ПРОДУКЦИЯ

НИХРОМ

ФЕХРАЛЬ

НИХРОМ В ИЗОЛЯЦИИ

ТИТАН

ВОЛЬФРАМ

МОЛИБДЕН

КОБАЛЬТ

ТЕРМОПАРЫ

ТЕРМОПАРЫ НАГРЕВОСТОЙКИЕ

НИКЕЛЬ

МОНЕЛЬ

КОНСТАНТАН

МЕЛЬХИОР

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

ПОРОШКИ МЕТАЛЛОВ

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ

ФЕРРОСПЛАВЫ

ОЛОВО

ТАНТАЛ

НИОБИЙ

ВАНАДИЙ

ХРОМ


 
Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

 

8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95
logo
(800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
e-mail: info@metotech.ru

Твердые сплавы и их применение для бурового и горного оборудования

В статье рассматривается применение твердых сплавов для производства горного и бурового оборудования.

Твердыми сплавами с высокими показателями износостойкости, называют несколько групп тугоплавких (Т плавления 850-1300°C) соединений на базе зерен карбидов вольфрама, титана, тантала и некоторых других металлов, прочно соединенных при помощи относительно вязкого кобальта. Регламентирующими актами для определения химического состава и рабочих характеристик данных материалов являются соответствующие ГОСТы и ТУ (в частности, ТУ 48-19-60-78, ТУ 48-19-154-92 и др.).

Технология изготовления

В технологическом отношении твердые сплавы подразделяют на спеченные (металлокерамические) и литые (наплавочные).

Производство спеченных вольфрамо-кобальтовых сплавов осуществляется путем смешивания в определенных пропорциях дисперсных порошков оксидов вольфрама и кобальта, а при необходимости – и легирующих добавок. После этого смесь прессуют при высоком давлении (1200-4500 кгс/см2 и более). Затем полученный полуфабрикат спекают в электрической печи до формирования сплава твердостью не менее HRA = 85 и устойчивостью к температурам до 1300 °C. Металлокерамические сплавы очень трудно поддаются механическим воздействиям и обрабатываются, главным образом, методами лазерной/ультразвуковой шлифовки либо травления в кислотной среде.

Для изготовления литых твердых сплавов применяют метод литья. После наплавки на горный инструмент их подвергают финишной механической и термообработке.

С применением спеченных и литых твердых сплавов, благодаря их твердости, тугоплавкости и устойчивости к износу, изготавливают в обширной номенклатуре, различное буровое и горное оборудование.

Основные группы и марки

Существует 3 важнейшие группы вольфрамосодержащих сплавов, подразделяемых, в свою очередь, на марки.

  1. Группа однокарбидных вольфрамо-кобальтовых твердых сплавов ВК (WC + Co). За буквой К следует цифровое обозначение, указывающее на процент содержания кобальта.
  2. Группа двухкарбидных титано-вольфрамо-кобальтовых твердых сплавов ТК (WC + TiC + Co). Цифра после буквы Т обозначает % карбида титана, а после буквы К – кобальта.
  3. Группа трехкарбидных титано-тантало-вольфрамо-кобальтовых твердых сплавов ТТК (WC + TiC + TaC + Co). Цифровое значение после ТТ указывает на % карбидов титана и тантала, а после К – кобальта.

Как видим, базовую основу всех перечисленных групп составляют карбид вольфрама с связке кобальтом. Карбиды титана и тантала добавляются с целью придать сплаву ряд определенных дополнительных свойств. Для установки на горный и буровой инструмент применяют марки с содержанием кобальта 3-15% (на базовой основе сплавов ВК3, ВК4, ВК6, ВК8, ВК10, ВК15).

Наличие тех или иных рабочих характеристик твердосплавного инструментария зависит не только от химического состава сплава, но и от размеров зерен карбидов в его структуре: чем крупнее зернистость, тем выше показатель прочности и ниже – износостойкости.

Использование твердых сплавов в буровой и горной технике

Твердосплавный горный и буровой инструмент – важнейшая функциональная составляющая породоразрушающей спецтехники, предназначенной для:

  • разведки/добычи сырьевых ресурсов;
  • подземной либо открытой (карьерной) разработки грунта;
  • строительных работ различной направленности.

До внедрения твердосплавного породоразрушающего инструмента приходилось использовать аналогичную продукцию из быстрорежущих сталей, в десятки раз менее эффективную.

В настоящее время для разработки пород задействуется, главным образом, горное и буровое оборудование с режущими/ударными компонентами из сплавов группы ВК на вольфрамо-кобальтовой основе. Его технические параметры регламентируются требованиями ГОСТ 4411-79 «Изделия твердосплавные для горного инструмента. Технические условия», формы и габариты – ГОСТ 880-75 «Изделия твердосплавные для горного инструмента. Формы и размеры». Формы твердосплавных породоразрушающих профилей горного оборудования могут быть различными, имея сферическую, клиновидную, коническую, полукруглую либо сложную фасонную конфигурацию. В каждом случае формообразующим фактором является стремление к оптимальной производительности и надежности процесса разработки горных пород конкретных типов.

Твердосплавный буровой и горный инструмент, включая применяемый для обустройства крупномасштабных подземных объектов, по способу изготовления можно подразделить на два основных типа.

  1. Инструментарий с напаянными рабочими кромками из спеченных сплавов в составе врубовых фасонных и полых породоразрушающих коронок для угле- соледобычи, перфорационных буров, зубковых штырей и т.п.
  2. Инструмент с наплавляемыми методом сварки породоразрушающими кромками из литого сплава в составе крупногабаритных станов для глубинного ударного, вращательного и кольцевого бурения – долота, коронки, кольцевые фрезы и т. д.

В состав номенклатуры горного оборудования включены разновидности следующих твердосплавных элементов:

  • пластин породоразрушающих коронок крестообразной и долотчатой формы для буровых агрегатов перфораторного и пневмоударного типа;
  • армирующих штыревых зубков для погружного перфораторного инструмента, а также долот для шарошек и бурильных сверл;
  • армирующих резцовых наконечников, используемых при вращательном бурении, а также для оснащения такого горного оборудования, как угледобывающие и соледобывающие комбайны, различная землеройная техника.

Твердосплавный буровой инструмент

Нагрузочная схема твердосплавных компонентов бурового оборудования зависит от того, каким из способов осуществляется буровой процесс. Наиболее востребованными в настоящее время являются следующие способы бурения:

  • вращательный;
  • ударно-поворотный;
  • ударно-вращательный;
  • шарошечный.

Процесс вращательного бурения обычно выполняется с применением ассортимента буровых коронок двухлезвийного либо кольцевого типа. При ударно-поворотном способе используют различные виды долотчатых, трехперых и крестовидных коронок призматической и цилиндрической конфигурации с твердосплавными клинообразными режущими кромками. Ударно-вращательный способ характеризуется использованием призматических и цилиндровидных корончатых головок с ассиметричным расположением лезвия. Наконец, шарошечное бурение осуществляется с применением специальных твердосплавных шарошечных долот.

Породоразрушающие агрегаты стругов, врубовых комбайнов и выемочных машин оборудуются радиальными, радиально-торцевыми, тангенциальными и вращающимися резцами из твердых сплавов.

Долото для бурения

Рисунок 1. Долото для бурения.

Твердые сплавы на основе вольфрама и кобальта, характеризуясь сочетанием целого ряда полезных свойств (высокая твердость, износостойкость, прочность, тугоплавкость), на сегодняшний день не знают себе равных в производстве обрабатывающего инструмента. Их значение для горнодобывающей промышленности трудно переоценить. Вот почему в современных условиях востребованность сплавов типа ВК по-прежнему остается стабильной: они все так же необходимы при разработке даже самых высокотехнологичных образцов породоразрушающего оборудования.

"Метотехника"
e-mail: info@metotech.ru

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Нихром :: Фехраль :: Нихром в изоляции :: Титан :: Вольфрам :: Молибден :: Кобальт :: Термопары :: Термопары нагревостойкие :: Никель :: Монель :: Константан :: Мельхиор :: Твердые сплавы :: Порошки металлов :: Нержавеющая сталь :: Жаропрочные сплавы :: Ферросплавы :: Обзор цен на металлы и ферросплавы :: Карта сайта :: Скачать браузер Нихром
       Rambler's Top100               Яндекс цитирования