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MoS2对热压Fe基金刚石钻头胎体性能的影响研究

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煤田地质与勘探 2023年第4期51卷 170-178页

作者：章文姣谭松成潘秉锁金鑫孔祥清龙尚琳辽宁工业大学土木建筑工程学院辽宁锦州121001 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

金刚石钻头是勘探工作中的常见破岩工具,但金刚石热稳定性较差,在钻进过程中会不断产生热量,干旱缺水条件下钻头自冷却对钻进效率的提高具有非常重要的意义。为降低干钻条件下钻头胎体与岩石界面间的摩擦因数从而减少钻进过程中金刚石... 详细信息

金刚石钻头是勘探工作中的常见破岩工具,但金刚石热稳定性较差,在钻进过程中会不断产生热量,干旱缺水条件下钻头自冷却对钻进效率的提高具有非常重要的意义。为降低干钻条件下钻头胎体与岩石界面间的摩擦因数从而减少钻进过程中金刚石的热损伤,在热压Fe基金刚石钻头胎体中添加二硫化钼(MoS2),研究MoS2含量对Fe基钻头胎体相对密度、洛氏硬度、抗弯强度以及与白刚玉砂轮干磨时的磨损量和摩擦因数的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等测试仪器分析了抗弯强度和摩擦磨损试验后的试样断口和表面的形貌及物相成分。试验结果表明,在试验范围内,Fe基胎体相对密度与MoS2含量关系不大,但是与未添加MoS2的Fe基胎体相比,其相对密度提高了约2.5%,达98%以上。Fe基胎体洛氏硬度随着MoS2含量的增加先增大后减小,在MoS2体积分数为8%时胎体硬度最大,洛氏硬度HRB值达101.3。Fe基胎体抗弯强度随着MoS2含量的增加先增大后减小,在MoS2体积分数为2%时胎体抗弯强度最大,达1140 MPa。Fe基胎体磨损量随着MoS2含量的增加先减小后增大,在MoS2体积分数为4%时磨损量最小,为0.376 g。Fe基胎体与岩石界面间的摩擦因数则随着MoS2含量的增加而逐渐下降,在MoS2体积分数为10%时摩擦因数最小,为0.325。抗弯强度断裂试样断口形貌和物相分析表明,MoS2的加入降低了Fe基胎体显微组织的连续性。摩擦磨损试验后试样形貌分析表明,MoS2的加入降低了摩擦磨损过程中的粘着磨损和塑性变形。研究成果为减少干钻条件下金刚石磨损和热损伤,提高胎体耐磨性,延长钻头寿命奠定了理论基础。

关键词： MoS2 金刚石钻头热压Fe基胎体机械性能摩擦学性能

MoS对热压Fe基金刚石钻头胎体性能的影响研究

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煤田地质与勘探 2022年

作者：章文姣谭松成潘秉锁金鑫孔祥清龙尚琳中国地质大学(武汉)工程学院中煤科工西安研究院(集团)有限公司辽宁工业大学土木建筑工程学院

金刚石钻头是勘探工作中的常见破岩工具，但钻头内金刚石热稳定性较差，在钻进过程中会不断产生热量，干旱缺水条件下钻头自冷却对钻进效率的提高具有非常重要的意义。为降低干钻条件下钻头胎体与岩石界面间的摩擦系数而减少钻进过程中...

金刚石钻头是勘探工作中的常见破岩工具，但钻头内金刚石热稳定性较差，在钻进过程中会不断产生热量，干旱缺水条件下钻头自冷却对钻进效率的提高具有非常重要的意义。为降低干钻条件下钻头胎体与岩石界面间的摩擦系数而减少钻进过程中金刚石的热损伤，在热压Fe基金刚石钻头胎体中添加二硫化钼(MoS)，研究MoS含量对Fe基钻头胎体相对密度、洛氏硬度、抗弯强度、以及与白刚玉砂轮干磨时的磨损量和摩擦系数的影响，并用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等测试仪器分析了抗弯强度和摩擦磨损试验后的试样断口和表面的形貌及物相成分。试验结果表明，在试验范围内，Fe基胎体相对密度与MoS含量关系不大，但是与未添加MoS的Fe基胎体相比，其相对密度提高了约2.5%，达98%以上。Fe基胎体洛氏硬度随着MoS含量的增加先增大后减小，在MoS体积分数为8%时胎体硬度最大，洛氏硬度HRB值达101.3。Fe基胎体抗弯强度随着MoS含量的增加先增大后减小，在MoS体积分数为2%时胎体抗弯强度最大，达1 140 MPa。Fe基胎体磨损量随着MoS含量的增加先减小后增大，在MoS体积分数为4%时磨损量最小，为0.376g。Fe基胎体与岩石界面间的摩擦系数则随着MoS含量的增加而逐渐下降，在MoS体积分数为10%时摩擦系数最小，为0.325。抗弯强度断裂试样断口形貌和物相分析表明，MoS的加入降低了Fe基胎体显微组织的连续性。摩擦磨损试验后试样形貌分析表明，MoS的加入降低了摩擦磨损过程中的粘着磨损和塑性变形。研究成果为减少干钻条件下金刚石磨损和热损伤，提高胎体耐磨性，延长钻头寿命奠定了理论基础。

关键词：

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金刚石粒度对孕镶金刚石钻头性能的影响

煤田地质与勘探 2002年第3期30卷 62-64页

作者：潘秉锁史冬梅杨凯华中国地质大学工程学院湖北武汉430074

孕镶金刚石钻头已获得了广泛的应用 ,但人们对其性能和钻头金刚石参数间的一些问题仍需进一步认识。本文通过理论计算得出了钻头唇面上金刚石的分布模型 ,其结论与实际相吻合 ;并以此为依据。

关键词：金刚石钻头金刚石粒度钻头性能

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有序排布热压孕镶金刚石钻头的性能研究

金刚石与磨料磨具工程 2018年第3期38卷 30-35页

作者：张丁元潘秉锁中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

用点胶–热压法制备了有序排布孕镶金刚石钻头,并用形貌仪观测了钻头的表面形态以及通过室内钻进实验研究其钻进性能。结果表明:在进尺数相同的情况下,有序排布钻头的钻进效率比随机排布钻头高出23%,有序排布钻头的金刚石颗粒出刃高度... 详细信息

用点胶–热压法制备了有序排布孕镶金刚石钻头,并用形貌仪观测了钻头的表面形态以及通过室内钻进实验研究其钻进性能。结果表明:在进尺数相同的情况下,有序排布钻头的钻进效率比随机排布钻头高出23%,有序排布钻头的金刚石颗粒出刃高度比随机排布钻头高出1倍;而且有序排布钻头的胎体磨损呈有利于金刚石颗粒自锐的蝌蚪状。有序排布的钻头金刚石表面出现微破碎,与随机排布钻头的2种金刚石极端磨损形貌相比,在钻进过程中优势明显。

关键词：点胶法热压有序排布金刚石钻头磨损

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新型高速氨性镀镍液性能的研究

金刚石与磨料磨具工程 2006年第1期26卷 68-70页

作者：杨洋潘秉锁杨凯华中国地质大学研究生院武汉430074 中国地质大学工程学院武汉430074

研究了高速氨性镀镍液的性能。首先通过分析电流效率随电流密度的变化情况确定了镀液的许用电流密度, 然后测定了氨的含量、镀液pH值、甲酸钠的含量等因素对分散能力、深镀能力、抗杂性能等镀液性能的影响。试验结果表明,研究的镀镍液... 详细信息

研究了高速氨性镀镍液的性能。首先通过分析电流效率随电流密度的变化情况确定了镀液的许用电流密度, 然后测定了氨的含量、镀液pH值、甲酸钠的含量等因素对分散能力、深镀能力、抗杂性能等镀液性能的影响。试验结果表明,研究的镀镍液体系许用电流密度达8．0A／dm2,电镀速度比瓦特型镀镍液配方提高4倍左右,分散能力提高了 16％,镀液的深镀能力也显著提高,而且镀液具有良好的抗铜离子的能力,抗铁离子的能力不太显著。

关键词：高速电镀镀镍溶液硫酸氨甲酸钠

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金刚石工具的设计与制造 1

丛书名：中国地质大学武汉十一五规划教材

2013年

作者：段隆臣潘秉锁方小红编

“工欲善其事，必先锐其器”。金刚石钻头及制品是碎岩工具的典型代表，它在机加工、建筑装璜、地质勘探、石油钻井等领域有着广泛的用途。“金刚石工具的设计与制造”涉及材料学、机械学、粉末冶金学、电化学和岩石破碎学等多门学科，... 详细信息

ISBN: (纸本)9787562530251

“工欲善其事，必先锐其器”。金刚石钻头及制品是碎岩工具的典型代表，它在机加工、建筑装璜、地质勘探、石油钻井等领域有着广泛的用途。“金刚石工具的设计与制造”涉及材料学、机械学、粉末冶金学、电化学和岩石破碎学等多门学科，目前国内很少有适合于本科生的跨学科的教学用书，为此特编辑此教材。

关键词：工具金刚石教材高等学校

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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基于微观力学的岩石静压入破碎过程数值模拟

中国科技论文 2017年第9期12卷 1024-1029,1043页

作者：杨洋潘秉锁中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院武汉430074 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

基于颗粒微观力学的方法建立了高阶应力-应变理论的损伤本构模型,并采用无网格伽辽金方法建立的离散化的数值模型对静载荷作用下的平底圆柱型压头压入花岗岩的变形(直至破碎)的过程进行了模拟分析。结果表明,最大剪应力分布云图以及破... 详细信息

基于颗粒微观力学的方法建立了高阶应力-应变理论的损伤本构模型,并采用无网格伽辽金方法建立的离散化的数值模型对静载荷作用下的平底圆柱型压头压入花岗岩的变形(直至破碎)的过程进行了模拟分析。结果表明,最大剪应力分布云图以及破碎坑深度均与相关文献的研究结果基本吻合,验证了模型的合理性和有效性;在静压入过程中花岗岩模型表现出了明显的应变局部化现象,表明花岗岩是1种典型的应变软化材料;花岗岩内部的应力极限值总是集中在压头与岩石接触的边缘位置;中心对称轴上的最大剪应力极值点是岩石破碎的发源处;随着压头的逐渐压入,花岗岩内水平向的拉应力先于剪应力达到极限值,迫使周围的岩石发生崩离,导致张拉断裂。

关键词：岩石破碎微观力学静载荷无网格伽辽金法高阶理论

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镍锰合金的电沉积行为

材料保护 2009年第10期42卷 1-3页

作者：潘秉锁牛明远方小红教育部岩土钻掘与防护工程研究中心湖北武汉430074 中国地质大学工程学院湖北武汉430074

为了了解镍锰合金沉积的电极过程,采用线性扫描伏安法、单电位阶跃计时电流法和交流阻抗谱技术对镍锰合金的电沉积与镍的电沉积进行了对比性研究。结果表明:氯化锰的加入增大了阴极极化;镍和镍锰合金的电结晶都与三维连续成核理论相吻合... 详细信息

为了了解镍锰合金沉积的电极过程,采用线性扫描伏安法、单电位阶跃计时电流法和交流阻抗谱技术对镍锰合金的电沉积与镍的电沉积进行了对比性研究。结果表明:氯化锰的加入增大了阴极极化;镍和镍锰合金的电结晶都与三维连续成核理论相吻合,但加入氯化锰后电结晶成核速率常数增大,晶体向外生长速度和镍离子的扩散系数下降;电荷传递电阻增大,双电层电容下降。这些变化可能都与Mn(OH)2在阴极表面的吸附有关。

关键词：电沉积镍锰合金成核机理阴极过程

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石墨表面镀镍对金刚石钻头胎体性能的影响

成都理工大学学报（自然科学版） 2014年第4期41卷 499-504页

作者：谢兰兰潘秉锁段隆臣地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 中国地质大学工程学院武汉430074

为了解石墨表面镀镍对金刚石钻头胎体性能的影响,采用热压烧结法制备了镀镍石墨/胎体复合材料,用扫描电镜观察石墨镀镍前后与胎体之间界面结合状态的变化,并研究了石墨表面镀镍对复合材料的抗弯强度、洛氏硬度以及在无冷却液的条件下与... 详细信息

为了解石墨表面镀镍对金刚石钻头胎体性能的影响,采用热压烧结法制备了镀镍石墨/胎体复合材料,用扫描电镜观察石墨镀镍前后与胎体之间界面结合状态的变化,并研究了石墨表面镀镍对复合材料的抗弯强度、洛氏硬度以及在无冷却液的条件下与花岗岩对磨时的摩擦系数和磨损量的影响。结果表明:石墨表面镀镍之后,石墨与胎体之间的结合强度大幅度提高;提高了复合材料的整体性能,以及抗弯强度和硬度;增大了摩擦副的摩擦系数,且增大了胎体的磨损量。石墨表面镀镍提高了石墨/胎体复合材料的物理力学性能,但是降低了其干摩擦性能。

关键词：镀镍石墨钻头胎体抗弯强度洛氏硬度干摩擦