自润滑孕镶金刚石钻头胎体材料初步研究.pdf

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1、76探矿工程(岩土钻掘工程)2009年第1期自润滑孕镶金刚石钻头胎体材料初步研究潘秉锁，方小红，杨凯华(中国地质大学(武汉)工程学院，湖北武汉430074)摘要：为了研究具有自润滑性能的孕镶金刚石钻头胎体材料，进行了在胎体配方中添加石墨的研究。对胎体材料的抗弯强度、硬度、耐磨性和材料与白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数进行了测定，并用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌。实验结果表明，添加石墨后，胎体材料的硬度和抗弯强度下降，与60目白刚玉砂轮组成摩擦副时的摩擦系数下降，耐磨性则随着石墨含量的增多先增强，后下降(超过6％后)。形貌分析表明，不含石墨的胎体材料在磨损中发生明显的塑性变形；添加

2、石墨后，胎体材料的塑性降低，出现犁沟和剥落现象。关键词：孕镶金刚石钻头；自润滑；摩擦磨损；胎体中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2009)01—0076—03ElementaryStudyonSelf-lubricatingMatrixMaterialforImpregnatedDiamondBit~PANBing—SUD，FANGXiao一，YANGKai—hua(FacultyofEngineering，ChinaUniversityofGeoscienees，WuhanHubei430074，China)Abstract：Todevelopm

3、atrixmaterialwithself-lubricatingabilityforimpregnateddiamondbit，researchwasmadeonaddi—tionofgraphitepowertoconventionalmatrixformula．Thebendingstrength，hardness，wearresistanceandfrictioncoefi—cient(with60#whitecorundumndingwheelascounter)ofmatrixmaterialsweretested；thetopographyofwearsurfacesw

4、asanalyzedwithscanningelectricmicroscope．Thetestresultsshowedthatthebendingstrengthandhardnessofmatrixmaterialdeclinedwithgraphitepowderaddingandthefrictioncoeficientdecreasedwith60#whitecorundumgrindingwheel；whilewearingresistanceincreasedatfirstwithgraphitecontentincreasing，thendecreasedwhent

5、hecontentofgraphiteexceeded6．0％．Morphologyanalysisindicatedthatconventionalmatrixmaterialproducedobviousplasticdeform—ationinwearingandtheplasticityofmatrixmaterialdeclinedwithgraphiteadding，andfurrowwearsandflakingappeared．Keywords：impregnateddiamondbit；self-lubrication；wearandfrietion；matrix润

6、滑条件对于金刚石钻头的性能有重要影响，了摩擦热，还提高了高菱镁水泥结合剂的强度，尤其它关系到金刚石的工作温度和胎体的磨损速度。在是其热强度_3j。文献[4]研究了用水溶性油混合石通常的钻进中，对金刚石钻头的润滑是通过向泥浆墨粉而成的糊状润滑剂对磨削工艺的影响，试验结中添加润滑剂来实现的，这种方法对钻头的制造工果表明，石墨可显著降低磨削力、磨削比能和界面温艺没有要求，但在实际使用中往往使泥浆工艺变得度(下降幅度最大达400℃左右)。在金刚石钻头复杂，因为冲洗液添加润滑剂后的润滑性能受泥浆制造方面，周红心针对坚硬致密岩层钻进中的钻头pH值、金属离子浓度、岩屑等的干扰¨J。另外，在打滑问题

7、，进行了钻头工作层中添加石墨的试验研一些特殊的场合，可能不允许使用或得不到冲洗液，究，结果表明石墨颗粒能够明显提高钻头的出刃效只能使用空气钻进，这样的情况下，金刚石钻头的润果，有利于提高钻进效率5。这些研究表明，石墨滑就不能依靠外加的润滑剂来实现了。等固体润滑剂在金刚石工具中有着良好的应用前在金刚石工具方面，固体润滑剂已有一些应用景。但到目前为止，固体润滑剂在金刚石钻头制造研究。Kenjiho用含树脂和固体润滑剂的混合物充中以减摩为目的的应用或机理研究还未