钻具切割用聚晶立方氮化硼刀具的摩擦学研究
来源期刊：探矿工程岩土钻掘工程2021年第3期
论文作者：崔金蒙 孟德忠 吴哲 岳文 王成彪 杨凡
文章页码：10 - 20
关键词：孔内事故;聚晶立方氮化硼刀具;钻探;摩擦磨损;岩石;
摘 要：在钻探工程中遇到孔内事故时,经常采用割刀来切割事故钻具,然而在切割事故钻具的同时也会涉及到切割周边岩石的问题。本研究针对刀具切割岩石的复杂工况条件,设计了不同退火温度下的聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride Compact,简称PCBN）复合片对磨Si3N4球的摩擦磨损试验,采用了光学显微镜和X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）等表征方法,分析了退火温度对PCBN的影响和PCBN对磨Si3N4球的摩擦学行为。结果表明:高于800℃退火处理,PCBN粘结剂氧化生成TiO2。当800℃退火的PCBN对磨Si3N4球时,出现轻微的粘着磨损;900℃退火的PCBN对磨Si3N4球时,粘着磨损现象加重;然而,1000℃退火处理后,磨痕处磨粒磨损和粘着磨损共存。且PCBN对磨Si3N4球时,摩擦系数与退火温度有关。
崔金蒙1，孟德忠2,3，吴哲1，岳文1,3，王成彪3,4，杨凡5
1. 中国地质大学(北京)工程技术学院2. 中国地质大学(北京)数理学院3. 中国地质大学(北京)郑州研究院4. 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所5. 中安联合投资集团有限公司
摘 要：在钻探工程中遇到孔内事故时,经常采用割刀来切割事故钻具,然而在切割事故钻具的同时也会涉及到切割周边岩石的问题。本研究针对刀具切割岩石的复杂工况条件,设计了不同退火温度下的聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride Compact,简称PCBN）复合片对磨Si3N4球的摩擦磨损试验,采用了光学显微镜和X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）等表征方法,分析了退火温度对PCBN的影响和PCBN对磨Si3N4球的摩擦学行为。结果表明:高于800℃退火处理,PCBN粘结剂氧化生成TiO2。当800℃退火的PCBN对磨Si3N4球时,出现轻微的粘着磨损;900℃退火的PCBN对磨Si3N4球时,粘着磨损现象加重;然而,1000℃退火处理后,磨痕处磨粒磨损和粘着磨损共存。且PCBN对磨Si3N4球时,摩擦系数与退火温度有关。
关键词：孔内事故;聚晶立方氮化硼刀具;钻探;摩擦磨损;岩石;
