[发明专利]用于硬面堆焊的粉末添加剂及其应用

说明书

本发明公开了用于硬面堆焊的粉末添加剂及其应用，添加剂为铝粉添加剂或含铝合金粉末添加剂，含铝合金粉末添加剂是锰、镍、铌、铬、钒、钛、硅、铁中的一种或多种元素与铝元素的合金粉末，含铝合金粉末添加剂是铝粉与锰、镍、铌、铬、钒、钛、硅、铁中的一种或多种单质粉末的混合物，铝粉添加剂或含铝合金粉末添加剂的粒度为‑100目～+540目，铝粉添加剂比例为堆焊材料的1～10％wt，含铝合金粉末添加剂比例为堆焊材料的0.5～6％wt。在堆焊材料中加入铝元素的添加剂，可有效地解决堆焊层中的气孔、夹杂及脱层缺陷，并提高基体对硬质颗粒的粘结能力、堆焊层的冲击韧性和耐腐蚀能力，提升堆焊层质量，延长工件寿命。

技术领域

本发明涉及一种用于硬面堆焊的粉末添加剂及其应用。

背景技术

在石油钻探过程中，作为钻进工具的钻头，工况非常恶劣，磨损十分严重。为了避免钻头体过早磨损失效，通常在牙轮钻头的齿面、背锥及掌尖、掌背部位堆焊一层耐磨材料。

在CN1404956A、CN1562550A、CN101168221A、CN101380698A、CN103228401A等有关硬面堆焊材料的专利文献中，均有涉及添加硅、锰、铌、镍等粉末或合金粉末添加剂，其作用是在堆焊的冶金过程中起脱氧造渣、排气及与母材熔合等作用，但由于这些合金元素其熔点较高，冷却凝固较快，脱氧造渣、排气及与母材熔合作用有限，堆焊后堆焊层气孔、夹杂、脱层(堆焊层整体从母材表面，或粘连部分母材表层脱落)等缺陷时有发生，严重影响了堆焊质量，进而缩减了工件使用寿命。

同时，由于堆焊层中起粘结耐磨硬质颗粒的基体未得到较好强化，致使硬质颗粒提前从粘结基体中脱落，导致堆焊层提前失效，进而缩减了工件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于硬面堆焊的粉末添加剂及其应用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于硬面堆焊的粉末添加剂，特点是：为铝元素的添加剂。

进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂，其中，所述添加剂是铝粉添加剂或含铝合金粉末添加剂。

进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂，其中，所述含铝合金粉末添加剂是锰、镍、铌、铬、钒、钛、硅、铁中的一种或多种元素与铝元素的合金粉末。

进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂，其中，所述含铝合金粉末添加剂是铝粉与锰、镍、铌、铬、钒、钛、硅、铁中的一种或多种单质粉末的混合物。

进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂，其中，所述含铝合金粉末添加剂是铝粉与含铝合金粉末的一种或多种的混合物。

进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂，其中，所述含铝合金粉末添加剂是含铝合金粉末的一种或多种的混合物。

进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂，其中，所述铝粉添加剂或含铝合金粉末添加剂的粒度为-100目～+540目。

本发明用于硬面堆焊的粉末添加剂的应用，特点是：在堆焊材料中加入铝元素的添加剂。

更进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂的应用，添加剂是铝粉添加剂或含铝合金粉末添加剂，铝粉添加剂是工业级铝粉，铝粉添加剂比例为堆焊材料的1～10％wt，含铝合金粉末添加剂比例为堆焊材料的0.5～6％wt。

更进一步地，上述的用于硬面堆焊的粉末添加剂的应用，含铝合金粉末添加剂中的铝含量为3～12％wt。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：