Твердосплавные насадки являются неотъемлемым компонентом при сверлении и обработке в различных отраслях промышленности. В этой статье представлен подробный обзор твердосплавных кнопочных сверл, их состав, свойства, процесс изготовления, марки, стандарты, области применения, критерии выбора, поставщики и многое другое.
Обзор твердосплавных буровых коронок
Твердосплавные кнопочные коронки, также известные как кнопочные коронки, представляют собой сменные пластины, которые припаиваются или зажимаются на корпусе сверла. Они изготавливаются из карбида вольфрама для обеспечения высокой износостойкости и используются для сверления отверстий в скальных породах, каменной кладке, бетоне и других твердых, абразивных материалах.
К основным особенностям твердосплавных насадок относятся:
- Очень твердая режущая поверхность для сверления твердых, хрупких материалов
- Индексируемые вставки можно заменять при износе вместо всего сверла.
- Доступны различные размеры, формы и марки для удовлетворения различных потребностей в бурении
- Усовершенствованная геометрия и покрытия для оптимизации работы долота
Таблица 1: Типы твердосплавных буровых коронок
| Тип | Описание |
|---|---|
| Паяные насадки для кнопок | Твердосплавные кнопки, припаянные к стальному хвостовику |
| Кнопочные сверла с зажимом | Твердосплавные кнопки зажимаются фиксирующим кольцом |
| Кнопочные биты Underreamer | Для расширения скважин до большего диаметра |
| Кнопочные сверла для корончатого сверла | Для извлечения образцов керна из горных пород/бетона |
| Кнопочные биты для шнека | Для создания глубоких отверстий в земле под свайные фундаменты и т.д. |
Состав Твердосплавные коронки
Износостойкость, твердость и прочность твердосплавных долот обеспечивается карбидом вольфрама в сочетании с небольшим количеством других элементов, используемых в качестве связующих.
Таблица 2: Химический состав
| Материал | Состав |
|---|---|
| Марка цементированного карбида | 94% карбид вольфрама (WC) + 6% кобальтовое связующее (Co) |
| Стальной хвостовик | Железо, углерод, хром, марганец, кремний и др. |
| Паяльный сплав | Медь, цинк, никель, серебро и т.д. |
Точный состав и процентное соотношение могут варьироваться в зависимости от марки твердого сплава и производителя. Кобальтовая связка, удерживающая зерна WC вместе, также играет ключевую роль в прочности, вязкости разрушения и износостойкости.
Свойства твердосплавных кнопочных фрез
Твердосплавные пластины для кнопок обладают превосходным сочетанием свойств, которые позволяют использовать их для сверления, резки и обработки чрезвычайно твердых материалов:
Таблица 3: Свойства твердосплавных буровых коронок
| Недвижимость | Значение | Значение |
|---|---|---|
| Твердость | 1600 - 2200 Виккерс | Позволяет резать твердые материалы, такие как камень или бетон |
| Прочность на сжатие | 5500-6500 МПа | Выдерживает высокое давление во время бурения |
| Предел прочности при поперечном разрыве | 3000-4800 МПа | Устойчивость к разрушению при изгибающих нагрузках |
| Жесткость | До 30 МПа√м | Сопротивление распространению трещин |
| Износостойкость | Отличный | Длительный срок службы до замены |
| Химическая инерция | Высокоинертный | Не реагирует на большинство химических веществ при комнатной температуре |
| Теплопроводность | Ниже, чем сталь | Во время обработки кромки фрезы могут нагреваться. |
Свойства могут быть изменены в зависимости от состава, размера зерна, содержания связующего, метода производства и последующей обработки.
Производственный процесс
Твердосплавные вставки для кнопок проходят сложную последовательность этапов при изготовлении:
Таблица 4: Типичный производственный процесс
| Шаг | Подробности |
|---|---|
| Фрезерование и смешивание | Смешивание карбида вольфрама, кобальта и других порошков |
| Уплотнение | Прессование порошков в пресс-форме под высоким давлением |
| Облицовка | Удаление вяжущих веществ при температуре около 300-600°C |
| Предварительное спекание | Нагрев спрессованных порошков до 1000-1500°C для усиления |
| Подготовка кромок | Шлифование кромок вставки до требуемой геометрии |
| Обработка поверхности | Покрытия, термообработка и т.д., наносимые на вставки |
| Пайка/зажим | Крепление вставок к корпусу стального сверла |
| Отделка | Окончательная шлифовка и проверка качества перед отправкой |
Процесс порошковой металлургии позволяет тщательно контролировать свойства и качество. Индивидуальная геометрия, покрытия и последующая обработка еще больше повышают функциональность.
Степени твердосплавных буровых коронок
Марки твердого сплава классифицируются по таким свойствам, как износостойкость, прочность и твердость, которые подбираются для различных областей применения.
Таблица 5: Стандартные сорта и области применения
| Класс | Твердость | Жесткость | Типовые применения |
|---|---|---|---|
| C1-C3 | Самый высокий | Низкий | Обработка серого чугуна или цветных металлов |
| C5-C8 | Очень высокий | Средний | Непрерывная резка закаленных сталей или чугуна |
| C8-C9 | Чрезвычайно высокий | Низкий | Прерывистая обработка закаленных сталей |
| P10-P50 | От среднего до очень высокого | От среднего до высокого | Инструменты для бурения горных пород, кнопки для бурения нефтяных и газовых скважин |
Нестандартные марки, выходящие за рамки стандартных классификаций, также предлагаются сегодня некоторыми производителями.
Международные стандарты
Основные стандарты, определяющие требования, методы испытаний и параметры качества для сменных твердосплавных пластин, относящихся к корончатым сверлам, включают:
- ISO 513: Классификация и применение твердых режущих материалов в зависимости от твердости
- ANSI B212.15: Стандарты твердосплавных пластин в США, охватывающие геометрию, идентификацию, допуски и испытания
- ISO 1832: Чертежи, размеры и условные обозначения для сменных вставок
- ISO 8249-1: Стандарты испытаний на стойкость инструмента для токарных резцов с одной точкой
Авторитетные производители твердосплавных долот должны соблюдать эти или аналогичные национальные/международные стандарты при производстве и проверке качества.
Типовые размеры и габариты
Твердосплавные коронки выпускаются в широком диапазоне стандартных и нестандартных размеров в соответствии с требованиями заказчика:
Таблица 6: Стандартные размеры бит для кнопок
| Параметр | Диапазон размеров |
|---|---|
| Диаметр кнопки | 8 мм - 150 мм |
| Толщина кнопки | 2 мм - 20 мм |
| Диаметр сверла | До 1200 мм |
| Глубина отверстия | До 30 м |
| Количество кнопок | До 30 |
| Радиус края кнопки | 0,4 мм - 3 мм |
| Центральный угол кнопки | Обычно 90° или 115° |
Применение и отрасли
Некоторые ведущие области применения и отраслевые вертикали для твердосплавных насадок включают в себя:
Таблица 7: Области применения твердосплавных сверл
| Сектор | Типовые применения |
|---|---|
| Строительство | Сверление бетона, каменной кладки, природного камня, плитки |
| Добыча | Бурение для разведки угля, руды, отбор образцов керна |
| Нефть/газ | Забойные долота для бурения скважин |
| Карьерные работы | Бурение гранита, известняка, песчаника |
| Геотермальные | Бурение глубоких скважин в твердых породах |
| Фундаментные работы | Устройство буронабивных свай |
| Археология | Взятие образцов из конструкций или горных пород |
Твердосплавные коронки незаменимы во всех отраслях промышленности, когда необходимо выполнить сверление, растачивание или отбор керна в особо твердых материалах.
Как выбрать Твердосплавные коронки
Правильный выбор состава, размера и конструкции имеет решающее значение для обеспечения оптимального срока службы и производительности твердосплавных корончатых сверл.
Таблица 8: Критерии выбора твердосплавных насадок
| Параметр | Факторы, которые необходимо учитывать |
|---|---|
| Диаметр сверла | Размер скважины, глубина скважины/сваи |
| Количество кнопок | Вес сверла, мощность сверла, диаметр отверстия |
| Размер кнопки | Размер и расположение кнопок для равномерного износа и распределения нагрузки |
| Класс пуговицы | Требования к абразивной и ударной прочности |
| Тип бита | В зависимости от метода обработки/монтажа - зажимной или паяный |
| Покрытия | Покрытия без покрытия, TiN, TiCN и т.д. для повышения прочности или смазывающей способности |
| Совместимость с охлаждающей жидкостью | Убедитесь, что марка твердого сплава и покрытия выдерживают воздействие охлаждающей жидкости |
Обратитесь к производителям, предоставляющим услуги компьютерного моделирования, чтобы смоделировать работу долот для оптимального выбора.
Ведущие производители и поставщики
Среди ведущих мировых брендов долот с твердосплавными кнопками можно назвать следующие:
Таблица 9: Основные производители твердосплавных насадок
| Компания | Расположение |
|---|---|
| Atlas Copco Secoroc | Швеция |
| Palbit | Индия |
| Минкон | Ирландия |
| Rockmore International | США |
| Компания Numa Tool Company | США |
| DrillcoTools | ВЕЛИКОБРИТАНИЯ |
| Глаз скалы | Южная Африка |
Ценообразование
Цены на твердосплавные долота зависят от размера, марки, покрытия и объема заказа. Типичный диапазон цен составляет USD 4 - 12 за вставку. Нестандартные насадки стоят дороже. При оптовых заказах действуют скидки.
Плюсы и минусы твердосплавных буровых коронок
Таблица 10: Преимущества и ограничения
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Очень твердая режущая поверхность | Хрупкие материалы, склонные к растрескиванию при ударных нагрузках |
| Высокая скорость сверления твердых материалов | Дороже стальных кнопочных долот |
| Сменные индексируемые вставки | Не рекомендуется для бурения мягких пластов |
| Широкий ассортимент марок и геометрических форм | Требуется жесткость крепления и станка |
| Усовершенствованные покрытия противостоят износу и нагреву | Охлаждающие жидкости, необходимые для контроля температуры |
| Согласованные диаметры отверстий | Отверстия могут отклоняться, если сверла неравномерно изношены |
Вопросы и ответы
Вопрос: Лучше ли твердосплавные конические сверла, чем роликовые конические сверла?
О: Твердосплавные шарошечные долота обеспечивают более высокую скорость проходки в твердых, абразивных породах, таких как гранит или бетон, по сравнению с роликовыми конусными долотами, которые лучше работают в более мягких осадочных породах. У них разные оптимальные области применения.
В: Как долго служат твердосплавные насадки?
О: Марка твердого сплава, область применения и условия эксплуатации определяют срок службы. В среднем твердосплавные коронки могут пробурить 50-200 погонных футов, прежде чем потребуется их замена, в то время как роликовые конусные коронки могут прослужить всего 25-100 футов.
В: Можно ли повторно затачивать и использовать твердосплавные вставки?
О: Нет, твердосплавные кнопки нельзя переточить после затупления, в отличие от стальных сверл. Для продолжения сверления необходимо выкинуть всю вставку и заменить ее свежей твердосплавной кнопкой со сменными зубьями.
В: Как твердосплавные кнопки крепятся к сверлам?
О: Твердосплавные кнопки могут быть впаяны в точно обработанные канавки на стальном хвостовике сверла. В качестве альтернативы используются зажимные системы с кольцами или блоками для фиксации вставок на месте для облегчения индексации.
Вопрос: Какие сверла могут просверлить железобетон?
О: Для сверления железобетона обычно используются твердосплавные коронки сверхтвердых марок, например C6-C8 с покрытием TiCN. Алмазные коронки также подходят, но стоят дороже.
