КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

1. Аддитивный способ изготовления компонента из композиционного материала с металлической матрицей, включающий:
расплавление порошкообразной смеси электронным пучком, при этом указанная порошкообразная смесь содержит порошкообразный карбид вольфрама в количестве от 45 мас.% до 72 мас.% от массы порошкообразной смеси и порошкообразное связующее в количестве от 28 мас.% до 55 мас.% от массы порошкообразной смеси, причем указанное порошкообразное связующее содержит никель.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что порошкообразное связующее содержит никель в количестве по меньшей мере 70 мас.% от массы связующего и дополнительно содержит:
бор в количестве от 0,0 мас.% до 6,0 мас.% от массы связующего;
кремний в количестве от 0,0 мас.% до 6,0 мас.% от массы связующего.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что связующее состоит по существу из бора, кремния и никеля.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что связующее содержит никель в количестве по меньшей мере 90 мас.% от массы связующего.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что порошкообразный карбид вольфрама имеет размер частиц от 50 меш до 400 меш, при этом указанное порошкообразное связующее имеет размер частиц от 60 меш до 400 меш.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что порошкообразный карбид вольфрама имеет размер частиц от 150 меш до 350 меш, при этом указанное порошкообразное связующее имеет размер частиц от 150 меш до 350 меш.
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
подачу электронного пучка на фокальное пятно на порошкообразной смеси при мощности от 200 Вт до 3000 Вт; и
прохождение фокального пятна электронного пучка по порошкообразной смеси со скоростью линейного сканирования от 5,0 мм/с до 30,0 мм/с.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что фокальное пятно имеет ширину от 0,1 мм до 0,2 мм.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что мощность составляет от 1500 Вт до 2000 Вт;
при этом скорость линейного сканирования составляет от 15,0 мм/с до 20,0 мм/с; и
при этом ширина фокального пятна составляет от 0,14 мм до 0,16 мм.
10. Способ по п. 8, дополнительно включающий прохождение фокального пятна линейно вперед и назад по порошкообразной смеси с интервалом сканирования от 0,7 мм до 0,18 мм.
11. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
распределение слоя порошкообразной смеси равномерно с толщиной от 0,04 мм до 0,12 мм; и
расплавление указанного слоя порошкообразной смеси электронным пучком.
12. Способ по п. 7, дополнительно включающий:
размещение порошкообразной смеси в вакуумной камере перед расплавлением указанной порошкообразной смеси;
-6
-10
создание разрежения в вакуумной камере до давления менее 8×10 мБар (8×10 МПа) после размещения порошкообразной смеси в указанной вакуумной камере;
расплавление указанной порошкообразной смеси электронным пучком после создания разрежения в указанной вакуумной камере.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный компонент из композиционного материала с металлической матрицей представляет собой буровое долото для бурения скважин, импеллер насоса или колено жидкостного трубопровода.
14. Композиционный материал с металлической матрицей, содержащий:
карбид вольфрама в количестве от 45 мас.% до 72 мас.% от массы указанного композиционного материала; и
связующее в количестве от 28 мас.% до 55 мас.% от массы указанного композиционного материала, причем указанное связующее содержит:
бор в количестве от 0,0 мас.% до 6,0 мас.% от массы связующего;
кремний в количестве от 0,0 мас.% до 6,0 мас.% от массы связующего; и
никель в количестве по меньшей мере 70 мас.% от массы связующего.
15. Композиционный материал по п. 14, отличающийся тем, что количество никеля составляет по меньшей мере 90 мас.% от массы связующего.
16. Композиционный материал по п. 14, отличающийся тем, что связующее дополнительно содержит хром, железо, кобальт, медь, молибден или фосфор.
17. Композиционный материал по п. 14, отличающийся тем, что количество карбида вольфрама составляет от 55 мас.% до 60 мас.% от массы композиционного материала, а количество связующего составляет от 40 мас.% до 45 мас.% от массы композиционного материала.
18. Композиционный материал по п. 14, отличающийся тем, что количество бора составляет от 1,0 мас.% до 3,0 мас.% от массы связующего, количество кремния составляет от 2,5 мас.% до 4,5 мас.% от массы связующего, а количество никеля составляет по меньшей мере 90 мас.% от массы связующего.
19. Буровое долото для бурения скважин в земляной формации, содержащее:
корпус долота, изготовленный из композиционного материала с металлической матрицей;
причем указанный композиционный материал с металлической матрицей содержит:
карбид вольфрама в количестве от 45 мас.% до 72 мас.% от массы указанного композиционного материала; и
связующее в количестве от 28 мас.% до 55 мас.% от массы указанного композиционного материала;
при этом указанное связующее содержит никель.
20. Буровое долото по п. 19, отличающееся тем, что указанное связующее содержит никель в количестве по меньшей мере 70 мас.% от массы связующего и дополнительно содержит:
бор в количестве от 0,0 мас.% до 6,0 мас.% от массы связующего;
кремний в количестве от 0,0 мас.% до 6,0 мас.% от массы связующего.
21. Буровое долото по п. 20, отличающееся тем, что количество бора составляет от 1,0 мас.% до 3,0 мас.% от массы связующего, а количество кремния составляет от 2,5 мас.% до 4,5 мас.% от массы связующего.
22. Буровое долото по п. 20, отличающееся тем, что количество никеля составляет по меньшей мере 90 мас.% от массы связующего.
23. Буровое долото по п. 20, отличающееся тем, что указанное связующее дополнительно содержит хром, железо, кобальт, медь, молибден или фосфор.
24. Буровое долото по п. 19, отличающееся тем, что указанное связующее состоит по существу из бора, кремния и никеля.
25. Буровое долото по п. 19, отличающееся тем, что количество карбида вольфрама составляет от 55 мас.% до 60 мас.% от массы указанного композиционного материала, а количество связующего составляет от 40 мас.% до 45 мас.% от массы указанного композиционного материала.
26. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное связующее состоит по существу из никеля.
27. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное связующее содержит по существу 0,0 мас.% Si и 0,0 мас.% В.
28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что указанное связующее содержит 100 мас.% Ni.
29. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное связующее содержит хром, молибден и ниобий.
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что указанное связующее содержит:
хром в количестве от 20,0 мас.% до 23,0 мас.% от массы связующего;
молибден в количестве от 8,0 мас.% до 10,0 мас.% от массы связующего; и
ниобий в количестве от 3,15 мас.% до 4,15 мас.% от массы связующего.
31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что указанное связующее дополнительно содержит:
железо;
кремний в количестве от 0.0 мас.% до 0.5 мас.% от массы связующего;
кобальт;
алюминий;
титан; и
марганец.
32. Композиционный материал по п. 14, отличающийся тем, что указанное связующее состоит по существу из никеля.
33. Композиционный материал по п. 14, отличающийся тем, что указанное связующее содержит, по существу, 0,0 мас.% Si и 0,0 мас.% В.
34. Композиционный материал по п. 33, отличающийся тем, что указанное связующее содержит 100 мас.% Ni.
35. Композиционный материал по п. 14, отличающийся тем, что указанное связующее содержит хром, молибден и ниобий.
36. Композиционный материал по п. 35, отличающийся тем, что указанное связующее содержит:
хром в количестве от 20,0 мас.% до 23,0 мас.% от массы связующего;
молибден в количестве от 8,0 мас.% до 10,0 мас.% от массы связующего; и
ниобий в количестве от 3,15 мас.% до 4,15 мас.% от массы связующего.
37. Композиционный материал по п. 36, отличающийся тем, что указанное связующее дополнительно содержит:
железо;
кремний в количестве от 0.0 мас.% до 0.5 мас.% от массы связующего;
кобальт;
алюминий;
титан; и
марганец.
38. Буровое долото по п. 19, отличающееся тем, что указанное связующее состоит по существу из никеля.
39. Буровое долото по п. 19, отличающееся тем, что указанное связующее содержит по существу 0,0 мас.% Si и 0,0 мас.% В.
40. Буровое долото по п. 19, отличающееся тем, что указанное связующее содержит 100 мас.% Ni.
41. Буровое долото по п. 19, отличающееся тем, что указанное связующее содержит хром, молибден и ниобий.
42. Буровое долото по п. 41, отличающееся тем, что указанное связующее содержит:
хром в количестве от 20,0 мас.% до 23,0 мас.% от массы связующего;
молибден в количестве от 8,0 мас.% до 10,0 мас.% от массы связующего; и
ниобий в количестве от 3,15 мас.% до 4,15 мас.% от массы связующего.
43. Буровое долото по п. 42, отличающееся тем, что указанное связующее дополнительно содержит:
железо;
кремний в количестве от 0.0 мас.% до 0.5 мас.% от массы связующего;
кобальт;
алюминий;
титан; и
марганец.