孔之前相当，从而实现一次下井多次射孔。实施例4一种超硬涂层粉末，包括如下质量分数的组分：Cr24％、Ni15％、W12％、Ta5％、C0.7％、其余为Co；并且，所述超硬涂层粉末的粒径为5-45um。其中，所述超硬涂层粉末中的各组分颗粒通过气雾化或旋转电极雾化制备得到。以上超硬涂层粉末应用于水力喷射压裂施工过程中的喷枪：采用超高速激光熔覆将超硬涂层粉末熔覆在喷枪本体外表面，其中，喷枪本体外表面涂层厚度为1.2mm。通过采用数显洛氏硬度计对喷枪本体表面的涂层硬度进行测试，检测得到的涂层硬度达到洛氏硬度75HRC。需要说明的是，所述喷枪为市面上常见的产品，例如水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超硬涂层粉末，其特征在于：包括如下质量分数的组分：Cr 15‑20％、Ni 10‑15％、Mo 1‑5％、Si 1‑5％、C 0‑0.1％、其余为Fe；并且，所述超硬涂层粉末的粒径可以是45‑106um、45‑90um、20‑53um或者11‑45um；或者Cr 20‑30％、Ni 5‑15％、W 5‑12％、Ta 1‑5％、C 0‑1％、其余为Co；并且，所述超硬涂层粉末的粒径为5‑45um。

【技术特征摘要】
1.一种超硬涂层粉末，其特征在于：包括如下质量分数的组分：Cr15-20％、Ni10-15％、Mo1-5％、Si1-5％、C0-0.1％、其余为Fe；并且，所述超硬涂层粉末的粒径可以是45-106um、45-90um、20-53um或者11-45um；或者Cr20-30％、Ni5-15％、W5-12％、Ta1-5％、C0-1％、其余为Co；并且，所述超硬涂层粉末的粒径为5-45um。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志斌，李梅，程智远，杨晓勇，郭鸣，周后俊，李世恒，张鹏，骆劲羽，詹鸿运，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12