[发明专利]一种MWD仪器外筒表面抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层

权利要求书

1.一种随钻测量(Measurement While Drilling，MWD)仪器外筒表面抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述梯度涂层由打底层、过渡层和工作层组成，其中，过渡层分为第一过渡层、第二过渡层和第三过渡层。

2.如权利要求1所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述打底层为金属层，由NiCrAlY复合粉末喷涂形成；所述工作层为陶瓷层，由Al₂O₃粉末、纳米TiO₂粉末、TiB₂粉末、Cr₃Si粉末和多层石墨烯片组成的混合粉末喷涂形成；所述过渡层为金属-陶瓷层，由NiCrAlY复合粉末、Al₂O₃粉末、纳米TiO₂粉末、TiB₂粉末、Cr₃Si粉末和多层石墨烯片组成的混合粉末喷涂形成。

3.如权利要求2所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述的打底层中NiCrAlY复合粉末平均粒径为38～75μm，Cr的含量为18～24wt％，Al的含量为7～13wt％，Y的含量为0.5～1.0wt％，余量为Ni。

4.如权利要求2所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述工作层中Al₂O₃粉末、纳米TiO₂粉末、TiB₂粉末和Cr₃Si粉末的质量比为75～90：3～15：2～5：2～5。

5.如权利要求2所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述工作层中Al₂O₃粉末粒径为23～45μm；纳米TiO₂粉末粒径为50～100nm；TiB₂粉末粒径为26～53μm；Cr₃Si粉末粒径为26～53μm。

6.如权利要求2所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述工作层中加入多层石墨烯片层数小于8层；多层石墨烯片的含量占工作层混合粉末总质量的0.25～1.5wt％。

7.如权利要求1所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述的第一过渡层、第二过渡层和第三过渡层中，NiCrAlY复合粉末质量与由Al₂O₃粉末、纳米TiO₂粉末、TiB₂粉末、Cr₃Si粉末和多层石墨烯片组成的混合粉末的总质量比分别为2～4:1，1:0.5～1.5，0.5～1.5:2～4，其中，各过渡层中Al₂O₃粉末、纳米TiO₂粉末、TiB₂粉末、Cr₃Si粉末和多层石墨烯片组成与工作层相同。

8.如权利要求1所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所述打底层、过渡层和工作层的厚度分别为30～50μm、150～200μm和100～120μm。

9.一种如权利要求1所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：

(1)对MWD外筒表面进行超声清洗、干燥、粗糙化处理；

(2)先用等离子喷枪火焰预热步骤(1)中处理好的基体；然后喷涂NiCrAlY打底层；再分别喷涂三层过度层；最后喷涂工作层。

(3)对等离子喷涂好的样品表面进行激光熔覆。

10.如权利要求1所述的抗冲蚀石墨烯复合梯度涂层，其特征在于，所制备的梯度涂层的显微硬度为800～1050HV，粗糙度为6.03～8.19μm，涂层结合强度为25～36MPa，冲蚀磨损率为0.0472～0.0864mg·cm^-2·min^-1。