矿用钻具失效形式分析矿用钻具失效形式分析1、裤体的非正常磨损矿用钻具的工作条件极为苛刻，在工作中不但承受巨大的压力，同时还承受交变的冲击力，各种力的复合作用导致切削过程中的摩擦异常激烈，作为PDC钻头的基体不仅要有较强的综合机械性能，还要由较好的热振性和抗腐蚀性。裤体的材质、加工精度、热处理工艺、焊后的修磨等变得很重要，这就要求裤体材质要选用优质低碳合金钢，如42CrMo35CrMnSi等材料，加工成的裤体要进行相应的热处理，即淬火后进行低温回火，裤体热处理后的表面硬度在40～42HRC之间，组织为回火马氏体。2、刀片的破损刀片的破损又分为以下几种形式：2.1金刚石层与WC基托层的分离。主要原因是金刚石涂层工艺技术欠成熟稳定，矿用钻具多少钱，金刚石与基体的附着力较差，从而造成金刚石薄膜过早地从WC基托层上剥离而失效，矿用钻具价格，极大降低了钻头的使用寿命及切削性能。提高膜/基附着力的工艺措施：进行表面的净化、粗化处理，清除硬质合金刀具在制造过程中不可避免地残留在基体表面上的污染物、吸附物、氧化物，以改变基底表面的微观结构；去除表面附着强度较低的WC颗粒，以增加反应气源与基体的接触面积，增加基底表面的表面能，提高金刚石在异质基体上的成核密度，从而增强膜/基的附着力。常用的方法有：化学清洗、机械微粉嵌镶，液体超声波处理等。PDC热残余应力是造成其非正常失效的主要原因，降低PDC内部热残余应力是提高PDC使用性能最行之有效的方法，通过采用非平面连接技术与梯度过渡技术，可以增大PCD层与硬质合金的接触面积和缓和由于两种材料的热膨胀系数、弹性模量等物理性能参数差异造成的应力集中。只有采取特定的结构形式，并加以合理的梯度过渡，才能有效降低PDC热残余应力，争强其抗冲击断裂的能力，提高其成品率及使用寿命。施加中间过渡层：采用钛粉和金刚石微粉烧结层，类金刚石膜，钨/金刚石成分梯度层等方法，能较好地消除薄膜与基托因晶格失配、热膨胀系数差异而造成的内应力。2.2宏观破裂。宏观破裂就是表现为金刚石层的破裂，产生此种状况的原因失由于钻头在钻进过程种遇到硬质岩石或岩性变化较大的岩层时，受到较大的交变冲击，使切削齿在短时间内承受超负荷而导致宏观破裂，钻头报废。措施：操作人员要根据钻机的性能选择与之相匹配的PDC钻头，在钻探过程中保持稳定的钻压、钻速，尽量避免大的冲击；在材料制造过程中提高各层间的结合力，改善材料间的热胀系数的匹配，尽量减少内应力，也是减少宏观破裂的有效工艺措施。3、脱焊由于PCD的焊接工艺性差，各种参数控制要求高，操作中稍有不慎，便可导致PCD在使用过程中的脱焊，致使钻头报废。工艺措施：由于PCD允许的加热温度受限制(一般不允许超过760℃～800℃)，一般选用银基钎料，采用感应钎焊或火焰钎焊。焊缝强度取决于被连接材料的组织和状态、钎焊过程和刀片与基体等三个方面。(1)被连接材料的焊前处理：结合面的设计：包括基体结合面的粗糙度、几何角度、形位公差的确定，PCD刀片的结合角度。最基本的思想是在保证焊接强度的前提下实现单面焊接和焊接应力趋于小化。几何尺寸的检验：装配间隙应在0.10～0.15mm，中间间隙应不大于四周间隙。去除表面的氧化皮和油污：喷砂后水煮清洗，焊接前用清洗。(2)选用合适的钎料和钎剂：钎料的选择既要满足刀具的使用条件又要符合刀片和基体材料的要求。一般选Bag6xx系列钎料和J102焊剂。(3)钎焊过程的控制：钎焊时，首先加热涂过钎剂、加过钎料的刀柄，当钎料开始熔化时放上刀片，当钎料自由流动后停止加热。来回往复移动刀片，但当钎料失去光泽焊缝温度下降到液相线时，不再移动刀片，静止--保温--加压，直到钎缝变暗为止，焊后应将钻头放入保温箱中缓冷，不得急冷。(4)焊后处理：焊后应及时清洗过量的钎剂和表面氧化皮。采取喷砂和热水浸泡即可完成处理过程。矿用钻具高性能切削齿的发展矿用钻具高性能切削齿的发展矿用钻具经过近30年的发展，另一趋势就是研究新型高性能矿用钻具切削齿，主要从以下3个方面入手：一，提高金刚石复合片自身工作性能和寿命指标（提高磨耗比、表面粗糙度、抗冲击性）和提高工艺性能指标（热稳定性），表现为出现许多高磨耗比、高耐热性、高抗冲击性复合片、抛光片、镜面片等；二，改变金刚石复合片的结构，表现为加厚金刚石复合片和非平面交界面型结构金刚石复合片的出现；三、改变金刚石复合片的外型，如模型齿、矩形齿、球头齿等的出现。矿用钻具常见问题的原因分析1、分层主要表现为金刚石层与硬质合金衬底在其结合面上出现裂缝。用50MHz超声波探伤仪可以检测出其结合面上的烧结情况，金刚石与硬质合金粘结牢固的PDC在探伤中不发生界面反射波；而界面上有裂缝的PDC可以对超声波产生多次的反射和折射，使其在探伤图像上出现非正常的杂波，不同的裂缝产生的杂波图像也有所不同。下面是两种不同的烧结情况在超声波探伤仪中产生的波形图。产生分层的主要原因大致有以下几方面：①高温时间过长众所周知，金刚石在烧结过程中会部分石墨化，液相钴渗入金刚石微粉层时，溶解石墨并向金刚石输送碳，使金刚石颗粒长大并搭接起来，形成金刚石-金刚石的键结合。钴液渗入金刚石粉末的过程伴随着石墨→金刚石的转变，最后金刚石粉末中的石墨转变成金刚石，形成具有金刚石-金刚石结合的牢固烧结体。如果烧结过程处于温度相对较高且持续时间较长时，液相钴会迅速完成溶解石墨并向金刚石输送碳的过程，金刚石颗粒也会长大并搭接起来，但由于高温持续时间较长，已烧结的金刚石会被碳化，从而使金刚石层中残留过多的石墨，严重影响金刚石层与硬质合金衬底的界面结合强度，导致界面分离。②残余应力残余应力的产生主要是由于热膨胀(冷收缩)的存在。硬质合金的热膨胀系数是金刚石的两倍。PDC的烧结属于液相烧结，当烧结结束各相开始冷却时，由于各相热膨胀不同所以收缩不一致，彼此约束，从而产生应力，这种应力过大时，便导致金刚石层从衬底上分离。而热膨胀是材料本身的固有特性，要完全消除其影响是很难的，只有从工艺上入手，比如对衬底形状的设计，或通过退火处理，以尽量减小残余应力的影响。③硬质合金本身的质量较差。2、欠烧分为全部欠烧和局部欠烧。从外观上看，主要是金刚石微粉尚未完全烧结，呈现松散的结构，在色泽上表现为灰色或带黄色斑点，磨耗比很差，基本无使用价值。造成欠烧的主要原因有：①原材料受到污染在市购的金刚石微粉中，总会包含着叶蜡石、石墨、铁磁性物质和灰份等杂质。如果未处理干净或在存放过程中受污染，那么在烧结过程中，这些污染物将对金刚石产生热侵蚀，促使金刚石氧化和加速金刚石的石墨化，从而阻碍钴扫越的进行，轻则局部阻碍金刚石的自身烧结，重则只有界面处的金刚石被烧结，留下黄色斑点。因此，对原材料的保存和处理要相当仔细，严格按照规程进行。②温度过低或高温时间保持不够。由于PDC烧结属于液相烧结，它就要求必须有液相生成。温度过低时，不能产生足够的液相，使烧结过程无法持续，矿用钻具哪家好，只能在界面处产生烧结，忻州矿用钻具，而其他部分仍保持原有形态，呈现松散的结构。合成腔体达到预定温度是需要一定的时间的，由于受工艺条件所限，这个时间不能过长，否则就会相应缩短后期保持高温的时间，这样，虽然也产生足够的液相，但在相对较短的时间里，扫越式再结晶进行的不很完全，而造成PDC的局部不烧结。要避免这些情况的产生，除了要防止设备故障(如压机的绝缘垫损坏或压机的加热电源漏电等)外，还要不断加强对操作人员的培训，提高操作人员的技术水平。③衬底结合剂含量不足PDC的烧结是需要在衬底中的结合剂参与下有条件进行的，当衬底中结合剂的含量不足时，就会影响PDC的烧结质量，轻则一般会在超硬层表面留下较深的虚点，虚点处基本上没有磨耗比；重则就只能是废品。3、针眼、黑点所谓针眼就是指在PDC的金刚石表面存在象针扎过一样的小孔洞。它们有多有少或聚或散，是影响成品率的一大缺陷。我们认为这些小孔洞实际就是气孔。吸附气体或蒸汽是固体与气体界面上最重要的特征性质之一，金刚石亦不例外。由于合成PDC所使用的是金刚石微粉，通常只有几十微米或几微米，因而比表面积极大，所吸附气体的量就更为惊人。在烧结过程中，由于液相的产生，气体分子逐渐聚集，形成或大或小的气泡，随着温度的升高，颗粒的粒界开始移动，粒子长大并搭接，气泡逐渐迁移到粒界上消失，烧结体密度增高，并可能最终排除气泡，得到充分致密的烧结体。但困难的是我们不知道气泡什么时候能被完全排除，因而总会有个别的气泡随着烧结结束形成气孔留在金刚石层中。黑点实际上是一种颜色不均匀，它总是出现在PDC表面的中心部位，而且随着PDC尺寸的大小而变化，PDC的尺寸越小，它就越不明显。它形成的原因就是由于存在着压力温度梯度。在超高压、高温状态下，压力、温度在各处并不均等，且总是边缘的温度和压力高，越往中心就越低，这种不均匀性就会在烧结体上体现出来，要想消除这种缺陷，就应当从组装和配料等工艺上进行改进，才能解决。忻州矿用钻具,凯特钻具,矿用钻具价格由大同凯特钻具经销部提供。大同凯特钻具经销部（）实力雄厚，信誉可靠，在山西大同的采掘设备等行业积累了大批忠诚的客户。公司精益求精的工作态度和不断的完善创新理念将引领凯特钻具和您携手步入辉煌，共创美好未来！同时本公司（）还是专业从事山西截齿，大同采煤机截齿，内蒙挖掘机截齿的厂家，欢迎来电咨询。)