642 / 2021-06-20 18:31:01

脱钴聚晶金刚石复合片止推轴承的摩擦学性能研究

摘要：随着非常规钻探技术的发展，在恶劣工况下对轴承的耐磨性能提出了更高的要求，聚晶金刚石复合片(PDC)在高温环境下发生石墨化，PDC的力学性能减退导致止推轴承发生磨损失效，脱钴PDC是降低高温环境下止推轴承摩擦磨损的主要途径之一。为解决聚晶金刚石复合片止推轴承高摩擦系数、高磨损率、耐温性差的问题，通过脱除钴元素，降低高温下钴元素和碳元素之间的亲和力，显著地提高PDC止推轴承的耐磨性和使用寿命。为了研究不同脱钴深度PDC对摩擦性能的影响，运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察了PDC耐磨面的微观形貌和元素含量的分布。实验结果表明：脱钴的PDC具有优异的摩擦学性能，随着脱钴深度的增加，PDC的摩擦系数和磨损率降低，在PDC耐磨表面出现了含有碳的微孔和转移膜，微孔有助于热量的散失，转移膜起到了良好的减磨效果。有望解决止推轴承在石油钻探中长期存在的工程技术问题，进而对井下工具止推轴承的耐磨性能产生深远影响。

关键词：PDC；脱钴；止推轴承；转移膜；微孔