深孔钻机粉末冶金刹车块研究

论文摘要

随着现代社会的发展,地质找矿钻探正在向着深部、超深部方向发展。随着井深增加,钻杆自重增加,需要刹车材料提供更大的制动力矩;紧急情况时,井越深刹车装置需要提供的制动力矩越大,需要摩擦材料有良好的耐热性和导热性,防止摩擦材料因高温损坏或失效;起下钻需要频繁制动,摩擦材料需要有良好的耐磨性。论文从粉末冶金摩擦磨损机理出发,分析了影响粉末冶金摩擦材料摩擦系数和磨损性能的因素。研究总结了影响铁基和铜基摩擦材料基体组成的各种组份及其所起作用,为合理选择配方范围提供了依据。结合实际应用,设计了粉末冶金刹车块的钢背结构和刹车块摩擦层结构,并根据相应结构设计了模具组合。刹车块结构由钢背和摩擦材料两大部分组成,其中摩擦材料又分为过渡层和工作层。这种结构便于钢背独立生产加工,提高生产效率。增加过渡层材料,加强钢背和摩擦材料之间的结合力,避免摩擦过程中因温度和载荷的变化引起摩擦材料和钢背的分离或脱落。刹车块生产工艺采用粉末准备、混制和装料、钢背制作、热压法烧结的方式,以配方1为基础,通过对比试验,研究影响刹车块性能的工艺因素。得出适用于本配方的工艺参数范围值,烧结温度为850~950℃,烧结压力为12~20MPa,保温时间为10~20min.,并总结出如何生产更优性能刹车块的工艺过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究内容
• 1.4 粉末冶金摩擦材料发展简介
• 1.5 粉末冶金摩擦材料国内外研究现状
• 第2章 粉末冶金摩擦材料摩擦磨损机理及影响因素分析
• 2.1 粉末冶金摩擦材料摩擦系数影响因素
• 2.1.1 材料性质对摩擦系数的影响
• 2.1.2 载荷对摩擦系数的影响
• 2.1.3 滑动速度对摩擦系数的影响
• 2.1.4 温度对摩擦系数的影响
• 2.1.5 表面粗糙度对摩擦系数的影响
• 2.1.6 表面膜对摩擦系数的影响
• 2.2 粉末冶金摩擦材料磨损过程分析
• 2.2.1 磨损分类
• 2.2.2 磨损过程分析
• 第3章 粉末冶金刹车块配方方案研究
• 3.1 粉末冶金刹车块材料的组成
• 3.2 金属基体的组成及作用
• 3.2.1 铜合金基体
• 3.2.2 铁合金基体
• 3.3 摩擦组元的组成及作用
• 3.3.1 铜基摩擦材料的摩擦剂
• 3.3.2 铁基摩擦材料的摩擦剂
• 3.4 起固体润滑剂作用的组元
• 3.5 材料配方确定
• 3.5.1 铁基摩擦材料
• 3.5.2 铜基摩擦材料
• 3.5.3 刹车块配方确定
• 第4章 刹车块结构设计和模具设计
• 4.1 刹车块结构设计
• 4.2 刹车块模具设计
• 4.2.1 模具设计
• 4.2.2 底模
• 4.2.3 芯模
• 4.2.4 形模
• 4.2.5 顶模
• 第5章 刹车块生产工艺过程
• 5.1 刹车块工艺流程
• 5.2 刹车块生产工艺过程
• 5.2.1 粉料准备
• 5.2.2 装料计算
• 5.2.3 粉末混合
• 5.2.4 钢背加工
• 5.2.5 加压烧结
• 第6章 影响刹车块性能的工艺的试验研究
• 6.1 烧结温度对刹车块性能的影响
• 6.2 烧结压力对刹车块性能的影响
• 6.3 保温时间对刹车块性能的影响
• 6.4 工艺过程对刹车块性能的影响
• 第7章 结论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附图