牙轮钻头轴承用滚动体材料的对比分析.pdfVIP

!兰 Q =三! 轴承 2009年4期 CN4l一1148／TH Bearing2009，No．4 牙轮钻头轴承用滚动体材料的对比分析 邱吉平 ，潘振杰 ，叶健熠 (1．江汉石油钻头股份有限公司，武汉 430223；2．中原石油勘探局钻井四公司，河南 濮阳 457002； 3．洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039) 摘要：为适应高转速复合钻井的需要，对高速滚动牙轮钻头轴承用滚动体新型材料进行了力学性能测试、单元 轴承寿命试验，通过对比分析，发现优选的2种滚动体材料单元轴承寿命指标与现用K钢和国外某公司的H钢 单元轴承寿命指标相差较大，H钢与K钢具备一定的抗接触疲劳剥落性能优势，在高转速条件下，都存在一定 的应用潜力。 关键词：滚动轴承；牙轮钻头；滚动体；材料；高转速 中图分类号：TH133．33；TG713：I 文献标志码：B 文章编号：1000—3762(2009)04—0030—03 1 GCr18Mo和 G20Cr2Ni4A 的性 能 角度考虑，提高其冲击韧度、接触疲劳强度和寿命 优势和使用现状 是根本途径 。 通过对国、内外滚动体材料的调研，并结合 目 随着现代油气钻井向长寿命、高转速方向发 前新型滚动体材料的开发现状，优选滚动轴承贝 展，复合钻井工艺已经广泛应用。与滑动轴承相 氏体钢GCrl8Mo和渗碳钢 G20Cr2Ni4A，与公司现 比，滚动轴承在延长寿命、提高转速方面存在着巨 有滚动体用 K钢和国外某公司滚动体用 H钢的性 大潜力。探索采用新型的滚动体材料，以提高抗 能进行了对比分析，为推出新一代高性能滚动体 接触疲劳剥落性能，延长牙轮钻头滚动轴承的使 用钢奠定基础。 用寿命，提高市场竞争力。 2 性能试验对比 当今国外轴承钢发展方向之一是贝氏体钢， 德国FAG、瑞典 SKF和 日本的NSK等轴承厂家， 2．1 试验方法 都把轴承钢贝氏体化作为其主要的应用手段¨ 】。 试验用钢化学成分见表 1。从表 1可 以看 出， 而美国与 日、德、瑞典的认识角度不一致，其在滚 4种滚动体用钢满足其各 自的标准牌号要求，化学 动体材料上优选渗碳钢，认为渗碳表层的抗疲劳 成分全部合格。 剥落性能比整体淬硬钢好，因此，从滚动体材料的 表 1 试验用钢的化学成分 ％ 材料 化学成分 C Si Mn Mo Cr V Ni S P H 0．52 0．93 0．38 0．41 O．Oo7 0．012 0．014 K 0．52 0．9l 0．40 0．43 O．18O 0．015 0．014 GCrl8Mo 0．99 O．21 0．35 0．19 1．81 0．016 0．012 标准 0．95 一 1．05 n2～0．4 0．25一n40 n 15—0．25 1．65～1．95 ≤0．02 ≤Q025 GCr18Mo e20Cr2Ni4A O．24 O．26 0．48 1．53 3．58 O．011 0．017 标准 0．17 ～ 0．23 n 15～n4 0．3～o．6 1．25—1．75 3．25～3．75 ≤0．03 ≤Q03 G20Cr2Ni4A