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1、74探矿工程(岩土钻掘工程)2009年增刊载能粒子沉积用于钻探机具的硬质润滑薄膜于翔,刘宝林,王成彪(中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083)摘要:提高钻探机具耐磨、耐蚀性能及其在苛刻工况条件下的使用寿命是地质工程领域中急待解决的一个关键技术问题。在评述钻探机具表面强化研究概状和热点问题的基础上,围绕载能粒子对气相沉积硬质摩擦学薄膜结构和综合摩擦学性能的影响这一中心,从提高钻探机具零件耐磨减摩性能出发,以多种载能粒子沉积技术为制备手段,以复合化、纳米化和多层梯度化的研究思路合成出多种硬质润滑薄膜,进行了钻探机具零件摩擦学薄膜制备、结构、性能和应用的基础研究。试图为硬质润滑薄膜在易
2、损件耐磨减摩应用中拟定有效的表面强化实用技术,同时为研制新型钻探机具、提高钻探效率和改善星际钻探等机具适用性提供新的技术。关键词:载能粒子沉积;钻探机具;硬质润滑薄膜中图分类号:P63413文献标识码:A文章编号:1672-7428(2009)S1-0074-08Energetic2ParticleDepositingHard2LubricatedFilmsforDrillingImplementsYUXiang,LIUBao2lin,WANGCheng2biao(SchoolofEngineeringandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences(Be
3、ijing),Beijing100083China)Abstract:Akeyconcerninthefieldofgeo2engineeringistoimprovethewearandcorrosionresistanceofthedrillingtoolssoastoextendtheirservicelifeunderrigorousandsevereworkingconditions1Inthispaper,itfirstlyreviewstheresearchesonsurfaceenhancementofwearingpartsfordrillingimplements,and
4、goesontoexploretheimpactofenergeticparticlesonthestructuralandcombinedtribologicalperformanceofvariousfilms1Severalhard2lubricatedfilmshavebeensynthesized1Thedesignofthesefilmsnormallyinvolveswiththenanometricengineeringofmultilayeredcompositesandthevariationoflayergradients1Theresearchfundamentall
5、ycoveredthepreparation,theformationofmicrostructure,thecreationofsuit2ablepropertiesandtheadequateapplicationoftribologicalfilmsforthegeo2drillingimplements1Resultsofthestudiesofferusefultheoreticalpointersfor:(i)developingnewdrillingimplement,(ii)improvingdrillingefficiencyand(iii)guaran2teeingthe
6、adaptabilityofdrillingcomponentsinextraterrestrialexploration1Keywords:energetic2particledeposition;drillingimplement;hard-lubricatedfilm钻探机具是完成地质勘探并取得第一手地质资技术。料的重要设备。钻探机具质量的优劣直接影响钻探提高在苛刻地质工况条件下零件表面的摩擦学工程实施的工作效率和经济效益。钻探机具零件在性能是钻探机具研究中的重要前沿领域课题。但目使用过程中产生的磨损使钻具系统性能退化,当磨前国内尚未对钻探机具表面强化实用技术进行系统损到一定程度时就会
7、出现故障,严重时整个钻探系研究,迄今为止,有关利用多元材料、多种沉积方统不能继续正常工作,甚至会出现事故。磨损不但法改善零件在复杂条件下减摩、耐磨和耐蚀性能的影响了机具的可靠性、延长了钻探周期,而且处理研究仍为空白。相关事故耗费了大量的人力、物力和财力。零件表伴随着降低摩擦磨损的迫切需要,载能粒子沉面强化是提高钻探机具寿命和使用效率的重要途积硬质、超硬薄膜和固体润滑薄膜逐步得到人们的径,是一项集科学与技术于一
