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金鋒潛孔鉆頭選材及熱處理工藝詳解_金鋒潛孔鉆頭網

2018-07-25 23:08 金鋒鉆頭網 []
       隨著現代化建設的告訴發展,潛孔鉆頭被廣泛應用與水利水電工程、樁基建筑工程、水井開挖工程、道路建設、國防建設、礦山以及石油開采等領域。硬質合金柱齒潛孔鉆頭通過氣動沖擊器實現鑿巖破碎,利用高壓氣體循環排渣,其效率高成本低被市場廣泛認可。潛孔鉆頭在鑿巖過程中有些環境巖層極為苛刻,防止潛孔鉆頭早期失效,保證鉆頭的使用壽命是提高潛孔鉆鑿巖效率的主要目標。因此潛孔鉆頭的選材及熱處理工藝極為關鍵。
      市場上硬質合金柱齒潛孔鉆頭鋼體主要鋼材有:42CrMo、23CrNi3Mo、FF710、XGQ25等。其鋼材主要成分對比如下圖:

牌 號 C Si Mn Cr Ni Mo V
42CrMo 0.38~0.45 0.17~0.37 0.50~0.80 0.90~1.20 \ 0.15~0.25 \
23CrNi3Mo 0.20~0.26 0.17~0.37 0.50~0.80 1.15~1.45 2.45~3.05 0.20~0.40 \
FF710 0.19~0.25 1.3~1.7 1.2~1.5 0.2~0.4 1.6~2.0 0.35~0.45 \
XGQ25 0.22~0.27 1.15~1.35 1.15~1.5 0.35~0.45 1.75~2.15 0.45~0.55 0.15~0.25
處理后的力學性能對比:
牌 號 屈服點N/mm² 抗拉強度N/mm² 伸長率% 面縮率% 沖擊功J
42CrMo 1092 1230 14 56 93
23CrNi3Mo 1163 1545 15 54 104
FF710 1205 1595 12 43 82
XGQ25 1261 1605 10 42 69
      鑿巖環境的苛刻必然對潛孔鉆頭鋼體部分的硬度、抗疲勞度、韌性、抗沖擊性有極高的要求。
  1. 為避免出現潛孔鉆頭斷裂鉆頭鋼體部分須有較好的韌性,表面硬度高以增加耐磨性,芯體韌性高增強抗沖擊性。
  2. 高淬透性以滿足潛孔鉆頭鋼體部分性能,有利于提高表面屈服強度而且可以改善對硬質合金的緊固力。
  3. 需要有較高的抗腐蝕力以應對鑿巖空洞內復雜氣體及液體環境。
  4. 高溫環境下組織硬度穩定、不易變形。
  5. 可加工性好,須有良好的可鍛造熱處理性能。
  6. 鋼材組織均勻、純凈度高。
       鉻能增加鋼的淬透性并有二次硬化的作用,可提高碳鋼的硬度和耐磨性而不使鋼變脆,鉻能提高碳素鋼軋制狀態的強度和硬度,降低伸長率和斷面收縮率;鎳在提高鋼強度的同時,對鋼的韌性、塑性以及其他工藝的性能的損害較其他合金元素的影響小;鉬在鋼中能提高淬透性和熱強性,防止回火脆性、增加質中的抗蝕性;而硅能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比,以及疲勞強度和疲勞比,提高鋼在高溫時的抗氧化性,且極大的提高了鋼的回火穩定性;錳可以提高鋼的耐磨性與淬透性,其與硅結合可以增強鋼的彈性極限。
潛孔鉆頭的熱處理工藝路線:在900℃保溫足夠時間后出爐空冷正火,待冷卻后再進行在680℃高溫回火后進行機械加工。然后再在920℃下在1.2C%的滲碳氣氛中進行強滲,然后在0.8C%的碳勢氣氛下進行擴散,再降溫至840℃下保溫一段時間后下油淬火。再進行高溫回火后,在820℃下進行二次淬火。經過該工藝后潛孔鉆頭鋼體部分表層組織為隱針馬氏體+極少量殘余奧氏體,過渡層為馬氏體與貝氏體混合組織,基體為貝氏體組織,滲碳深度約為1.5mm,表明潛孔鉆頭顆體具備高強度與高韌性。組織結構均勻,使潛孔鉆頭能獲得更高的強度、更高的抗疲勞度和耐磨性。

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