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地質礦用硬質合金失效形式
發(fā)布日期:2015-07-17
作者:株洲三鑫

       作為高耐磨工具,硬質合金地質礦用鉆頭、釬頭、鉆片、齒類產品使用廣泛。針對鑿巖用硬質合金工具來說,工作環(huán)境惡劣.工作對象巖層的狀況復雜多變,因此其損壞和失效的方式也不一樣。地質礦用硬質合金失效形式主要表現(xiàn)在沖擊疲勞、磨粒磨損和熱疲勞等方面。

       對于硬巖層來說,磨粒磨損程度相對低一些,比如花崗巖(采用沖擊式或旋轉沖擊式鉆機),合金失效主要由沖擊和沖擊疲勞導致。合金的抗壓強度和抗彎強度直接與合金抗沖擊疲勞性能相關;此外,還與合金純凈度、WC晶粒度和Co相平均自由程相關。進一步講。合金的抗沖擊疲勞性能直接與沖擊能量相關。

油田鉆探模具

       對于中硬巖層,比如石英巖(采用沖擊式鉆機),磨粒磨損占主導地位。磨粒磨損一般由兩方面組成:磨粒和合金接觸點上的微裂紋、Co相的提前損耗。前者主要發(fā)生在硬脆合金上,而且磨粒有高的斷裂強度時;后者主要發(fā)生在更多Co含量的較軟合金上,且此時的磨粒非常易碎。
       對于軟巖層來說,比如砂巖,硬質合金失效是熱疲勞失效占主導.同時伴隨著磨粒磨損。
       而對于超軟巖層來說,比如方解石巖層和石灰石巖層,主要由熱疲勞導致合金失效。
       裂紋的擴展和Co相的提前損耗將直接影響鉆齒的壽命。尤其在鑿磁鐵礦時,合金齒上的熱疲勞裂紋(或稱為爬行裂紋)占了主導性。
       隨著國內外采掘工業(yè)技術的不斷發(fā)展,鉆探設備越來越先進,鉆探效率越來越高,全液壓、大功率、高效率的鑿巖鉆車和潛孔鉆機得到廣泛使用。對鑿巖硬質合金的質量和使用壽命也提出了更高的要求。當鑿巖工具進入巖石時,在l-10秒內壓力從0上升到10噸,而溫度從20℃上升到1000℃。鑿巖合金在沖擊和旋轉時會產生極高的溫度,特別是鉆磁鐵礦,會迅速形成熱裂紋.通常稱為“蛇皮”或“龜裂”。


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