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  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?#39318;?#29992;的条件下,承受高?#24503;?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?#31181;鄭?#24517;须首先满足钎具工作的这个基本特点。

  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?#30452;?#39035;具备足够高的疲劳强度,?#23454;?#30340;塑性和韧性,尤其应有良好的韧性,以保证钢材具有?#31995;?#30340;疲劳缺口敏?#34892;浴?#38030;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?#37327;?#30340;环境下工作,钎具用?#21482;?#24517;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?#33258;溲业?#38030;钢?#31181;鄭?#21305;配低?#24503;省⒌统?#20987;功凿岩机,?#24515;?#36866;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?#20174;?#28385;足不了钻凿要求,虽然后来为改善该?#31181;?#30340;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?#25925;?#35201;被合金钎钢所取代。

  我国的中、大直径钎杆,钻凿中、深岩孔的35Si.MnMc,v钎?#32440;?#36827;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?#24503;省?#22823;功率液压凿岩设备大量进入我国,该?#31181;?#30340;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?#24615;?#29289;是疲劳裂纹的源点,同时也破坏了基体的连续性,从而引起应力集中。?#24615;?#29289;越大,疲劳强度的降低越多。真空熔炼的气体及非金属?#24615;?#29289;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,缩孔、?#24615;?#29289;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?#30001;?#20026;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?#34892;?#38075;孔加合金衬管工艺轧制的中空钢?#27169;?#30001;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。?#26800;?#20135;生变形和折叠,形成尖角,引起应力集中,萌生疲劳裂纹源。

  、35SiMnMoV等钎钢?#31181;?#30340;?#24615;?#29289;主要为含Ca的氧化物。当?#24615;?#29289;细小、弥散分?#38469;保?#23545;疲劳破断的影响不大,只有集中成群或呈链状分?#38469;?#25165;具有很大的影响。钎杆钻凿失效的主要表?#27835;?#20869;外疲劳形态,其疲劳裂源?#35805;?#38598;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?#35789;?#20307;,而造成钎杆早期破断。

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