[发明专利]一种压裂泵元件的强化处理方法

说明书

本发明涉及压裂泵元件的激光强化技术领域，并提供一种压裂泵元件的强化处理方法，包括如下步骤：S1、对压裂泵元件进行清洁；S2、在所述压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层；S3、控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业，同时对所述压裂泵元件的激光冲击位置处进行喷水以形成约束层；本发明通过先在压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层，从而在对压裂泵元件进行激光冲击的同时，也在压裂泵元件的吸收层上进行喷水以形成约束层，此时激光器发射的激光束穿过约束层冲击带有吸收层的压裂泵元件外表面，使压裂泵元件的表层内的深度发生晶粒细化至纳米晶等级，进而大大提高压裂泵元件的表面强度和耐磨损能力。

技术领域

本发明涉及压裂泵元件的激光强化技术领域，具体而言，涉及一种压裂泵元件的强化处理方法。

背景技术

压裂泵元件中，如阀体、阀座、柱塞属于易损件，其使用寿命较短，常因磨料磨损和冲蚀而失效。为了加强压裂泵元件的耐磨性能，通常采用对工作表面采用渗碳淬火、喷Ni62或热熔敷的方式进行处理，而这些表面处理技术对涂层附着力有极高的要求，如涂层处理不佳时，工件在冲击和疲劳工况下容易出现裂纹而脱落，从而严重影响压裂泵元件的耐磨性能。

发明内容

本发明解决的问题是如何有效地提高压裂泵元件的耐磨性能。

为解决上述问题，本发明提供一种压裂泵元件的强化处理方法，包括如下步骤：

对压裂泵元件进行清洁；

在所述压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层；

控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业，同时对所述压裂泵元件的激光冲击位置处进行喷水以形成约束层。

可选地，所述对压裂泵元件进行清洁包括：先利用高纯水对所述压裂泵元件进行清洗，再利用去污液对所述压裂泵元件进行清洗。

可选地，在所述对压裂泵元件进行清洁之前，还包括：对所述压裂泵元件喷高压钢丸进行强化处理。

可选地，所述吸收层的厚度为0.1至0.3mm，所述吸收层为黑漆。

可选地，所述在压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层包括：将所述压裂泵元件中待激光冲击的一面朝下，且水平放入盛装黑漆的容器内，以使所述压裂泵元件的外表面均匀涂覆黑漆以形成所述吸收层。

可选地，所述在压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层包括：将作为吸收层的黑漆均匀喷涂于所述压裂泵元件的外表面。

可选地，在所述压裂泵元件的外表面均匀设置吸收层与所述压裂泵元件的激光强化位置处进行喷水以形成约束层之间，还包括：对所述压裂泵元件外表面的形貌进行实时建模，并控制所述激光器按照根据建模结果设定的移动路径进行运动。

可选地，对所述压裂泵元件的激光强化位置处进行喷水以形成约束层包括：先控制喷水的水压或流速，再对所述压裂泵元件的激光强化位置处进行喷水以在所述压裂泵元件的表面形成所述约束层，所述约束层的厚度为1至2mm。

可选地，所述控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业中的搭接率为30％至80％。

可选地，在所述控制激光器对所述压裂泵元件的外表面进行激光搭接冲击作业之后，还包括：对所述压裂泵元件的外表面进行均匀打磨，以消除所述激光搭接冲击后产生的凹坑。