孔德军，吴泳忠，王晓峰

（常州大学 机械工程学院，江苏 常州，213016）

N80钢是我国石油行业广泛使用的油套管钢[1]，是一种高强度、高韧性的微合金控轧钢，其显微组织为针状铁素体加少量贝氏体[2]，表面硬度较低，抽油井中油管与抽油杆配合时发生严重的磨损现象，是近年困扰油井生产的热点问题之一[3]，因此，需要采用表面处理方法对N80钢进行强化。目前，表面处理方法有铬酸钝化、阳极氧化、电镀或化学镀等[4]。Kerans等[5]研究了镍基和铁基硼化物复合镀层取代铬镀层的可能性，在取代六价铬电镀功能性镀层方面具有巨大潜力，目前，国内研究者主要对镀液、工艺、镀层结构、非晶态机理以及耐蚀性进行了大量研究[6−9]。化学镀非晶态Ni-W合金镀层具有较高的显微硬度、耐蚀性、耐磨性和热稳定性[10−11]，已被广泛地应用于铸造模具、注塑用螺杆、喷嘴及导线制辊表面处理。电镀法是制备晶态Ni-W合金镀层主要方法之一[12]，对其研究领域主要也主要集中于材料防护方面的应用，但是，镀层的磨损机制仍有待探讨[13−14]。在此，本文作者采用电镀方法在N80钢表面制备Ni-W晶态合金镀层，用扫描电镜观察镀层表面−界面的结合状况，用EDS和XRD分析其表面化学元素含量和物相组成，并对其摩擦因素和磨损性能进行探讨，以便为提高N80油管的使用寿命提供实验依据。

1 实验方法

试验材料为N80钢，其化学元素质量分数为：C 0.42%，Si 0.40%，Mn 1.50%，P 0.011%，S 0.012%，Mo 0.20%，Ni 0.03%。采用电镀方法在其表面制备一层Ni-W合金镀层，其工艺过程：试样打磨抛光→化学除油→水洗→除锈→水洗→硫酸溶液活化→水洗→电镀→水洗→热风吹干。……