激光熔覆在石油工业中的应用
作者:admin 来源: 日期:2016/8/17 21:58:06
石油现场的工况条件比较恶劣,许多金属零部件长期工作在承受重载荷并伴有腐蚀、摩擦和磨损的现场,致使它们过早地发生失效破坏而缩短了其使用寿命。停止检修和更换新部件既增加材料成本。又影响油田生产,带来多方面损失。各种常规表面处理技术,如涂料涂层、电镀、化学镀、电剧镀、热喷涂等,它们所产生的处理层与金属落材大多为机械式结合,结合力较差,不能胜任摩擦、磨损条件较为苛刻的场合;并且油田现场许多金属零部件摩擦副的磨损间隙处在近毫米级别上,而常规表面处理技术的处理层较薄,很难对易损件进行表面修复。使这些技术的应用范围受到了限制。
Nareshchandra J Kar在专利US 4781770 (EPO, 303, 419AI)中曾提出对牙轮壳体表面进行橄光熔覆处理。采用直接粘接、等离子喷涂等方式,预先将wc粉涂覆到牙轮壳体表面(或用同步送粉法),然后利用连续CO2激光器在大于1.5kW、束斑直径为10.Omm的激光束照射下熔化覆层。涂层厚度在0.4-0.8mm之间,通过多次添加粉末和反复扫描可获得更厚一些的涂层。熔覆层厚度可达57-60 HRC。除采用上述预置粉末工艺之外,还可采用超声喷涂法预置粉末。这种方法的喷粉速度快、温度低,其涂层质量明显高于等离子喷涂层。在超声喷涂层上涂覆一层石墨,以提高工件基材对激光能里的吸收。采用间距为0.25mm的多道搭接形式完成熔覆。
我国江汉钻头厂先后与华中理工大学等单位合作,对钢齿钻头表面熔覆WC。通过激光处理工艺参数调整,使wc颗粒的熔化烧损率明显降低,保证we颗粒在熔覆层中的有效尺寸和高强度,其耐磨性比生产线上用氢原子覆焊的覆层有了明显提高。
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