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超声波冷锻与阳极氧化处理铝合金钻杆摩擦学性能研究

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超声波冷锻与阳极氧化处理铝合金钻杆摩擦学性能研究第52卷第3期2016年5月地质与勘探GE0L0GYANDEXPL0RAT10NVo1.52NO.3May,2016超声波冷锻与阳极氧化处理铝合金钻杆摩擦学性能研究梁健,岳文,孙建华,佘丁顺,侯斌斌,尹浩(1.中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000;2.中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083)[摘要]恰-3的表面工程技术是实现长寿命、高可靠性、高耐磨性铝合金钻杆的关键技术之一。本文选用超声波冷锻技术(UltrasonicColdForgingTechnology,UCFT)和阳极氧化技术(AnodicOxidation,AO)对铝合金钻杆材料(7E04)进行表面强化处理。在球盘摩擦磨损试验机上对UCFT和AO处理前后铝合金的摩擦学性能进行表征,选取ZrO硬质材料的对磨球。结果表明,经UCFT处理后样品表面形成了约为100m的塑性变形层,表面晶粒细化至56nm;经AO处理后样品表面生成了多孔的氧化物层,其厚度约60m;UCFT处理与AO处理均不同程度地提高了样品的表面硬度和耐磨性;且AO处理能有效降低样品的摩擦系数;与未处理的样品表面发生了磨料磨损、粘着磨损和塑性形变不同,UCFT处理的样品呈现出典型的粘着磨损形貌,AO处理的样品主要为疲劳磨损形式。[关键词]铝合金钻杆超声波冷锻阳极氧化摩擦磨损[中图分类号]P634.5[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2016)O3—0576—08LiangJian。YueWen,SunJian-hua。SheDing-shun。HouBin-bin,YinHao.Studyonthetribologi-calpropertiesofaluminumdrillpipesunderultrasoniccoldforgingandanodicoxidationtreatment[J].GeologyandExploration。2016。52(3):0576—0583.0引言铝合金钻杆具有重量轻、比强度高、钻进深度深、能耗小等特点(表1),使其成为难进人地区钻探、大位移井、定向井、超深井及深部科学钻探中钻柱设计的优选方案(Gelfgateta1.,2007;ACMEInc,2009;吕拴录等,2009;鄢泰宁等,2010)。铝合金钻杆技术作为前苏联C

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