压裂泵阀座激光熔覆研究及应用

为了得到符合要求的激光熔覆材料和工艺参数,对410不锈钢阀座基体进行激光熔覆Co基加WC金属陶瓷涂层处理,通过扫描电镜、硬度测试和摩擦磨损试验研究了激光熔覆粉末材料、工艺参数以及后续热处理对不锈钢表面熔覆层组织性能的影响。研究结果表明,以SD-1和SD-2为主体配置的粉末得到成型性良好的熔覆层,随着扫描速度增大,熔覆层硬度和裂纹敏感性增大;后续热处理能够明显降低HAZ硬度;熔覆层与基体结合紧密,与未处理试件相比,经过处理的熔覆层耐磨性大大提高。研究结果对于激光熔覆技术的现场应用具有一定的指导作用。     

激光熔覆技术及其在井下工具中的应用

通过文献调研，综述了国内外激光熔覆技术的研究概况。介绍了激光熔覆技术在石油井下工具（含牙轮壳体、滑动轴承、抽油泵泵筒及泥浆泵缸套、钻柱稳定器等）中的应用情况及前景。探讨了影响激光熔覆层质量的几个关键问题。     

工艺参数对H13钢表面激光熔覆高熵合金成型和性能的影响

为了研究工艺参数对H13钢表面激光熔覆高熵合金成型和性能的影响,通过在H13钢表面激光熔覆Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75高熵合金,并分析了不同激光功率和扫描速度参数下熔覆层的形貌、相组成、硬度和耐磨性。研究表明,高熵合金Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75 熔覆层为BCC相和FCC相;当激光功率为200 W、扫描速度为300 mm/min时,熔覆层成形良好,平均硬度最高,耐磨性能也最好。相关结果为提高H13钢的表面性能提供了有效、可实施的方法和试验依据。     

激光熔覆Ni60合金涂层裂纹控制研究

为了减少激光熔覆层中裂纹的产生,采用激光熔覆技术在42Cr Mo钢表面制备Ni60熔覆层,通过对熔覆层显微组织、物相以及能谱分析来探究裂纹形成机理,同时还研究了不同激光功率和预热温度对裂纹的影响。研究表明,熔覆层主要由γ-(Fe,Ni)、Fe_0.64Ni_0.36和M₂₃C₆组成,基体与熔覆层之间的热物理性质、温度梯度以及熔覆层的硬质相分布等都会对裂纹数量和长度产生影响;随着激光功率和预热温度的提高,熔覆层中裂纹的数量和长度均有一定改善。研究结果可为激光熔覆Ni基合金裂纹控制提供参考依据。     

2Cr13不锈钢表面激光熔覆Ni合金层的研究

通过扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、Ｘ光能谱仪、显微硬度计研究了２Ｃｒ１３不锈钢表面激光熔覆Ｎｉ合金层的组织,并分析热处理对Ｎｉ合金层组织和显微硬度的影响。结果表明：Ｎｉ合金层由下至上可分为平面晶区,胞状晶区及枝晶区。激光熔覆Ｎｉ合金层后熔覆层的显微硬度由２３０ＨＶ提高到５００－７００ＨＶ,热处理后Ｎｉ合金层的组织较热处理前细化,其显微硬度高达８５０－１１２０ＨＶ。     

H13钢激光熔覆工艺对熔覆层气孔缺陷的影响

为了研究激光熔覆工艺参数对熔覆层宏观形貌和气孔缺陷的影响，通过设计正交试验，分析了优化参数下熔覆层的微观组织和力学性能。试验结果显示，随着扫描速度增加，气孔数量和熔覆层厚度减小；当熔覆层厚度小于200 μm时，Ar气卷入熔融金属形成的气泡能够及时逸出，使得气孔数量降低；在激光功率1 300 W、送粉速度28 g/min、扫描速度7 mm/s的熔覆工艺参数下，能够获得无裂纹和无气孔的熔覆层，其微观组织由大量的针状马氏体和少量的碳化物组成，显微硬度值约为650HV0.5～710HV0.5。研究表明，扫描速度对气孔数量和熔覆层有着显著影响。     

闸板表面激光熔覆应力场数值模拟

闸板作为平板闸阀的关键件,闸板的擦伤和腐蚀严重妨碍了平板闸阀在石油行业中的应用。鉴于此,利用SYSWELD有限元分析软件,以热弹塑性理论为基础,采用修正高斯热源模型,对平板闸阀易损件闸板表面激光熔覆Ni基合金过程进行了数值模拟,对激光熔覆温度场和应力场进行了分析,得到了闸板表面激光熔覆残余应力的分布规律。模拟结果表明,激光熔覆过程中升温速率要明显高于冷却速率;闸板熔覆层中,残余应力随着z轴负方向呈增大趋势,越靠近闸板中圆孔处拉应力越大,越易产生裂纹;在熔覆层厚度方向上,残余应力峰值出现在距表层0.53 mm处。研究结果可为平板闸阀的设计和现场使用提供参考。     

Nb对激光熔覆Fe45Mn30Co10Cr10Nb5高熵合金层组织与性能的影响

在304L不锈钢表面采用激光熔覆法制备了Fe50-xMn30Co10Cr10Nbx（x=0, 5）高熵合金熔覆层,通过添加Nb元素和不添加Nb元素进行对比试验,研究Nb元素对于熔覆层组织和性能的影响。研究表明,采用激光熔覆法制备的高熵合金熔覆层顶部为细小的等轴晶,而靠近基体部分则为柱状晶;Nb元素的加入能够促进Laves相产生,提高了高熵合金熔覆层的硬度和耐磨性,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层的硬度最高可达357.6HV0.05,约为Fe50Mn30Co10Cr10熔覆层最大硬度的1.2倍,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层磨损失重相比Fe50Mn30Co10Cr10减少约27%。研究结果可为提高304L不锈钢表面性能提供一定的试验依据。     

牙轮钻头牙掌轴颈激光热处理

介绍了牙轮钻头牙掌轴颈采用激光热处理的可行性试验分析、实验方法、试验结果、经济效益，指出了在油用、矿用钻头制造中可以推广应用的情况。     

牙轮钻头齿面堆焊材料的研究

文章介绍了两种牙轮钻头齿面堆焊用的新型材料,其主要成分是硬度高而又抗冲击的球状烧结碳化钨,其粘结金属为含有自熔性元素、具有一定耐磨能力、流动性好的多元合金。实验室和工业试验表明,这两种材料施焊容易、耐磨、焊层无裂纹和脱落,从而提高了牙轮钻头的工作寿命。     

Cr_3C_2对激光熔覆Ni合金层组织和性能的影响

使用2kW连续波CO2激光器在45号钢表面激光熔覆Ni合金层及Ni合金中添加50％Cr3C2复合粉的复合涂层,并分析两种激光熔覆层的物相、组织和显微硬度。结果表明,在Ni基合金中添加50％Cr3C2复合粉,采用激光功率1．7kw、扫描速度5mm／s、光斑直径3mm的激光工艺熔覆,可获得良好的激光熔覆层;Ni／50％Cr3C2复合涂层的组织明显比Ni合金层的组织细化,其硬度达950～1200HV,比Ni合金层的显微硬度提高350～400HV。     

激光熔覆工艺参数对铅青铜熔覆层微观组织及性能影响

为了探索不同激光工艺参数对铅青铜熔覆层成形质量的影响,采用激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备铅青铜熔覆层,并分析了熔覆层微观组织、硬度和减磨性能。结果表明,激光功率240 W、扫描速度5 mm/min为最优工艺参数,采用此工艺参数制备出的铅青铜熔覆层成形质量良好,组织致密、无气孔裂纹;铅青铜熔覆层组织主要由马氏体、α-Cu固溶体、CrMo₃S₄、Pb相组成;熔覆层平均硬度为334HV_0.1;熔覆层试样的磨损类型为黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损形式。     

金属表面激光熔覆技术在油田的应用

激光表面熔覆技术是近年来发展起来的一种新型表面处理工艺。在普通金属表面用激光熔覆一层高性能合金或陶瓷复合材料，能显著提高金属的耐磨和耐蚀性能，而油田各种钻采机械正需要这种技术来提高易损件的耐磨和耐蚀性。综合阐述了金属表面激光熔覆工艺特点，国内外的研究与应用情况以及这种技术在油田未来的应用前景。     

金属间化合物对Cu基复合熔覆层磨损性能的影响

为了系统研究铜合金涂层中Fe含量对其微观组织和力学性能的影响,采用自制铜合金粉末在6061铝合金上进行激光熔覆试验,即在6061铝合金表面熔覆了不同Fe含量的铜基复合熔覆层。试验结果显示,不同Fe含量的熔敷层组织从底层到表面分别为平面晶体、柱状晶、胞状晶和等轴晶;合金涂层由AlCuNi、AlNi和金属间化合物相组成（即:FeAl和Fe3Al）。研究表明,熔敷层硬度和耐磨性随着FeAl和Fe3Al相含量的增加而相应提高,当w（Fe）=15%时,熔敷层的耐磨性达到最佳值。     

新型非密封滑动轴承牙轮钻头的试验研究

密封滑动轴承牙轮钻头的密封圈工作条件恶劣,极易损坏;密封圈占据了轴颈的一部分空间,使钻头承载能力减小,这些都降低了钻头的使用寿命。通过滑动轴承失效原因的分析,提出非密封滑动轴承牙轮钻头的轴承表面应采用硬度大、热稳定性好的材料,轴承摩擦副应采用硬-硬配对方式。经过对WC-Co类硬质合金材料力学性能和摩擦学性能分析,用新的轴承结构解决了硬质合金脆性问题,并研制出新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头。室内试验表明,硬质合金摩擦副具有良好的抗磨粒磨损能力,可用于牙轮钻头非密封滑动轴承的滑动表面。现场初步试验证明,新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头具有良好的应用前景,是发展高速滑动轴承牙轮钻头和小尺寸滑动轴承牙轮钻头的有效途径。     

激光工艺参数对Ni/Cr_3C_2复合涂层稀释率的影响

激光熔覆层的稀释率是决定熔覆层性能的重要参数。预置涂层厚度、激光功率和扫描速度对稀释率有很大影响，其中预置涂层厚度是决定复合涂层稀释率的最主要因素，预置涂层厚度越大，在基材表面形成“热屏蔽”效应越大，吸收的热量越多，则稀释率越低。涂层的稀释率随着激光功率的增大而增大，随着激光扫描速度的增大而减小，稀释率和激光工艺参数之间的关系可通过与能量密度之间的关系来综合描述。对于激光熔覆Ni／50％Cr3C2复合涂层，只有稀释率不超过10％时，才能保证涂层的性能，使涂层和基体之间形成良好的冶金结合。     

钻头齿面堆焊用硬质合金焊条的改进

现文尝试把牙轮钻头齿面堆焊用管装粒状铸造碳化钨焊条中的碳化钨用球状烧结碳化钨取代，并将管皮厚度减小，制成薄皮管装球状烧结碳化钨焊条。室内试验表明，焊条的抗冲击磨料磨损有较大提高，而球状碳化钨的多少是影响焊层抗磨性能的重要因素。     

合金元素对Q345钢表面Cu基熔覆层组织及性能的影响

为了提高Q345钢的表面耐磨性以及得到性能优良的铜/钢复合材料,设计了两种Cu-Ni-Cr-C系金属粉芯焊丝,采用GTAW熔覆方法制备了两种铜基熔覆层,并利用SEM、EDS、硬度和摩擦磨损试验对熔覆层的组织和性能进行了研究。试验结果表明:两种熔覆层的基体组织均为Cu-Fe-Ni-Cr固溶体,并由于成分的差异在液相分离作用下产生了不同的析出相。其中,1#熔覆层的析出相主要为粗大的富Fe相,2#熔覆层的析出相以细小的富Cr相为主。两种熔覆层均与Q345钢基体达到了冶金结合,Cu、Cr、Ni、Fe元素在界面处均发生了一定的扩散。另外,得益于固溶强化和第二相强化作用,两种熔覆层的硬度均接近Q345钢基体,且2#熔覆层的硬度高于1#熔覆层,这与析出相的种类和尺寸有关。两种熔覆层均表现出了较好的耐磨性,其中2#熔覆层的摩擦系数略低于1#熔覆层,且磨损量与1#相比大大减少,表明其耐磨性更优。     

螺杆式压缩机阳转子断裂原因分析

某炼油厂油品装置螺杆式压缩机的阳转子在盘车过程中发生了断裂。文章对断裂的阳转子进行了宏观检验、化学成分分析、金相检验、硬度检验、运行工况分析。结果表明:阳转子的热处理状态不符合设计要求。由于磨损,阳转子在断裂前曾进行了表面激光熔覆,在激光熔覆层上出现了裂纹,运行期间裂纹发生扩展,导致了阳转子出现疲劳断裂。针对断裂的原因,提出了相应的改进建议。     

制造牙轮钻头用的EX55钢

<正> 早在1972年,人们就已经认识到,制造碳化钨镶齿牙轮钻头的牙轮需要一种高淬透性的渗碳级新钢种。这是因为: 1.已经在钻头上应用的碳化钨齿伸出较长,并且切削端形状多种多样,这就要求有屈服强度高的钢材来保证碳化钨齿在压配中得到足够的固紧力。