针状硬质合金钻头的结构和特点

针状硬质合金钻头是把烧结好的针状合金块镶焊到空白钻头上。它由针状合金、胎体和钻头体三部分组成。
 
1、针状合金部分
针状合金部分即硬质点,它包镶在胎体内,是钻头的刃部,是克取岩石的主要工具。
 
2、胎体
胎体是包镶针状合金的一种假合金,也称胎体。胎体是用粉末冶金法制成的。制造胎体、保证胎体质量是制造钻头的关键。
 
3、钻头体
钻头体是钻头的钢体部分。胎体镶焊在钻头体上。针状合金钻头与普通合金钻头相比,有三个显著特点。
 
(1)多刃:针状合金作为硬质点,均匀分布在胎体内和钻头唇部,比普通合金钻头刃尖多。钻进时,岩石有较多的自由面,有利于钻头克取岩石。岩石易形成体积破碎,因而机械钻速较高,能钻进普通合金钻进难以钻进的较硬岩层。
(2)自磨出刃:钻进中,胎体随着针状合金的不断磨耗而相应磨耗,从而形成自磨出刃。钻头唇部面积始终保持不变,直到针状合金磨完为止。与普通合金钻头相比,钻头刃部不存在磨钝问题,因而钻速稳定,钻头寿命长。
(3)合金不易崩落:胎体将针状合金牢固包镶。钻进中合金始终保持微露,所以不易崩落,能保证钻头有效克取岩石。

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针状硬质合金钻进的优点

针状硬质合金钻进是改革开放以来我国钻探工程发展起来的一项新技术。在中硬岩层中使用这种技术,比普通硬质合金和钢粒钻进具有效率高、质量好、成本低、钢材消耗少等优越性。针状硬质合金钻进与金刚石钻进配套实施分层钻进,对于大力推广小口径金刚石钻进具有重要的意义。多年来的生产实践证明,采用针状硬质合金钻进,具有很多优点。
 
1、钻进效率高
针状硬质合金钻头有自磨出刃的特点,克取岩石的自由面多,有利于破碎岩石。在6~7级岩层中钻进,比普通硬质合金钻进提高效率1倍左右。
 
2、钻孔质量好
孔径规则均匀,钻孔弯曲度小。6~7级石灰岩岩心采取率可达80%~90%。
 
3、钻头寿命长
Φ56mm针状合金钻头在7级石灰岩地层钻进,平均钻头寿命9.92m,比普通硬质合金钻头寿命高3~5倍,最高钻头寿命达23.98。
 
4、钢材消耗少
针状合金钻进,每米进尺钻头与磨料成本比普通硬质合金钻进减少60%。
 
5、钻头材料来源可重复使用
钻头制造成本低,一个钻头可重复使用2~3次。
 
6、操作方便
劳动强度小,孔内清洁,安全性比较好。
 
7、能与金刚石钻头配合,实施分层钻进
在某些6~7级与部分8级岩层使用针状合金钻进,能取得较好的效果,扩大了硬质合金钻进的应用范围。

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硬质合金球标志内容

首先第一位为Y,即中文发音里硬质合金的首字母。第二位为硬质合金球公称直径,单位为“mm”,一般不标出。第三位为硬质合金球公差等级代号,一般在硬质合金球公差等级前面加字母G组成公差等级代号,如G3,G5,G10,G16,G20,G100等等。接下去一位为球批直径偏差或符号b(为不按批直径变动量分组提供),批平均直径偏差用正负号加相应数字来表示,单位为“μm”,一般情况下也不需标出。最后一位是硬质合金球符合的标准编号及补充技术条件编号。

举几个例子,Y-10 G10+5 JB/T 9145-1999,说明材料为硬质合金,公称直径为10mm,公差等级为10,球批直径偏差为+5μm的硬质合金球符合的是JB/T 9145-1999的相应标准。或者如Y24 G40 b JB/T 9145-2010,说明材料为硬质合金,公称直径为24mm,公差等级为40,不按批直径变动量分组提供的硬质合金球符合的是JB/T 9145-2010的相应标准。此外,标志的方法是在硬质合金球的订货单、合格证、包装物以及其他需标志的地方,按以上顺序进行标注,每项之间空一格。
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硬质合金球牌号及应用

一、YG6硬质合金球
YG6的硬质合金球又可称为YG6钨钢球,其由94% WC与6% Co组成,具有较高的硬度和耐磨性,是普通钢球的几十倍甚至于上百倍。所以其可替代钢球广泛运用于各种五金行业,如轴承、压铸件、阀门、冲孔件、测量和研磨等。

二、YG6A硬质合金球
YG6A硬质合金球与YG6硬质合金球的区别在于YG6A硬质合金球中添加有少量的TaC合金,因此红硬度更好,其更加适用于高温加工行业、有色金属、淬火钢、合金钢及其合金半精加工,同时还适合于加工冷硬铸铁等。

三、YG6x硬质合金球
YG6x硬质合金球与前两者相比,它属于细颗粒的碳化钨合金,细颗粒的硬度以及耐磨性都较普通颗粒的YG6硬质合金高,其适合于加工冷硬合金铸铁与耐热合金钢,同时也适合于普通铸铁的精加工。

四、YG8硬质合金球
YG8硬质合金球,由92% WC与8% Co组成,其硬度稍有下降且耐磨性和允许的切削速度较低,但是拥有的韧性以及抗冲击抗震性能更好,其适用于铸铁、合金、有色金属以及非金属材料的低速初加工。

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硬质合金钻头涂层与修磨技术的研究 Ⅷ

五、结论  

1.在相同的加工材料、切削参数和使用环境下,钻头相关参数的优化改进,对于提高产品加工效率,降低刀具成本方面效果显著。同时刀具涂层技术在减小刀具加工过程中的摩擦系数,降低刀具成本,提高刀具寿命等方面起到了明显的作用。 

2.对硬质合金钻头相关修磨参数的修正国内应用并不多,需进一步进行相关探索和试验研究。 

3.此技术应用逐步得到了推广,现已在公司内其它产品的钻孔加工应用中已取得了初步成效。

4.在目前采用的涂层种类之外,还应该开发更多的性能更优越的材料作为涂层备用材料,以便适应越来来多、越来越严苛的工作环境。

5.本文只是对某一类钻头加涂层后的性能改善做了初步研究,实际上工业运用中涉及的成千上万中切削类工具的修磨和涂层技术的运用仍有大量研究工作要做。

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