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1、维普资讯 http:/46TECHNO LOGYHotWorking Technology 2005No10激光熔覆 Ni60在抽油泵柱塞上的应用彭玉娟。， 燕 伟强 李赫 亮 ，崔立丰 王春山fl三宁工程被术是学 科牡皋辽宁阜新 123000；2辽坷油田炼采工艺研究 ，辽宁 盘锦 l24000；3是连 工是学三春材料改性国末重量联告实验室 辽宁是连 lJ6000)摘 要：难45钢H塞丧 稿Ij匕熔覆涮蔷 Ni60柑求诛屡用于代替氧己炔喷峥 Ni40涂屡研究 r纽织形卷和各种性能，结果表啊：与火蝙喷懈层卡日此澈】匕懈疆层的组 l均匀indf、硬度及耐磨性Ij寸蚀性更好关键词：激兜喀帮；氧己炔喷
2、蝉；镍甚 盘中图分类号：TGI5699文献标识码：A文章编号：】o0I-3814(2005)l0-00464)2Application ofLaser Cladding Layer NickelBased Alloy OilPolePENG Yu-juan。LUO Yan。，ZHANG Wciliang，L1HeliangCU1Lifen ，WANG Chun-shanIlDeIJartmant Mraer#dLiaonL,agn：ersity,凡 c 123000,Chim,zg3mthes&MtmTechnol*g3ReearrhtntiSuteE“m O+lfie Panjin12400
3、0 Chin 3s KeyL cm。MaterialsM 西。ationbyA,nr-utElectronBeatm Oditmt#tivem“ t TechnologyDatixm I、6023，ChinnlAbstract：ThealoypowdersofNi60 and Ni40 have been separately coated oflthesurfaceofthe 45steelbylasercladding and lamef spraywelding A study ol3 tmcrostracture and properties was made The i-esu sh
4、ow that compared with lamefspray-welding microstmctum oflasercladding nickelbased alloy isiner,itsfhardness is higher,its wealresistance and corrosionresistanceisbeterKeywords：lasercladding；lamefspray-welding：hickelbasedalIoy在 油”采 程中，其抽油 柱塞主要承受与 筒内表面和砂粒之 的摩擦与磨粒磨 同 承受高温和介 的腐 特 是禽硫 气的J1：采巾常常会遇到 H：s、c0
5、1和 cr腐 介 就 要求柱塞外表面 具 高的耐 - 和耐磨H 目前， 桂塞表而 理的主要方法就是用氧己炔火焰喷 涂一 低熔点的 Ni 基合金(Ni40) I 但同火焰 睬 1l件受 面 大，温度高，使基体 雨l性能降低且易 生 形 这样 理的柱塞使J=H中易 牛l磨 失效 极大地影响 r使用寿命更 起 来比 麻 影响施激光熔覆与氧己敝 的区 住于其 影响医小覆材的稀 率低一j 激光熔覆 Ni60替代氧己快 焊 Ni40， 抽油 柱寒 行处理，在其耐磨、耐蚀性方面取得了较好的效果 现就其实验情况介 如 F敢 基体 45 ，其表面 氧乙炔 Ni40合金 。将激光熔覆的 和氧乙炔 的 行 比实验
6、分 其表面硬度和熔覆 硬度梯度；使用SS一550 捕电镜进 行显微 织分析。 定阳极极化曲 ， 用 ML-10 机 行磨粗磨 。2 实验结果及分析21 氧乙炔 喷焊层 的 织 形 态由 l町以看出 ，氧乙快 主要 基合金基体上分布若 化相 化相 粒分布 稀疏。 化 相数量 少 表面硬度和耐磨性会 生不利的影响 检 表明，其 化相主要是 Ni和 cr的硼化物。 察其 可以 涂 粒子熔化不充分个 的仍保持球状形貌。碳化物 粒 大，而且分布不均匀1 实验方法试样基体采用 45 ，激此熔覆合金粉末采用市售280,-320目日熔性合金 Ni60使+1HLI500型无氦横流 C 激光器，功率为 l3kW，
7、光嫡：直径 5mm， 描速度 2mms；采用粉l末 置法粉未厚度 O8mm 行搭接熔覆搭接率 2O氧乙炔喷焊的试样从油 使用的拙油 柱塞 L截收穑日捌：200506一I4作者葡介：彭玉捐 ll979一 空河北 唐th凡 I星州究生 ：电话：0418 512957：Email：aaapj(ad63com图 l氧乙炔喷焊层组绑形态罔 2是氧乙炔 与基体 的 合区域可 其结合面属于冶盎 合， 合状 良好 。 是因火焰加 速度 慢，温度足以使基体界面 生微熔。冶金 合界面 度一般 高，但是容易造成稀 率 高的缺点。维普资讯 http:/热加II艺) 2005年第10期工艺技术47罔 2 氰己蚺喽焊悼靖
8、区22 激光熔覆的组织形态围 3为激 )匕熔覆 Ni60合垒层的显微组织 对比图 1和 3可以发现激光熔覆层的 微组织比喷焊层的致密、均匀二次杖 品问距银小 Ni60激 光熔覆涂层是先共品组织 (强化相 1以树枝 r Jf；态生长基体 为共品组织(强化相i基固溶体 ) 强化相效量远远多于火焰喷焊组织且组织更加细小、熔覆层由 vNi基固溶体、M23(cB)6、NirB、M (CB)、Cr2B和CrB组成I，此外，还发现树枝状的 M CB) 、颗粒状的 CrB 少量树枝状 Ni基 l溶体司图 3 激光酱筝覆Ni60台会层n 显微组织圈 4是激光熔覆 Ni60台 金层与基体的结合 域激光熔覆层与基体
9、的结合 域一般也是冶金结合方式。但激光扫描速度快基体熔化的较少 ，故熔覆层和基体之间的互溶程度不大，只是在界面附近局部区域可 观察到。激光熔覆在保证稀释度不大的条件 F仍可 以具有较高的界面强度这 是火焰喷婵 f一 无法比拟的，圈 4 激 熔Ni60熔覆展基体站合区域23 硬度乙炔喷焊层的表面硬度为 752HV而激光熔覆的可达 1648Hv。可见 ，激光熔覆层的硬度比氧乙炔喷焊层的提高很多。由图 5可看 出激光熔覆层的显微硬度至袁面距膏 衄罔 5 融兜熔覆 Ni60熔褪层的显 微硬度分布呈梯度井布。24 耐磨性从表 1可以看m 激光熔覆试样 与火焰喷焊的相比，其耐磨性大大提高 而且硬度越高耐磨
10、性越好。表 l 镍基台金涂层硬度与耐磨性的关系25 耐蚀性抽 油泵柱塞在井下的环境介质主要为酸性介质，所以这里主要考察在酸性环境中的阳极饭化曲线 实验采用 05tool几 的硫酸溶液 表 2中列出了激光熔 覆Ni60和氧乙炔喷焊 Ni40的阳极极化实验测得的数据。与氧 己炔喷焊 Ni40层相比激光熔覆 Ni60涂层 的致钝电流和维钝电流更低，说明激光熔覆 Ni60涂层发生钝化更容易，耐蚀性更好表 2 酸性环境下镰基台金潦层腐蚀特征的比较处理状态氧乙炔喷蛘N 0激光培覆 Ni60腐蚀电位0I31251002-0,05l-010致钝电流帑度mAcm 155 3,47l20910575lII)5榷钝
11、电漉宙由mAt 6I7 l10ll10i0245lIAI廿钝化U忙vO7o840,95l080l1003 结论(I1激光熔覆 Ni60涂层的组织比氧乙炔喷焊 Ni40 粉末涂层的组织均匀细小(2)激光熔覆 Ni60涂层的硬度远高于氧乙炔喷焊Ni40涂层的硬度，其耐磨性和 蚀性也优于氧乙炔喷焊 Ni40涂 层、(3)激光熔覆 Ni60涂层替代氧乙炔喷焊 Ni40涂层直用到抽油泵柱塞上，可明显延长其使用寿命。参考文献：1l张太伟 雷延枉 田舟幅澈光七弃 投 在 ffIiI机械巾的应用觋状I 大庆 油学院芈搬199721(4)：60-642】李春彦 张橙，靡馏平 等综述激光熔匿材料的若 f问睡【J散光，2001，23)：59田(责编，责校：张洁】