钻井泥浆泵属于往复泵的一种,在钻井作业中应用广泛,主要用来输送泥浆或者水等冲洗液。由于钻井泥浆泵长期受大载荷扭矩、泥浆液高压冲蚀及其腐蚀、硬质颗粒磨损作用,且其主要用来输送大密度、高粘度以及高含沙量的液体,因此,钻井泥浆泵的主要零部件,如气阀、活塞缸套以及曲轴等常发生磨损、漏失、腐蚀等故障。为了改善钻井泥浆泵易损件表面性能,提高钻井泥浆泵使用寿命,本文采用磁场-脉冲电沉积法制备Ni-TiN纳米镀层。纳米镀层是指特征维度在1~100 nm之间的不溶性固体微粒(如TiN、SiC、AlN等)镶嵌于一种或多种基体金属中所形成的纳米复合材料,对改善材料的耐磨、耐蚀、耐高温等性能具有重要作用。本文采用磁场-脉冲电沉积方法,在钻井泥浆泵易损件表面制备Ni-TiN纳米镀层,深入研究磁场和电沉积复合作用机理。另外,还对在制备Ni-TiN纳米镀层过程中影响镀层性能的主要因素(TiN粒子浓度、电流密度、PH值、磁场强度以及磁场方向)进行了研究,通过正交实验分析,确定出制备Ni-TiN纳米镀层的最佳工艺参数;此外,通过利用扫描电镜、显微硬度计、原子力显微镜、纳米压痕仪等对纳米镀层表面的显微硬度、结合力、耐磨性、耐蚀性等进行了测试和分析;最后分析产生Ni-TiN镀层表面针孔、麻眼的原因,并针对不同原因引起的缺陷,找到相应改善镀层表面性能的措施。