一種抽油光桿及加工工藝的制作方法
【專利摘要】一種抽油光桿及加工工藝，包括基材和位于所述基材表面的鎳基合金復(fù)合涂層，所述鎳基合金復(fù)合涂層由4％-40％質(zhì)量百分含量的增韌粒子與60％-96％質(zhì)量百分含量的鎳基合金粉末混合而成，所述增韌粒子由Cu和Ti均勻混合而成。按照本發(fā)明提供的抽油光桿與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：本發(fā)明在增韌粒子的選擇上，采用了Cu和Ti的組合，Ti粒子是首次引入到鎳基合金復(fù)合涂層中，由于Ti具有優(yōu)異的增韌和抵制裂紋擴(kuò)展的能力，因此將其和Cu粒子組合后，可以起到相互增強(qiáng)增韌效果，另外梯度涂層技術(shù)的引入同樣有助于獲得耐疲勞性能更佳的鎳基合金復(fù)合涂層。
【專利說明】一種抽油光桿及加工工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油設(shè)備，尤其涉及一種抽油光桿，本發(fā)明還設(shè)計一種抽油光桿的加 工工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 抽油機(jī)井一直以來都是國內(nèi)外油田的主要采油方式，是有桿抽油系統(tǒng)的關(guān)鍵部件 之一。抽油光桿作為抽油機(jī)井的第一根抽油桿，首先要承受井下所有的抽油桿、抽油泵和油 井井液的重力以及抽油過程中產(chǎn)生的各種阻力等載荷；由于其在一個工作周期內(nèi)要往復(fù)出 現(xiàn)在井下井液和大氣之間，同時還要持續(xù)的與井口的橡膠油封發(fā)生摩擦，因此使得普通光 桿難以承受這樣的腐蝕和磨損；另外，隨著當(dāng)前深油井、稠油井和高含水井的不斷增多，也 需要不斷開發(fā)承載能力足夠大耐磨耐蝕性能足夠好的抽油光桿。
[0003] 目前國內(nèi)油田基本沒有高承載耐磨耐蝕的材料型超高強(qiáng)度抽油光桿的應(yīng)用，仍然 普遍使用20CrMo基材和表面噴焊鎳基合金復(fù)合涂層的噴焊光桿，使得其在生產(chǎn)加工和性 能要求等方面已經(jīng)逐漸難以滿足油田實際的需求。特別是由于光桿在其卡子下方十公分范 圍內(nèi)承受著較大的彎曲循環(huán)載荷作用，使得該位置的斷裂成為光桿斷裂的主要形式，而這 種斷裂形式對于噴焊涂層光桿來說更為顯著，這主要是由于油田現(xiàn)有噴焊光桿在鎳基合金 復(fù)合涂層的成分優(yōu)化、以及鎳基涂層和光桿基材的匹配選擇上不夠合理，導(dǎo)致此類噴焊涂 層光桿在使用過程中的彎曲力作用下涂層表面會較快產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，嚴(yán)重降低了噴焊光 桿的使用壽命?，F(xiàn)有的改進(jìn)措施包括采用新型耐疲勞光桿基材和增加噴焊涂層的韌性兩方 面，但是前者存在新型光桿基材成本高，生產(chǎn)環(huán)節(jié)難以控制等限制，而后者雖然對光桿基材 的選擇范圍很廣，但單獨采用Cu等增韌粒子只能在有限程度上改善涂層的韌性，并沒有從 根本上解決基材與涂層之間較大的差異性。
[0004] 因此，如何優(yōu)化鎳基合金復(fù)合涂層的成分，大幅提高噴焊涂層光桿的抗彎能力和 表面涂層的抗裂紋能力，將是關(guān)系到噴焊涂層光桿能否不斷滿足油田使用要求的關(guān)鍵所 在。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種具有較好韌 性、抗彎能力和耐疲勞性能，以及較好耐磨耐蝕性能的抽油光桿。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種抽油光桿的 加工工藝。
[0007] 按照本發(fā)明提供的抽油光桿采用的主要技術(shù)方案為：包括基材和位于所述基材表 面的鎳基合金復(fù)合涂層，所述鎳基合金復(fù)合涂層由4% -40%質(zhì)量百分含量的增韌粒子與 60% -96%質(zhì)量百分含量的鎳基合金粉末混合而成，所述增韌粒子由Cu和Ti均勻混合而 成。
[0008] 本發(fā)明提供的抽油光桿還采用如下附屬技術(shù)方案：
[0009] 所述增韌粒子中Cu和Ti的質(zhì)量百分含量比例為1 :1-4:1。
[0010] 以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的成分組成為：C :0%?0. 80%，Si :2. 0%? 4. 0%，B :1· 5%?4. 5%，Cr :5· 0%?15. 0%，F(xiàn)e 彡 5. 0%，余量為鎳。
[0011] 所述增韌粒子在所述鎳基合金復(fù)核涂層中的添加比例按照質(zhì)量百分含量為CU : 2% -32%，Ti :0· 8% -20%。
[0012] 所述鎳基合金復(fù)合涂層為三層，從基材外表面起，第一鎳基合金復(fù)合涂層的厚度 為0. 05-0. 10mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為30?40% ;第二鎳基合金復(fù)合涂 層的厚度為〇. 05-0. 10mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為20?30% ;第三鎳基合 金復(fù)合涂層的厚度為0. 20-0. 30mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為4?14%。
[0013] 所述增韌粒子的粒度為10?40微米。
[0014] 所述鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0. 30mm?0. 50mm。
[0015] 所述鎳基合金復(fù)合涂層的硬度為25HRC?38HRC。
[0016] 所述鎳基合金復(fù)合涂層在厚度控制上采用外徑和質(zhì)量雙指標(biāo)檢測。
[0017] 按照本發(fā)明提供的抽油光桿的加工工藝，主要包括以下步驟：
[0018] (1)將基材表面的油污清洗干凈并吹干；
[0019] (2)將基材表面進(jìn)行噴砂除銹、粗活或活化；
[0020] (3)將增韌粒子與鎳基合金粉末按照確定的比例混合采用機(jī)械研磨的方式進(jìn)行充 分?jǐn)嚢栊纬涉嚮辖饛?fù)合粉末；
[0021] (4)在基材表面根據(jù)厚度需要采用預(yù)粘結(jié)工藝涂覆一層鎳基合金復(fù)合粉末，并進(jìn) 行干燥處理；
[0022] (5)將步驟（4)中涂覆有鎳基合金復(fù)合粉末的基材進(jìn)行重熔使基材表面形成鎳基 合金復(fù)合涂層。
[0023] (6)將制備有鎳基合金復(fù)合涂層的抽油光桿進(jìn)行表面拋光處理。
[0024] 按照本發(fā)明提供的抽油光桿與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
[0025] 1、本發(fā)明在增韌粒子的選擇上，采用了 Cu和Ti的組合，Cu粒子的增韌作用已經(jīng) 在現(xiàn)有技術(shù)和實際應(yīng)用中得到了較多體現(xiàn)，而Ti粒子卻是首次引入到鎳基合金復(fù)合涂層 中，Ti元素具有良好的氧元素吸附能力，可以凈化涂層，減少涂層晶粒間的空隙，增加涂層 韌性，形成的Ti氧化物還可以在晶界上形成釘扎，細(xì)化晶粒，抵制裂紋擴(kuò)展，因此將其和Cu 增韌粒子組合后，可以起到增韌效果相互增強(qiáng)的作用，獲得耐疲勞性能更佳的鎳基合金復(fù) 合涂層；由于Ti元素過多會導(dǎo)致涂層整體硬度下降，不利于涂層的耐磨性能，太少則不能 較好體現(xiàn)其明顯效果。
[0026] 2、本發(fā)明將梯度涂層技術(shù)首次用在了抽油光桿的鎳基合金復(fù)合涂層加工上，通過 增韌粒子含量的改變，使得三層鎳基合金復(fù)合涂層的韌性實現(xiàn)了平緩過渡，改善了涂層與 基體之間的結(jié)合力，避免了現(xiàn)有技術(shù)中直接制備單層鎳基合金復(fù)合涂層出現(xiàn)的基材和硬質(zhì) 鎳基涂層之間韌性很大差異導(dǎo)致的耐疲勞性能在涂層/基體結(jié)合處很差的現(xiàn)狀，而本發(fā)明 最外層鎳基合金復(fù)合涂層中增韌粒子相對較低含量的設(shè)計，可以確保抽油光桿具有優(yōu)異的 耐磨性能。
[0027] 3、嚴(yán)格控制三層鎳基合金復(fù)合涂層的厚度，采用外徑和質(zhì)量雙指標(biāo)控制，確保了 過渡層的適度存在，既起到了過渡韌性的作用，又不會影響到外層涂層的耐磨耐蝕性能，可 以獲得具有優(yōu)異耐疲勞性能的耐磨耐蝕涂層抽油光桿。
[0028] 按照本發(fā)明提供的抽油光桿的加工工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
[0029] 1、將鎳基合金復(fù)合粉末采用預(yù)粘結(jié)工藝涂覆在基材后，采用感應(yīng)加熱重熔工藝制 備出鎳基合金復(fù)合涂層，最大程度上保證了增韌粒子在復(fù)合涂層中的存在，大幅提高了抽 油光桿的抗彎能力和表面鎳基合金復(fù)合涂層的抗裂紋能力。
[0030] 2、采用質(zhì)量百分含量1%-9%的PVA(聚乙烯醇）作為粘結(jié)劑，由于溶劑為水，既 可以實現(xiàn)鎳基合金涂層粉末的順利預(yù)粘結(jié)，又由于其粘結(jié)劑含量較少對涂層質(zhì)量影響很 小，而且成本較低，工藝過程簡單，易操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的主視圖。

【具體實施方式】
[0032] 參見圖1，在本發(fā)明給出的抽油光桿的實施例，包括基材1和位于抽油光桿基材1 表面的鎳基合金復(fù)合涂層2,抽油光桿基材1是一種一端鐓粗型柔性長桿，包括一端的鐓粗 段3,兩端的桿頭4、5和中間的桿體6兩部分，其桿頭上有可與抽油桿接箍連接的外螺紋。 所述鎳基合金復(fù)合涂層2由4% -40%質(zhì)量百分含量的增韌粒子與60% -96%質(zhì)量百分含 量的鎳基合金粉末混合而成，所述增韌粒子由Cu和Ti均勻混合而成。以質(zhì)量百分比計所述 增韌粒子可為4%、15%、25%或40% ;以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末可為 85%或 96% ;
[0033] 所述增韌粒子中Cu和Ti的質(zhì)量百分含量比例為1 :1-4:1。所述增韌粒子在所述 鎳基合金復(fù)核涂層2中的添加比例按照質(zhì)量百分含量為Cu :2% -32%，Ti :0. 8% -20%。
[0034] 以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的成分組成為：C :0%?0. 80%，Si :2. 0%? 4. 0%，B :1· 5%?4. 5%，Cr :5· 0%?15. 0%，F(xiàn)e 彡 5. 0%，余量為鎳。
[0035] 所述增韌粒子的粒度為10?40微米。該粒度范圍可以實現(xiàn)與鎳基合金粉末的均 勻混合以及在預(yù)粘結(jié)工藝中增韌粒子能夠與粘結(jié)劑溶液充分接觸保證粘結(jié)度，同時該粒度 范圍保證了增韌粒子在涂層中的增韌效果得到最佳體現(xiàn)。
[0036] 所述鎳基合金復(fù)合涂層2的厚度為0· 30mm?0· 50mm。具體的數(shù)值可以選用 0· 30mm、0. 35mm、0. 40mm、0. 50mm，這種厚度的鎳基合金復(fù)合涂層2能夠充分滿足本發(fā)明的 需求，達(dá)到比較好的效果。所述鎳基合金復(fù)合涂層2的硬度為25HRC?38HRC。該硬度范圍 的確定主要基于兼顧涂層的力學(xué)性能和耐磨性能，硬度太低其耐磨性能會大幅下降從而不 足以形成對基材的有效保護(hù)，硬度太高又會使其涂層的脆性加大抗裂紋能力降低。所述基 材的截面中心硬度為35HRC?47HRC，該硬度的確定主要基于兼顧該特定光桿基材的力學(xué) 性能和疲勞性能，硬度太低其抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度都難以滿足實際需求，硬度太高又會出 現(xiàn)抗拉強(qiáng)度很高但疲勞性能開始顯著下降的問題。出于以上原因，最終確定了本發(fā)明對鎳 基合金復(fù)合涂層2和基材的硬度要求，使得本發(fā)明能夠更好的適用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，達(dá)到 比較好的性能。
[0037] 所述鎳基合金復(fù)合涂層在厚度控制上采用外徑和質(zhì)量雙指標(biāo)檢測。確保了過渡層 的適度存在，既起到了過渡韌性的作用，又不會影響到外層涂層的耐磨耐蝕性能，可以獲得 具有優(yōu)異耐疲勞性能的耐磨耐蝕涂層抽油光桿。
[0038] 所述鎳基合金復(fù)合涂層2為三層，從基材外表面起起，第一鎳基合金復(fù)合涂層的 厚度為〇. 05-0. 10mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為30?40% ;第二鎳基合金復(fù) 合涂層的厚度為0. 05-0. 10mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為20?30% ;第三鎳 基合金復(fù)合涂層的厚度為〇. 20-0. 30mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為4?14%。 本發(fā)明將梯度涂層技術(shù)首次用在了抽油光桿的鎳基合金復(fù)合涂層2加工上，通過增韌粒子 含量的改變，使得三層鎳基合金復(fù)合涂層的韌性實現(xiàn)了平緩過渡，避免了現(xiàn)有技術(shù)中直接 制備單層鎳基合金復(fù)合涂層2出現(xiàn)的基材和硬質(zhì)鎳基涂層之間韌性很大差異導(dǎo)致的耐疲 勞性能在涂層/基體結(jié)合處很差的現(xiàn)狀。
[0039] 本發(fā)明抽油光桿的加工工藝，主要包括以下步驟：
[0040] (1)將基材表面的油污清洗干凈并吹干；
[0041] (2)將基材表面進(jìn)行噴砂除銹、粗活或活化；
[0042] (3)將增韌粒子與鎳基合金粉末按照確定的比例混合采用機(jī)械研磨的方式進(jìn)行充 分?jǐn)嚢栊纬涉嚮辖饛?fù)合粉末；
[0043] (4)在基材表面根據(jù)厚度需要采用預(yù)粘結(jié)工藝涂覆一層鎳基合金復(fù)合粉末，并進(jìn) 行干燥處理；
[0044] (5)將步驟（4)中涂覆有鎳基合金復(fù)合粉末的基材進(jìn)行重熔使基材表面形成鎳基 合金復(fù)合涂層。
[0045] (6)將制備有鎳基合金復(fù)合涂層的抽油光桿進(jìn)行表面拋光處理。
[0046] 上述步驟（4)的預(yù)粘結(jié)工藝大致過程為：先將鎳基合金復(fù)合粉末倒入體積大于其 數(shù)倍的PVA溶液中，進(jìn)行攪拌使鎳基合金復(fù)合粉末顆粒的表面被PVA溶液包裹；然后將含有 PVA溶液鎳基合金復(fù)合粉末從PVA溶液中撈出，或?qū)VA溶液排出，留下表面粘附有PVA溶 液的鎳基合金復(fù)合粉末；最后將含有PVA溶液的鎳基合金復(fù)合粉末根據(jù)厚度需要涂覆在基 材表面，并進(jìn)行干燥處理。
[0047] 上述預(yù)粘結(jié)工藝中采用PVA(聚乙烯醇）作為粘結(jié)劑，質(zhì)量百分含量1% -9%，溶 劑為水，首先將PVA邊攪拌邊加入到50-70°C的水中完全溶解，然后將鎳基合金復(fù)合涂層合 金粉末加入到PVA溶液中后攪拌均勻。
[0048] 實施例1 :
[0049] -種抽油光桿，包括基材和所述基材表面的鎳基合金復(fù)合涂層，其中鎳基合金復(fù) 合涂層的內(nèi)部由三層階梯涂層構(gòu)成。從基體處起，第一鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0.05mm， 增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為30%，其中Ti和Cu均為15%，鎳基合金粉末比例 為70%，以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的成分組成為：C :0. 80%，Si :3. 0%，B :3. 5%， Cr :8 %，F(xiàn)e :8 %，余量為鎳；第二鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0.05mm，增韌粒子添加比例 按照質(zhì)量百分含量為20%，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為20%，其中Ti和Cu均 為10%，鎳基合金粉末比例為80%，以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的成分組成為：C : 0. 80%，Si :3. 0%，B :3. 5%，Cr :8%，F(xiàn)e :8%，余量為鎳；第三鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為 0. 20mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為4%，其中Ti和Cu均為2%，鎳基合金粉末 比例為96%，以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的成分組成為：進(jìn)行預(yù)粘結(jié)工藝中采用質(zhì) 量百分含量1%的PVA(聚乙烯醇）作為粘結(jié)劑。
[0050] 實施例2 :
[0051] -種抽油光桿，包括基材和所述基材表面的鎳基合金復(fù)合涂層，其中鎳基合金復(fù) 合涂層的內(nèi)部由三層階梯涂層構(gòu)成。從基體處起，第一鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為〇. l〇mm， 增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為40 %，其中Cu和Ti分別為32 %和8%，鎳基合金 粉末比例為60%，以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的組成為：C :0. 70%，Si :3. 5%，B : 3. 2%，Cr :10%，F(xiàn)e :11%，余量為鎳；第二鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0. 1mm，增韌粒子 添加比例按照質(zhì)量百分含量為30%，其中Cu和Ti分別為24%和6%，鎳基合金粉末比例 為70%，以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的組成為：C :0. 70%，Si :3. 5%，B :3. 2%，Cr : 10%，F(xiàn)e :11%，余量為鎳；第三鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0. 30mm，增韌粒子添加比例按 照質(zhì)量百分含量為14%，其中Cu和Ti分別為11. 2%和2. 8%，鎳基合金粉末比例為86%， 以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的組成為：C :0. 70%，Si :3. 5%，B :3. 2%，Cr :10%，F(xiàn)e : 11%，余量為鎳。進(jìn)行預(yù)粘結(jié)工藝中采用質(zhì)量百分含量9%的PVA(聚乙烯醇）作為粘結(jié)劑。
[0052] 實施例3 :
[0053] -種抽油光桿，包括基材和所述基材表面的鎳基合金復(fù)合涂層，其中鎳基合金復(fù) 合涂層的內(nèi)部由三層階梯涂層構(gòu)成。從基體處起，第一鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0.07mm， 增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為32 %，其中Cu和Ti分別為24%和8%，鎳基合金 粉末比例為68%，以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的組成為：C :0. 65%，Si :2. 5%，B : 3.0%，Cr :8%，F(xiàn)e :15%，余量為鎳；第二鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0.08mm，增韌粒子 添加比例按照質(zhì)量百分含量為24%，其中Cu和Ti分別為18 %和6%，鎳基合金粉末比例 為76%，以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的組成為：C :0. 65%，Si :2. 5%，B :3. 0%，Cr : 8%，F(xiàn)e :15 %，余量為鎳；第三鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0. 25mm，增韌粒子添加比例按照 質(zhì)量百分含量為12%，其中Cu和Ti分別為9%和3%，鎳基合金粉末比例為88%，以質(zhì)量 百分比計所述鎳基合金粉末的組成為：C :0. 65%，Si :2. 5%，B :3. 0%，Cr :8%，F(xiàn)e :15%， 余量為鎳。進(jìn)行預(yù)粘結(jié)工藝中采用質(zhì)量百分含量5%的PVA(聚乙烯醇）作為粘結(jié)劑。
[0054] 按照油田抽油桿/光桿力學(xué)性能檢驗的通用辦法，在本發(fā)明實施例中的20CrMo光 桿基材/MC鎳基合金復(fù)合涂層抽油光桿試樣中部任意位置截取長度500mm左右的試樣進(jìn)行 拉伸和彎曲試驗，結(jié)果如下：
[0055] 在實驗室環(huán)境下采用WE-1000型液壓萬能試驗機(jī)對以上實施例中的抽油光桿進(jìn) 行了拉伸性能評價，具體如下表1所示。結(jié)果表明，本發(fā)明的抽油光桿的抗拉強(qiáng)度、延伸率 和斷面收縮率分別達(dá)到1310MPa、12 %和55 %，不僅滿足行標(biāo)SY/T5029-2006對HL抽油光 桿關(guān)于延伸率和斷面收縮率等塑性指標(biāo)的規(guī)定，其抗拉強(qiáng)度還超過了其標(biāo)準(zhǔn)要求，體現(xiàn)了 其更1?的承載能力。
[0056] 在實驗室環(huán)境下按照GB/T14452-1993《金屬彎曲力學(xué)性能試驗方法》要求，對目前 油田常用的20CrMo鎳基涂層噴焊抽油光桿試樣（以下簡稱20CrMo試樣）和本發(fā)明實施實 例中的試樣（以下簡稱MC試樣）進(jìn)行了抗彎試驗對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的MC試樣的抗彎 強(qiáng)度比20CrMo試樣提高33 %，同時對比彎曲試驗后的試樣可以發(fā)現(xiàn)，20CrMo試樣的折彎程 度遠(yuǎn)大于MC試樣，而且彎曲試驗過程中在試樣表面產(chǎn)生的裂紋數(shù)量和長度上也差別較大， 在20CrMo試樣表面涂層上有3到5條長度超過試樣圓周一半的大裂紋和10條以上長度不 超過試樣圓周1/4的短裂紋，而在MC試樣表面則只有1到2條長度超過試樣圓周一半的大 裂紋，同時短裂紋的數(shù)量通常在6到7條左右。以上結(jié)果表明，本發(fā)明的MC抽油光桿具有 較好的抗彎性能和抵制裂紋產(chǎn)生的能力，可以保證其在使用過程中具有更好的抗彎性能和 使用壽命。
[0057] 可見，本發(fā)明中的MC抽油光桿具有很好的綜合力學(xué)性能，不僅使抗拉強(qiáng)度得到了 顯著提高，再加上其表面的鎳基合金復(fù)合涂層具有優(yōu)異的耐磨耐蝕性能和較好的抗彎性 能，使本發(fā)明的抽油光桿可以很好地滿足油田高載荷和磨損腐蝕的服役環(huán)境。
[0058] 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行變化，本發(fā)明的范圍由 所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種抽油光桿，包括基材和位于所述基材表面的鎳基合金復(fù)合涂層，所述基材包括 一端的鐓粗段，兩端的桿頭和中間的桿體兩部分，所述桿頭上設(shè)有外螺紋，其特征在于：所 述鎳基合金復(fù)合涂層由4% -40%質(zhì)量百分含量的增韌粒子與60% -96%質(zhì)量百分含量的 鎳基合金粉末混合而成，所述增韌粒子由Cu和Ti均勻混合而成。
2. 如權(quán)利要求1所述的抽油光桿，其特征在于：所述增韌粒子中Cu和Ti的質(zhì)量百分 含量比例為1 :1?4:1。
3. 如權(quán)利要求1所述的抽油光桿，其特征在于：以質(zhì)量百分比計所述鎳基合金粉末的 成分組成為：C :0%?0· 80%，Si :2· 0%?4. 0%，B :1· 5%?4. 5%，Cr :5· 0%?15. 0%， Fe < 5. 0%，余量為鎳。
4. 如權(quán)利要求1所述的抽油光桿，其特征在于：所述增韌粒子在所述鎳基合金復(fù)核涂 層中的添加比例按照質(zhì)量百分含量為Cu :2% -32%，Ti :0.8% -20%。
5. 如權(quán)利要求1-4任意一項所述的抽油光桿，其特征在于：所述鎳基合金復(fù)合涂層 為三層，從基材外表面起起，第一鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為〇. 05-0. 10mm，增韌粒子添 加比例按照質(zhì)量百分含量為30?40% ;第二鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為0. 05-0. 10mm， 增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為20?30% ;第三鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為 0. 20-0. 30mm，增韌粒子添加比例按照質(zhì)量百分含量為4?14%。
6. 如權(quán)利要求5所述的抽油光桿，其特征在于：所述增韌粒子的粒度為10?40微米。
7. 如權(quán)利要求5所述的抽油光桿，其特征在于：所述鎳基合金復(fù)合涂層的厚度為 0. 30mm ?0. 50mm。
8. 如權(quán)利要求5所述的抽油光桿，其特征在于：所述鎳基合金復(fù)合涂層的硬度為 25HRC ?38HRC。
9. 如權(quán)利要求5所述的抽油光桿，其特征在于：所述鎳基合金復(fù)合涂層在厚度控制上 采用外徑和質(zhì)量雙指標(biāo)檢測。
10. -種加工權(quán)利要求1-9任意一項所述的抽油光桿的工藝：主要包括以下步驟： (1) 將基材表面的油污清洗干凈并吹干； (2) 將基材表面進(jìn)行噴砂除銹、粗活或活化； (3) 將增韌粒子與鎳基合金粉末按照確定的比例混合采用機(jī)械研磨的方式進(jìn)行充分?jǐn)?拌形成鎳基合金復(fù)合粉末； (4) 在基材表面根據(jù)厚度需要采用預(yù)粘結(jié)工藝涂覆一層鎳基合金復(fù)合粉末，并進(jìn)行干 燥處理； (5) 將步驟（4)中涂覆有鎳基合金復(fù)合粉末的基材進(jìn)行重熔使基材表面形成鎳基合金 復(fù)合涂層。 (6) 將制備有鎳基合金復(fù)合涂層的抽油光桿進(jìn)行表面拋光處理。
【文檔編號】E21B17/00GK104088590SQ201410334919
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】倪德才, 劉冬梅 申請人:鐵嶺米勒石油新材料有限公司