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作者：于建宾;岳圣博;
单位：中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院;中国石油大学(华东)机电工程学院;
摘要：针对钢体PDC钻头在井下钻进过程中面临的泥包问题，在钻体水槽表面制备疏水防护涂层有望减少岩屑黏附，进而防止钻头泥包的发生。通过在钻头表面制备兼具耐磨与疏水功能的氧化铝基织构化涂层，减少泥浆黏附，防止泥包。采用等离子喷涂技术在钻头常用的42CrMo合金钢基底上制备Al_2O_3、Al_2O_3-13%TiO_2和Al_2O_3-40%TiO_2 3种氧化铝基涂层，并进一步采用激光织构加工技术在这些涂层表面制作出具有网格状排列的凹槽型微织构，结合扫描电镜、三维形貌仪测量3种涂层的微观结构和涂层微织构的微观形貌，分析激光功率、加工速度、加工次数等工艺参数对涂层微织构尺寸的影响特性。结果表明，TiO_2推动了熔融片层的铺展与沉积，进而使涂层更为致密，缺陷数量有所降低，但随着TiO_2含量不断升高，涂层表面会因为更容易烧损而发生孔隙和裂纹等缺陷；激光工艺参数发生变化时，其对涂层微织构深度的影响幅度大于对宽度的影响幅度，随着TiO_2含量增加，涂层表面对激光的能量吸收与转化效率提高，Al_2O_3-TiO_2涂层微织构平均尺寸显著大于纯Al_2O_3涂层。随着TiO_2含量不断升高，材料导电率变大，对激光的吸收作用减弱，导致平均宽深尺寸减小，Al_2O_3-13%TiO_2涂层的成型质量及刻蚀效果均高于其他两种涂层。
关键词：等离子喷涂;;氧化铝基涂层;;激光织构化;;工艺参数
