Неге вольфрам карбидден жасалган бургу тиштери катуу жер шарттарында узак убакыт иштейт

Катуу чындык: Неге конвенциялык бургу тиштери Абразивдүү жана үзгүлтүс ташта калыбына келбей калат

Стандарттык бургу тиштери көпчүлүк жерде кремний же цементтелген тектерден турган чыныгы катуу топтому аркылуу иштегенде жышыраак бүтүндөй бузулуп кетет. Бул маселе, көпчүлүк адамдар Моос шкаласы деп белгилүү минералдын катуулугу шкаласында 7–9 деңгээлде турган ошол кичинекей кремний бөлүктөрүнөн пайда болот. Бул кичинекей бөлүктөр микроскопиялык деңгээлде кумдагы кабык сыяктуу иштеп, Жогорку тездиктүү болот (HSS) жана жөнөкөй инструменттик болот тиштерин күтүлгөндөн көпкө убакытта тозот. Сахадагы долбоорлорго таянсак, бул шарттарда тозуу үч эсе тезирээк болот, жана көпчүлүк тиштер 40 саат иштегендэн кийин гана таран-таран көрүнө баштайт. Бул тез бузулуштуунун чын себеби эмне? Көрүнүштө, кварц бөлүктөрү металлдын жумшак бөлүктөрүнө киреп калат, алар туруктуу оюктарды түзүп, натыйжада бүтүн структуранын бекемдигин төмөндөтүшөт. Бургу операторлору бул кубулушту көп жолу баалаган, бул күтүлбөгөн токтоолорго жана кымбат турган алмаштырууларга алып келет.

Кремнийге бай конгломераттарда жана цементтелген тектерде тезделинген тозуу үлгүлөрү

Микроскопиялык талдоо бул түзүлүштөрдө үч негизги бузулуш түрүн аныктайт:

• Жузгөл жогорку микротилтөө : Флинт кусактары операциялык циклде 0,2–0,5 мм тереңдүктөгү оюктарды түзөт
• Бузулган сынгычтык : Цементтелген катмарлар карбид кошулмаларынын чекарасында чирип кетүүгө алып келет
• Термиялык чаргылуу : Үйкүлүү температурасы 600°Cтан жогору болгондо болотто фазалык өзгөрүштөр башталат

Бул механизмдер ISO 13314 компрессиялык бузулуш талдоосу менен тастыкталганда, бирдей тектүү ташиларды бургулоого салыштырганда тиштердин иштөө мөөртүн 68%га азайтат.

Циклдүү импульс–үйкүлүү синергиясында ЖСБ жана инструменттик болоттун тиштеринин чектөөлөрү

Импульс күчтөрү (≥15 кН) үйкүлүүнүн агымы менен биригип калганда, адаттагы тиштер төмөнкүдөй критикалык зайларга дуушар болот:

Бул синергия кобальт байланыштуурчусунун вольфрам карбид композиттеринде 40%тан ашып кеткен жерлерде, айрыкча, чыдамдуулук концентрацияланган нукталарда иштөөнүн башында тиштин сынгычын тудурат.

Вольфрам Карбиддик бургу тиштери Чыдамдуулук: Микроқұрылым өнүмдүүлүктү кандай аныктайт

WC талчыгынын өлчөмү жана кобальт байланыштуурчусунун мөлчөрү: Катуулук (HRA 92–94) жана сынгычтык чыдамдуулугу (12 МПа·м) ортосундагы тепкич

Вольфрам карбидинен (WC) жасалган бургу тиштери негизинен микроскопиялык деңгээлде көп иштейт. WC чачырынын өлчөмүн 1 микрондон аз болгондой кылып, аларды 6–12% кобальт байланыштыргыч менен аралаштырса, Rockwell A каттыгы 92–94 аралыгында болгон материал алынат. Бул жакшы түзүлгөн структура трещиналардын тез таралууну токтотот жана бирок сынуу каршылыгын 12 МПа·м½ дан жогору сактап турат. Бургу татаал жер шарттарында иштегенде, бул кичинекей чачырлар тиштин кайталанган күч таасири астында кичинекей сыныктардын пайда болууну болтурот. Айрыкча, эластик кобальт компоненти соқкулардан келген толкундарды жутуп, бүтүн тиштин андай учурда чачырап кетүүсүнө тоскоолдук кылат. Сыноо лабораториялары бул бардыгынын иштешин ASTM B771 чыгыш сыноосу аркылуу өлчөйт. Эң жакшы формулаштыруулар реалдуу шарттарда ондогон миңдеген циклдардан өткөндөн кийин тиштин бетинде бирдей тозуу шаблонын көрсөтөт, бирок чоң бөлүктөр чачырап кетпөйт.

Катуу жер үчүн оптималдаштырылган 94/6 салмактык% WC/Co катышы: Басымга чыдамдуулугу 6 ГПа жана микроплужинго каршы чыдамдуулугу

Чыныгында кыйын чөйрөдө бургулоо иштегенде, 94/6 салмактык проценттун вольфрам карбиди/кобальт аралашмасы татаал механикалык артыкчылыктарды берет. Басым күчү 6 ГПа дан жогору болот, бул катаал силицийлештирилген конгломерат тектерин өтүп кеткенде маанилүү. Матрицадагы кобальт аз болгондуктан, бургу тиштери таштарга тийгенде пластик деформациянын пайда болуу коркунучу азаят, бирок материал жакшы туташып турат. Материалдарды изилдөөчүлөрдүн изилдөөлөрү бул аралашманын микроплужный износун белгилүү даражада азайттыгын көрсөттү. Алар сканирующуу электрондук микроскопторду колдонуп текшерип, кварц бай топуракта 120 саат узактыкта иштегенден кийин деформациянын тереңдүгү 0,3 мм ден аз экенин аныктады. Ошондой эле, бул структуранын эластик модулусу 500 ГПа дан жогору, ошондуктан кесүүчү кырлар формасын сактап турат. Бул ошол шарттарда стандарттык материалдар тез ыдырап баштаганда, инструмент туруктуу тездикте кесүүнү уланта берет.

Чыныгы дүйнөдөгү текшерүү: Кызмат көрсөтүү мөөртүн узартылганын талаа далили

Материалдардын иштешүүсүн көрсөтүүдө эч нерсе чыныгы полеялык сыноолорго жарыша албайт. Мисалы, Британияда өткөн жакындагы инфраструктура долбоорунда алар катуу цементтелген конгломерат тектеринен өтүп өтүшү керек болгон. Жогорку берилгичтик вольфрам карбидден жасалган бургулардын иштешүү мөөнөтү бул операциялар учурунда жөнөкөй жылдам талаа болотунан жасалган бургуларга караганда үч эсе узун (ойдоо менен 3,2 эсе) болгон. Биз бул сыноолорду ISO 513 стандарттарына ылайык түзүп, натыйжаларга ишенгичтүүлүк алып келген. Узун иштешүү мөөнөтүнө ээ бургулар убакыт өтүсү менен алмаштыруу санын азайтат, бул агрессивдүү геологиялык шарттарда иштегенде техниканын токтоп калуу убактысын кыскартат. Бул наскылдын маанилүүлүгү лабораториялык шарттарда көрүлгөн натыйжаларды чыныгы полеялык шарттарда болуп жаткан иштерге байланыштырат. Абразивдүү жана чоң импульстуу ортода иштеген бургулоочулар үчүн вольфрам карбиддин традициялык материалдарга караганда издерге жана механикалык таасирге туруктуулугу жогору экенинин надёждуу далили бар.

УК инфраструктуралык долбоору: цементтелген конгломератта HSS көрсөткөнгө караганда 3,2 эсе узун кызмат көрсөтүү мөөрү (ISO 513-түн талаптарына ылайык сыноо)

Он эки ай бою боорчулар флинт бай рок формациялары аркылуу иштеген жабдуулардагы издүүлүүнүн өнүгүшүн баакылап отурган. Вольфрам карбиди тиштер 420 сааттан ашык иштегенден кийин да өз формасын сактаган, ал эми Жогорку тездиктеги болот (HSS) тиштер ошолдой шарттарда 130 сааттан кийин гана алмаштырылып турган. Сканердөө электрондук микроскопия аркылуу беттерди изилдөөдө микроплугингден пайда болгон зыян тапшырган күтүлгөндөй аз болгон, анткени бул материалдар 60%тан ашык кварц ичинде турган. Натыйжалыкты туура өлчөө үчүн команда өнүгүүнүн узактыгы боюнча салмақтын жоготулушун жана өнөрпаздык стандарты ISO 513 боюнча кесүү эффективдүүлүгүн баалаган. Бул натыйжалар абразивдүү геологиялык чалгааларга каршы материалдардын узактуктун маанилүү айырмачылыктарын көрсөтөт.

Себеп-салдардын талдоосу: Аралаш геологияларда басымдуу издүүлүү механизмдерин ажыратуу

Соққулуу усталуу жана ашыңчыл издүүлүк: гравий–балчыктуу кумдагы иштеген тиштердин беттеринин СЭМ анализинен алынган далилдер

Сканирующуу электрондук микроскопия аркылуу вольфрам карбидинен жасалган бургу тиштерин изилдегенде, алар чополор менен саздуу кумдардын бар болгон аймактарда, башкача айтканда, аралаш геологиялык шарттарда иштегенде, оңой көрүнүп турган бузулуш белгилери байкалат. Кварц бөлүктөрүнүн бар болгон кумдуу катмарлар аркылуу бургулоо учурунда абразивдик износ байкалат — бул параллель микросызаттар түрүндө пайда болот жана убакыт өткөн сайын карбид тиштердин кырларын постепенно жоюп жиберет. Башка тараптан, чополорго кайталанган соқкулар тиштердин ичинде микрокырсыктуу трещиналарды пайда кылат, андан кийин тиштердин чачыранып кетүүсү (спаллинг) башталат. Бул трещиналар СЭМ боюнча кесилген көрүнүштө стресс концентрацияланган нукталардан чыгып, тармакталган шаблон түрүндө таралат. Саяси сыноолорубузга караганда, саз матрицалары соқкудагы зыянды жакшылтып, дээрлик 40 процентке чейин көтөрөт, анткени энергиянын таралышы кургак катмарларга караганда нымдуу катмарлар аркылуу башкача болот. Бирок кремнийлүү кумдар негизинен абразивдик износ үчүн жооптуу. Бул арткы бузулуш түрлөрүн түшүнүү инженерлерге белгилүү колдонулуштар үчүн туура материалдарды тандоого жардам берет. Атайын формулаланган карбид маркаларын колдонуу жогорку соқку таасири таасир этип турган аймактарда трещиналардын пайда болушун болтурат, ал эми ичиге бир нече талаа түзүлгөн материалдар абразивдик таасирге каршы турууга мүмкүнчүлүк берет. Материалдардын арткы бузулушу жөнүндөгү бул толук маалыматтар бургулоо инструменттеринин конструкциясын жакшыртууга, айрыкча кыйын бургулоо шарттарында алардын пайдалуу жашоо узактыгын узартууга алып келди.

ККБ

Неге калыпташкан бургу тиштери абразивдүү тектерде иштегенде жаман иштейт? Калыпташкан бургу тиштери абразивдүү тектерде иштегенде флюнт бөлүктөрүнүн тез сыйдыруусу, беттин микротүзүлүштүк кесилүүсү, кирпичтүү сынгычтык жана термалдык чарчоо себебинен жаман иштейт.

Вольфрам карбиди бургу тиштеринин иштөөсүн кандай жакшыртат? Белгилүү WC талаа өлчөмү жана кобальт байланыштуурчусунун мөлчөрү менен оптималдаштырылган вольфрам карбиди бургу тиштери жогорку каттылык, сынгычтыкка каршы чыдамдуулук жана сыйдырууга каршы чыдамдуулук көрсөтүп, катаң шарттарда узак убакыт иштейт.

Вольфрам карбиди бургу тиштеринин талаа колдонулушунун артыкчылыктары кандай? Вольфрам карбиди бургу тиштери узак иштөө мөөнөтүн камсыз кылат, бул катаң геологиялык шарттарда алмаштырууларды жана токтоп калууларды азайтат; бул талаа сыноолору жана ISO стандарттарына ылайыктуулугу менен расмийленип, текшерилген.

Вольфрам карбиди бургу тиштеринде кандай иштебей калуу түрлөрү кездешет? Сындыруу режимдери — таасирдеги чыдамсыздык жана абразивдүү издер, алар SEM аркылуу талдоого алынып, ар түрлүү геологиялар үчүн туура материалдарды түшүнүүгө жана тандашыңызга жардам берет.