钎钢与钎具知识讲解

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1、本文由www.ksjxsbw.com选写，转载请注明！材质及冶轧工艺的影响凿岩钎具由于在钻爆工程中受到凿孔直径的限制，其横截面积均很小。然而，这种细长的杆件，却要在剧烈磨损和具有腐蚀介质作用的条件下，承受高频率(2000～3000次／ml。r·)、高冲击功(294J左右)凿岩机施加的拉、压、弯、扭等循环应力。根据负载大小和岩石固性等条件的不同，其凿岩寿命常常只有几分钟到十几个小时。钎具用钢种，必须首先满足钎具工作的这个基本特点。截齿钎具破断的主要抗力指标是应力腐蚀条件下的拉压疲劳强度。钎具用钢必须具备足够高的疲劳

2、强度，适当的塑性和韧性，尤其应有良好的韧性，以保证钢材具有较低的疲劳缺口敏感性。钎杆是在循环应力下工作的，对于钢材的循环韧性要求很高，只有具备了良好的循环韧性，才能保证钢材消振性能良好，并降低钎具疲劳裂纹的扩展速度。钎具是在极为苛刻的环境下工作，钎具用钢还必须具有一定的抗腐蚀性能，主要是耐大气和矿水的腐蚀能力。含碳量在0．70％～1．0％的碳素工具钢，是国内外早期用于浅孔凿岩的钎钢钢种，匹配低频率、低冲击功凿岩机，尚能适应当时的钻凿工程需要。随着凿岩机的发展，碳素工具钢的抗疲劳强度愈来愈满足不了钻凿要求，虽然后来

3、为改善该钢种的淬透性、细化晶粒、提高韧性而加入了0．15％～0．30％钒或0．47％～0．70％铬的碳素工具钢，其用量已经日益减少，终究还是要被合金钎钢所取代。矿山机械配件我国的中、大直径钎杆，钻凿中、深岩孔的35Si．MnMc，v钎钢仅进行正火处理后的试验接杆钎杆，平均使用寿命可达300m／支左右。若经过化学热处理及表面抛丸强化后，其平均钻凿寿命可达420m／支。但是，在近10年来国外先进的高频率、大功率液压凿岩设备大量进入我国，该钢种的塑性、循环韧性及其抗疲劳强度冶轧质量的影响钢中非金属夹杂物是疲劳裂纹的源点

4、，同时也破坏了基体的连续性，从而引起应力集中。夹杂物越大，疲劳强度的降低越多。真空熔炼的气体及非金属夹杂物含量较普通熔炼的低得多，因而其疲劳强度也高得多。因此，现代中空钢的冶炼均采用电弧炉冶炼一真空脱气一炉外精炼的方法，尽量提高钢的纯净度。这就是说，钎具原材料的冶轧质量与其冶轧工艺和装备的先进程度有很大的关系。“合金铸管”法工艺制造中空钢的特点，就是能促使合金钢管较为牢固的浇铸在中空钢锭内，轧制后能使中空钢的内表面形成一层合金内衬管壁，在一定程度上强化其内表面，以提高钎杆的钻凿寿命。但是，在冶炼过程中，由于锭型小

5、，缩孔、夹杂物等冶金缺陷较为集中在钢锭表面和合金钢管与基体钢粘结的界面上。轧制后，这些冶金缺陷延伸为条、线状随机地分散在钢材的横截面上。制成钎杆凿岩使用，在矿水的冲刷和应力腐蚀条件下，极易产生裂纹源。钢坯经机械中心钻孔加合金衬管工艺轧制的中空钢材，由于钻孔精度低及装芯技术与装备等因素的影响，其衬管与基体钢粘结不良，局部分离的现象较为严重。有的产生变形和折叠，形成尖角，引起应力集中，萌生疲劳裂纹源。截齿55SiMnMo、35SiMnMoV等钎钢钢种的夹杂物主要为含Ca的氧化物。当夹杂物细小、弥散分布时，对疲劳破断的

6、影响不大，只有集中成群或呈链状分布时才具有很大的影响。钎杆钻凿失效的主要表现为内外疲劳形态，其疲劳裂源一般集中在钎杆的内外表面上。裂纹源点还往往在那些具有一定尺寸(0．15～0．20ram)的凹坑、伤痕和折叠处产生。这些表面缺陷极易引起应力腐蚀，而且最大的应力值就在微裂纹的底部区域。在电极电位差的作用下，底部电位更负，促使裂纹向纵深扩展的趋势更大。“钢坯钻孔”韧性。一旦在杆体或钎肩附近出现这种组织，寿命就会降低。制造中使用盐浴炉回火超温，由于热传导作用；钎肩处温度上升到400"C以上，往往会形成回火贝氏体，而造成

7、钎杆早期破断。本文由www.ksjxsbw.com选写，转载请注明！本文由www.ksjxsbw.com选写，转载请注明！凿岩条件的影响凿岩中岩石是基本的条件，岩石硬度越高，钎杆所受的复合循环应力也就越大，其使用寿命就越低。通常，凿岩机功率越大，活塞冲击频率越高，活塞的应力波形愈陡，峰值愈高，则钎杆所承受的循环应力也就越大。钎杆在腐蚀性介质中工作，对钢材的疲劳极限影响也很大，表明了介质对钢材疲劳影响的介质对钢的疲劳极限影响.在水的腐蚀作用下，钢的疲劳极限下降了1～5倍。这种在介质腐蚀作用下所发生的疲劳过程称为应力

8、腐蚀疲劳。钎杆在钻凿时，其水孔中有19～39MPa压力的矿水冲刷，外部有带岩粉的矿水腐蚀。事实上，在酸性水质腐蚀下工作，钎杆易于发生内疲劳破断；在中性或碱性水质腐蚀下工作，钎杆又易产生外疲劳破断。所以，若能防止矿水与钢材接触，即可大幅度提高钎杆的使用寿命。截齿凿岩过程中操作不当将会增加钎杆附加弯曲应力，如表2—8所示。表中列出了由于凿岩机晃动而引起的作用于钎杆上的附加弯曲