超硬聚晶金刚石复合材料的磨损特性及其磨损机制研究
超硬材料的磨损性能决定了其使用性能和服役寿命,本文研究一种新型的超硬聚晶金刚石(UHPCD)的磨损性能.超硬聚晶金刚石是一种内含一个化学气相沉积(CVD)金刚石柱,外包覆普通聚晶金刚石(PCD)的复合材料.通过在车床上磨削花岗岩对比研究了UHPCD和PCD的磨损特性,根据磨损前后样品质量变化量及样品磨削距离计算了两种材料对磨花岗岩的磨耗比,并利用硬度计、扫描电子显微镜(SEM)等对其UHPCD和PCD的硬度以及对磨花岗岩后的表面形貌进行了表征.利用UHPCD和PCD两种材料制造了取芯金刚石钻头,并开展了现场应用.结果表明:UHPCD在不同转速下的磨耗比值均接近于PCD磨耗比值的一半;磨损后PCD表面形成了贴合于花岗岩柱的弧形磨损面,而在UHPCD材料上则形成了一个以CVD为切削刃的凸台状磨损面,这是由于UHPCD的芯部硬度(105-115GPa)要高于PCD(53-57GPa),UHPCD相对于PCD能保持其磨损特性.现场应用的结果表明UHPCD钻头使用寿命(最高可达132.33m)要高于PCD钻头使用寿命(最高可达83.76m).这些研究为UHPCD在地质领域的应用提供了数据支撑.
超硬聚晶金刚石 磨损性能 使用寿命 钻探材料
颜刚 岳文 孟德忠 林芳 吴宗毅 王成彪
中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083 中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083;中国地质大学(北京)深部地质钻探技术国土资源部重点实验室,北京 100083 北京华油冠昌环保能源科技发展有限公司,北京 100020
国内会议
第七届全国青年表面工程学术会议暨重庆市第二届汽车摩托车摩擦学材料先进技术与应用推进会
重庆
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136-142
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）