球齿钎头用钢研究.pdf

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1、·54·球齿钎头用钢研究龙潜(贵州大学，贵州贵阳550003)摘要：对球齿钎头的凿岩状态进行分析，根据球齿钎头的固齿工艺要求和舍金元素在钢中的作甩i经过优选的今舍{匕霹^：计选择Q45N~CrM01VA合金钢作为球齿钎头壳体用钢，在有效的热处理工艺条件下，其使用性能达到国内外同类产砖：蜘l_先进水平。0l_．1ll0ll_关键词：凿岩钎具一l钎头球齿钎头合金元素合金化设计热处理00_：中图分类号：TV53+8．3文献标识码：A文章编号：1002-6886(2011)02一oo54-050、ButtonBitsSteelResearchLONGQiaIlAbstract：Analy

2、zingthedrillingstateofbuttonbits，accordingtofixedprocessrequirementsofthebuttonbitsandtheefectofal-loyelementinsteel，throughtheoptimalalloydesign，selectionQ45NiCrfMolVAalloysteelasthebodyofbuttonbitssteel，theuseofperformancehasreachedtheadvancedlevelofsimilarproductsathomeandabroadinanefficie

3、ntheattreatmentprocess．Keywords：rockdrillingtools；drillbi~；buttonbits；alloyelemments；alloydesign；heattreatmentO前言f／＼、钎头(又称钻头)是凿岩钎具中直接钻凿和破碎岩石囊‘的部份。随着我国经济建设的快速发展，矿业开采、能源建设、基础工程施工、交通道路发展等建设工程领域对凿岩钎具的需求不断增长。同时，由于工业化的快速发展和技术进步，凿岩设备不断进化和升级，大功率凿岩设备不断推出更新，加上人们成本意识日益提高，各行业对凿岩钎具产品的种类、性能和质量也提出了更高的要求。凿岩钎

4、具是人类征服岩矿石的工具，它的结构是由一根细长的中空钻杆和一个镶嵌有凿岩硬质合金的钻头组成。凿岩过程中，在岩矿石的剧烈磨损及高压水流(或压气)和矿坑水的冲刷腐蚀条件下，钎杆和钎头承受着拉、压、弯、扭等各种力以及凿岩机每分钟2000～3000次左右的高频冲击，且每次冲击功高达25J～500J，所以钎杆和钎头常以应力腐蚀疲劳断裂的方式失效，其使用寿命一般仅十分钟到几十小时。因此，凿岩钎具是人类所有钢铁机具中受力条件最苛刻、使用寿命最短、技术含量很高、而基础工业又不可或缺的大量消耗性工具。钎头直接钻凿岩石，是凿岩钎具中最易损的部件。它是用凿岩硬质合金镶嵌在钎头体上构成。根据其使用的凿岩

5、合金形状钎头可划分成以下几类：片状钎头(主要有一字型钎头、=三刃型钎头、十字型钎头、x型钎头)、柱齿钎头(以球齿钎头、高低风压潜孔钻头)、片齿复合钎头、牙(a)-字型钎头(b)三刃型钎头(c)、(d)十字型钎头fx型钎头g、h、i球齿钎头j、k、1片齿复合钎头。轮钻头等(典型钎头示意图如图1所示)。潜孔钻头主要图1典型钎头示意图·55·用于露天作业，而牙轮钻头主要用于钻井勘探，本文暂不齿一般方法有三种：焊接、冷固齿、热镶齿。焊接工艺是最讨论。早使用的固齿工艺，它的方法比较简单，主要是通过焊接片状钎头是我国历史最早、使用最广、生产量最大的间隙确定出齿孔与合金柱齿的尺寸，根据钎头结构

6、形式在钎头品种。其中一字型钎头大约要占到80％以上，主要钎头体上钻出相应齿孔，然后用铜焊或银焊的方法把合金用于小孔、浅孔凿岩。而十字型、x型钎头主要用于坚韧柱齿焊接在钎头体上即可，对钻孔精度和柱齿尺寸要求不中深孔。高。其缺点是操作相对困难，易留有焊疤影响外观，且易片状钎头由于结构及受力等因素，其破碎岩石效率出现缺焊，焊接强度不高，钎头寿命较低。多用于生产锥较低，进尺较慢，合金用量大且较容易出现浪费现象。而孔连接小直径球齿钎头，现在已逐步被淘汰。且其因为结构和受力原因，最大直径受到限制，一般一字冷固齿工艺目前被大多数企业采用，工艺要点是根型钎头直径不大于45mm，十字型钎头不大于6

7、4mnl，X型据钎头体用钢的屈服极限，计算出齿孔与合金柱之问的配钎头不大于89nlnl，否则易出现合金碎裂导致早期失效。合间隙，用过盈配合的方法，通过外力把柱齿压入齿孔之中。其特点是工艺容易掌握，生产效率相对较高，但稳定除了大量低端市场及部份极坚韧矿石外，片状钎头逐步不能适应现代凿岩的需要。现在，在很多中性及脆性岩石条性有所欠缺。把合金柱齿压入齿孑L时，钎头体及柱齿在外力作用下容易损伤，总体钎头寿命有限，特别是晚期寿命件下，片状钎头正越来越多地被球齿钎头代替。较差，易出现掉齿、断