钻杆接头材料35CrMo硫氮复合处理层的干摩擦学性能研究.pdf

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1、探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第11期钻杆接头材料35CrMo硫氮复合处理层的干摩擦学性能研究车延岗，刘沅东，袁静静。，孙雪洁(1．中国地质大学(北京)工程技术学院，北京100083；2．中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊065000；3中国矿业大学<北京)材料系，北京100083)摘要：应用离子渗氮与离子渗硫技术，在钻杆接头材料35CrMo钢表面制备了硫氮复合处理层。采用M一200环块磨损试验机，对比研究了原始渗氮表面与硫氮复合表面在干摩擦条件下的抗磨损性能。结果表明，在干摩擦的条件下，由于摩擦副的接触表面缺乏润滑，硬度较高的渗氮层会加剧接触表面的磨损

2、。而硫氮复合处理层由于在表面存在一层硫化亚铁固体润滑层，在磨损过程中可以起到一定的润滑作用，因此其在干摩擦条件下具备更好的抗磨损性能。关键词：钻杆接头；35CrMo钢；硫氮复合处理；干摩擦中图分类号：P634．4；TG156．82文献标识码：A文章编号：1672—7428(2009)11—0024—04StudyOnDryBiologicalPropertiesofDrillingPipeJointMaterial、vitll35CrMoSulphurized·nitridedCompoundLayer／CHEYan-gang，Yuan—dong，YUANJi

3、ng-jing3，SUNX~e-jie(1．SchoolofEngineeringandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences，Bering100083，China；2．TheInstituteofExplorationTechniques，CAGS，LangfangHe—bei065000，China；3．MaterialDepartment，ChinaUniversityofMining＆Technology，Beijing100083，China)Abstract：Sulphudzed-nitridedcompou

4、ndlayerispreparedonthesurfaceofdrillingpipejointmaterial35CrMosteelbytheapplicationofionnitridingandionsulfurizingtechnology．Comparativestudywasmadeonanti—wearpropertyunderdryfrictionbetweenoriginalnitridingsurfaceandsulphurized—nitridedcompoundsurface．Withdryfriction．high-hardnessn

5、i—tridingcoatwouldfurtherintensthewear，becausecontactsurfaceoffrictionpairislackoflubrication；andsulphurized-nitridedcompoundcoathasbetteranti—wearproperty，justbecausethereisalayerofsolidlubricationcoatofferroussulfideonthesurface．Keywords：drilingpipejoint；35CrMosteel；sulphurized—ni

6、tridedcompoundtreatment；dryfriction0前言离子渗硫技术可在金属表面制备FeS固体润滑35CrMo钢以很高的静力强度、冲击韧性及较高层从而改善材料抵抗磨损的性能J。但离子硫化的疲劳极限，被广泛应用于钻杆接头上。在钻杆的技术在钻杆丝扣上的应用还没有先例。本文所做的使用过程中，接头要经常拧卸，表面承受相当大的钳干摩擦学性能研究是国土资源部“百人计划”项目咬合力，极易造成损伤。钻杆接头通常进行渗氮处“高强度自润滑地质钻杆接头的研究”的部分研究理，但是生产实践证明，经氮化处理的接头，断裂韧内容，是对氮化处理后的35CrMo钢进行低温离子

7、性差，在螺纹连接处使用寿命与钻杆体相比仍较短，渗硫处理制备出硫氮复合处理层，在干摩擦条件下往往因螺纹的损坏而造成钻杆提前报废。这主要是研究了35CrMo钢复合层的摩擦学性能，以期为延因为在钻杆接头连接处承受较大应力情况下缺乏有长钻杆接头的使用寿命提供实验数据。效的润滑，造成接触表面的过度磨损，从而极大地增加了表面的摩擦阻力¨J。接头材料摩擦学性能的1试验方法好坏对于延长钻杆的服役寿命有着重要的意义。固1．1实验试样体润滑技术可以有效地提高接触表面抵抗磨损的性干摩擦的试样为35CrMo圆环试样，内径为16能，对于减少在苛刻工况下运行的零件的过度磨损mm，外径为4

8、0mm，厚度为10mm，圆环表面经过表