TC轴承激光增材制造工艺及组织性能研究

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1、万方数据第44卷2016年7月第7期第61—66页材料工JournalofMaterialsE程ngmeermgV01．44No．7Jul．2016pp．61—66TC轴承激光增材制造工艺及组织性能研究MicrostructureandPropertiesofLaserAdditiveanufacturingTCBearing杨胶溪，胡星，王艳芳(北京工业大学激光工程研究院，北京100124)YANGJiao—xi，HUXing，WANGYah—fang(InstituteofLaserEngineering，BeijingUniv

2、ersityofTechnology，Beijing100124，China)摘要：为解决常规方法制备TC轴承带来的磨损不均问题，提高TC轴承服役寿命，采用激光增材制造方法在钢制零件基体表面制备耐磨涂层。选用两套不同工艺参数分别在TC轴承内轴套外圆、外轴套内孔进行Cr。C：／Fe基耐磨材料的激光熔覆，获得了无气孔、裂纹且冶金质量优良的耐磨涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)检测分析手段进行形貌观察、成分分析、物相表征，并使用数字显微硬度计、摩擦磨损试验机、盐雾腐蚀实验箱分别对熔覆层进行硬度、耐磨性和耐

3、腐蚀性进行测试。结果表明：TC轴承耐磨涂层的平均显微硬度为HV700，耐磨性为Ni60涂层的3倍，耐腐蚀性接近于316L不锈钢。关键词：激光熔覆；TC轴承；铁基碳化铬合金；组织与性能doi：10．11868／j．issn．1001—4381．2016．07．011中图分类号：TGl74．44文献标识码：A文章编号：1001—4381(2016)07—006i-06Abstract：InordertosolvetheproblemofunevenwearofTCbearingthatconventionalmethodbroughta

4、ndimproveitsservicelife，wear—resistantcoatingwasfabricatedonthesurfaceofsteelpartsmatrixwiththemethodoflaseradditivemanufacture．TheCr3C2／Febasedalloywasdepositedbyla—sercladdingtechniqueontheinner——sleevecylindricalandouter—-sleeveboreofTCbearingwithtwodif——ferentproce

5、ssparameters．Thehigh—performancecoatingwasobtainedrespectively，ofcracksfree，noporesandwithgoodmetallurgicalquality．Themorphologyofthelasercladdingcoatingwasobservedbyscanningelectronicmicroscope(SEM)，thecompositionwasanalyzedbyEDS。thephasetransfor—mationwascharacterize

6、dbyXRD．Thewearresistance，corrosionresistanceandhardnessofthelasercladdinglayerweretestedbyfrictionandweartester，saltspraytestchamberanddigitalmicro-hardnesstesterrespectively．Theresultsshowthattheaveragemicro-hardnessofcompositecoatingisHV700．Thewearresistanceofthecomp

7、ositecoatingisabout3timesasmuchastheNi—basedalloy．ThecorrosionresistanceiScloseto316Lstainlesssteel．Keywords．．1aseradditivemanufacturing；TCbearing；Cr3C2／Fe—basealloy；microstructureandproperty螺杆钻具是石油钻井中应用最广泛的井下动力工具之一。TC轴承位于其传动部分，是影响螺杆钻具寿命的关键部件[1’2]。TC轴承分为内、外轴承套，内轴套与传动轴配

8、合并锁紧，外轴套与井下动力钻具壳体装配一起，二者配合形成工作面，主要功能是将马达的扭矩和转速传递给钻头。工作过程中，TC轴承受到万向轴承和钻头的轴向和径向力，内轴套存在绕外轴套偏心运动趋势。TC轴承正常失效形式是圆筒形层磨损[3]。由