超声波冷锻与阳极氧化处理铝合金钻杆摩擦学性能研究

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