平头型硬质合金球齿的缺陷

在日常的凿岩工作中不难发现,在腐蚀性较强的岩层中,平头型硬质合金球齿很容易钝化。据不完全统计,大多数的平头型球齿齿冠部有将近75%的高度在未产生磨损时就因钝化而浪费了,而平头型齿钝台因直径变大磨损比齿冠要快。再者,是由于钝台直径较大,降低了齿面与岩石接触面上的比压,尤其是当岩层坚硬或冲击载荷不足时,钻进速度就要相对减缓。当该应力波峰值降低时,平头型硬质合金球齿与岩石接触面上的比压也会降低,不能够有效地利用应力波,从而使得冲击能量的利用率降低。最后,由于平头型硬质合金球齿的底面是平面,在镶齿时,孔内的空气不能很好地排出,易形成气垫,从而使得硬质合金柱不能稳定地固定在孔底面上。在实际操作中有70%的重量被压入齿孔内,仅仅起到固齿作用,而用于破岩的磨耗量不到10%,大大浪费了原材料。图片锚文本

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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旋转凿岩与采煤工具类硬质合金球齿

旋进类凿岩一般常见于煤电钻和地质钻探等工作中,它们所受的冲击负荷相比凿岩类工作较小,而该类硬质合金以磨损为主,也就要求相应的硬质合金球齿具有较高的抗磨损性和一定的韧性。由于在实际的工作中除了要耐磨之外,还是需要承受一定的冲击载荷,所以主要设计和采用的是低Co和中、粗WC晶粒合金,如YG6、YG8、YG4C、YG6C、YG8C等硬质合金。较为常见的截煤齿有圆柱形、蘑菇型等,它们有利于节省辅助工时,减轻工作者的体力消耗,同时又能加快工程整体完工速度。

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矿用硬质合金球齿相关牌号

矿用硬质合金球齿相关牌号

国内牌号

使用性能及用途介绍

密度

硬度

抗弯强度

g/cm3

HRA

MPa

YG4C

主要运用于小规格的冲击钻球齿,凿进软岩层,中硬岩层。

15.1

90.0

1800

YG6

适用于地质勘探,煤层采气及石油钻井,如电煤钻、截煤机齿、石油牙轮等。

14.9

90.0

2100

YG8

适用于地质勘探中的取心钻头、刮刀钻头等。

14.7

89.5

2400

YG15

强度好,耐磨性较低,适用于冲击回转凿岩机和重型凿岩机用的钎头。

14.0

87.5

2500

YG8C

主要用作中小规格的冲击钻球齿、旋转勘探钻具合金片,凿进软岩层、中硬岩层。

14.7

88.5

2450

YK15

YG9C

适用于冲击回转钻头钎片、球齿及矿用牙轮钻球齿。

14.7

87.8

2450

YG20

YG10C

主要用作冲击回转钻具的球齿,凿进中硬岩层和硬岩层。

14.4

87.0

2550

YK25

主要用作冲击回转钻具的球齿,凿进中硬岩层和硬岩层。

14.5

87.5

2600

YG11C

主要用作冲击钻、牙轮钻具的钎片、球齿、凿进中硬岩层、硬岩层和坚硬岩层。

14.4

87.0

2600

YK40

YG13C

主要用作牙轮钻球齿、冲击回转钎片、凿进硬岩层和坚硬岩层。

14.2

86.5

2650

YG15C

适用于制造石油牙轮钻头,钻进中软、中硬岩层。

14.0

86.5

2700

 

 

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冲击凿岩类硬质合金球齿的选用

冲击凿岩的工作类型,也就意味着要求相应的合金工具具有良好的硬度和较高的韧性。而根据岩石层的种类不同,以及其硬度的不一致,分别有YG6、YG8、YG8C、YG11C、YG13C、YG15等牌号的硬质合金。若岩石硬度高,冲击负荷大应选用高Co和粗晶粒合金。反之,若岩石层硬度较小,冲击负荷小,则应选用中钴和粗晶粒合金。

硬质合金球齿在钻进的过程中承受着交变的拉力、压力、弯力、扭力等循环应力,要求其要承受数百万次甚至上千次的冲击和应力腐蚀的作用。所以要求相对应的球齿钎头的边齿和中齿分布合理,每一硬质合金球齿的凿岩面积较为均衡,磨损也相对均匀。当使用冲击能较大的凿岩机,如液压型凿岩机等,可选用球形双倒角齿,磨损较小。反之,楔形齿与锥形齿用作冲击能较小的凿岩机能延长使用寿命。

 

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Ag-WC-C触点材料添加第二相元素

在AgWC12C3触点材料的使用过程中,发现其也有部分性能和质量上的问题,目前,国内外的的科技工作者等研究员为改善AgWC12C3触点的部分性能,采用了很多的方法,比如,添加第二相元素(Co、Ni、Fe等);采用二次烧结复压工艺或化学包覆技术等来实现该目标。但是,因为Ag和WC、Ag和C之间的浸润性比较差,使得Ag和WC、C的界面连接处的结合不牢固,同时也因为它们之间在压力作用下,因产生塑性形变而形成机械结合界面是不可实现的,所以,采用调整材料成分和改善工艺的做法对其触点材料性能的改善的作用有限。

近年来,有研究表明,触点材料的抗熔焊性能、耐电弧侵蚀性能等物理性能与材料的显微组织的关系及其密切,当第二相呈现纤维分布时,触点材料的性能能够得到很大的改善。

 

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