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抽油光杆是有杆采油方式中广泛使用的重要设备,但在使用中由于机械及腐蚀磨损等原因经常发生磨损与腐蚀失效,制约了有杆抽油技术的发展,因此采用激光熔覆技术对抽油光杆进行表面改性提高其抗磨损腐蚀性能具有非常重要的工程意义。本文以抽油光杆常用20CrMo钢为基体材料,选择钴基、镍基和铁基合金粉末为熔覆材料,使用HGL9450-000型5KW横流CO2激光器,采用同步送粉方式进行熔覆加工,获得了组织致密无宏观缺陷的激光熔覆层,以期改善抽油光杆的抗磨损及耐腐蚀性能。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析测试仪器对熔覆层进行相组成和显微组织结构分析;利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机对20CrMo钢及三种自熔合金涂层试样进行摩擦磨损试验;利用Gamry PCI4/750电化学综合测试系统测定了激光熔覆层的腐蚀电化学性能。研究结果表明,激光熔覆工艺参数对熔覆层的宏观形貌、微观组织及涂层性能有极大的影响,在激光熔覆工艺参数为P=3.2KW,Vs=9mm/s,D=5mm的条件下,所得到熔覆层表面光滑致密、组织细小均匀、稀释率小、硬度高且与基体实现了良好的冶金结合。熔覆层组织具有快速凝固的特征,随凝固过程中G/R的不同,熔覆层中不同部位的组织形貌不同;熔池中的对流运动促进了加入的合金元素在熔池中的扩散,促使合金元素与熔池内的液体充分混合,对激光熔覆涂层的质量有着重要的影响。物相分析结果表明,Co合金涂层相组成主要由γ-Co相及(Cr,W)7C3两相组成;Ni基合金涂层物相主要由γ-(Ni,Cr,Fe)相、Cr23C6、FeNi3及Ni2.9Cr0.7Fe0.36相组成;Fe基合金物相主要由γ-Fe,FeNi3,Cr2Fe6.37Mo0.1Ni1.3Si0.3,C0.09Fe1.91相组成。合金涂层的硬度测试结果为:Co基合金涂层的为520HV0.2,Ni基合金涂层为408HV0.2,Fe基合金涂层为370HV0.2,20CrMo合金基体的硬度为265HV0.2;经过激光熔覆的试件硬度都要比基体显著提高。在磨损实验中,随着载荷的增大摩擦系数都有减小的趋势,随着载荷的增加基体的磨损量增加程度要快于经过激光熔覆涂层的磨损增加量;激光熔覆层的耐摩擦磨损性能较基体有大幅度的提高。腐蚀试验表明,与基材20CrMo合金钢相比,激光熔覆层具有更强的抗点蚀能力和抗碱蚀能力,熔覆层的自腐蚀电流比20CrMo合金最多小三个数量级,激光熔覆层的耐腐蚀性能较基体有大的提高。