3. Твердые сплавы в горном деле

Общие сведения

Экономичность бурения в горном деле и строительст­ве подземных сооружений зависит в первую очередь от стойкости лезвия бура, которое при длительной эксплуа­тации подвергается высоким изнашивающим нагрузкам. В связи с этим вскоре после внедрения твердых сплавов в технологию резания были сделаны попытки их приме­нения и в горном деле для бурения соли, угля, минералов и различных горных пород. Сначала результаты были не совсем удовлетворительными из-за хрупкости применяв­шихся в то время твердых сплавов, в особенности литых. Лишь с появлением вязких твердых сплавов типа WC— —Со, содержащих 6—15% Со, открылись большие воз­можности их применения в горном деле [142, 143, 152—169].

Необходимые в горном деле и при строительстве под­земных сооружений буровые скважины могут быть вы­полнены вращательным или ударным бурением. Камен­ноугольные же пласты в ряде случаев разрабатывают врубами.

При вращательном бурении и врубовых работах рез­цы должны иметь высокую износостойкость, а вязкость, достаточную лишь для того, чтобы не ломаться при воз­никающих нагрузках. При ударном бурении наряду с хо­рошей износостойкостью требуется очень высокая вяз­кость, так как в этом случае режущие кромки работают при значительной ударной нагрузке и под сильным дав­лением. Вначале при вращательном бурении работали с твердыми сплавами, содержащими 5—6% Со, а при удар­ном бурении использовали сплавы с 8—15% Со (пред­почтительно 9—11% Со).

В результате разработки оптимальных конструкций твердосплавных буров и врубовых зубков очень быстро удалось добиться при вращательном бурении и врубовых работах значительно большей производительности, чем при применении стальных инструментов. В ударном бу­рении развитие проходило медленнее. Лишь в последние годы ясно выявилось, что применение новых, особо вяз­ких твердых сплавов и усовершенствованных методов напайки делает твердосплавные буры более экономич­ными, чем стальные.

Используемые в горном деле и строительстве подзем­ных сооружений твердосплавные инструменты можно разделить по методам их изготовления на две группы:

1. Инструменты с напаянными твердосплавными пла­стинками или фасонными деталями, например буровые коронки для угля и калийных солей, врубовые зубки, вру­бовые коронки, ударные буры и полые буровые коронки.

2. Инструменты с наваренными с помощью легкоплав­ких сплавов пластинками правильной или неправильной формы из металлокерамического твердого сплава или литого карбида вольфрама, например, крупногабаритные буры для глубокого бурения — долота типа «рыбий хвост», коронки для вращательного бурения типа «рота – ри», кольцевые буровые коронки и т. д.

Далее в тексте описание отдельных разновидностей бурового инструмента будет производиться не по мето­дам изготовления, а по областям применения: инструмен­ты для вращательного бурения и инструменты для удар­ного бурения.

Инструменты для вращательного бурения и врубовых машин

Инструменты для бурения калийных солей и угля

Головки вращательных буров, армированные тверды­ми сплавами, нашли широкое применение для бурения шпуров в породах, содержащих соли различного состава, минералах и угле [142, 143, 154, 156, 157, 160, 163, 164, 166, 170—174]. Решающее значение для повышения произво­дительности при вращательном бурении минералов и уг­ля при прочих равных условиях имеет форма лезвия.. Так, Винтер[22] исследовал 24 различных твердосплавных лезвия при бурении кизеритовых и лонгбайнитовых по­род. При бурении кизеритовой породы (450 об/мин, по­дача 1,34 мIмин) число пройденных метров между двумя заточками колебалось в зависимости от формы лезвия в. пределах 142—170, а лонгбайнитовой соли — в пределах 41 —142. Наиболее высокопроизводительный бур имел однопластинчатое лезвие с двумя режущими кромками, одной по окружности и другой на небольшом расстоянии от сердцевины. В связи с этим обе передние грани бура имели неодинаковую длину. Точно так же буры с цель­ными и разъемными резцами имели в среднем достаточ­ную производительность. Буры с двумя пластинками, да­ющие хорошие результаты при бурении угля, в этом слу­чае себя не оправдали. Это объясняется, по-видимому, тем, что в средней части шпура образовывался большой керн, который не разрушался. Поэтому внутренние сто­роны твердосплавных пластинок оказывались сильно ис­тертыми и быстро выходили из строя.

По данным работы [175], производительность твердо­сплавных буров при бурении солей разной твердости пре­вышает в 10—50 раз производительность буров из быст­рорежущей стали.

При вращательном бурении угля соотношение по про­изводительности то же, что и при бурении солей. Здесь также решающую роль играет конструкция лезвия [176, 177]. Согласно работе [178], наиболее оптимальным явля­ется двухперое сверло. При этом обе твердосплавные пластинки запаивают в соответствующий паз державки. Иногда для бурения очень твердых углей применяют так­же трехперые сверла; среднее перо при этом располага­ют выше остальных или же эксцентрично. Инструмент при этом скорее является дробящим, чем режущим, что при бурении угля, несомненно, лучше.

Согласно Беккеру [143], как при разработке калийных солей, так и при бурении угля необходима тщательная заточка инструмента, соблюдение правильных углов при переточке. Размеры углов, разумеется, не бывают одина­ковыми и изменяются в зависимости от формы лезвия. Задний угол может составлять от 5 до 32°, передний угол до 130°, угол заострения 45—80°. У стальных лезвий соот­ветствующие углы несколько острее. Дать какие-либо точные общие указания относительно размеров углов трудно, так как они сильно колеблются в зависимости от формы лезвия.

Заточка буровых коронок с твердосплавными пла­стинками должна производиться более тщательно, чем заточка лезвий из быстрорежущей стали. Как и при за­точке специальных инструментов, нужно правильно вы­бирать шлифовальные круги и скорость их вращения. Проверять размер угла резания лучше всего с помощью шаблона. Стоимость заточки твердосплавного горного инструмента обычно в 2—3 раза больше стоимости за­точки бура из быстрорежущей стали. Это компенсирует­ся, однако, значительно большим числом пробуренных метров между двумя переточками.

Наименьший естественный износ имеет инструмент со сплошным лезвием, так как при этом работает вся ре­жущая поверхность. У буровых коронок с отдельными лезвиями, напротив, работают только части лезвий; та­ким образом, общее усилие бурения оказывается сосредо­точенным на значительно меньшей поверхности. В ре­зультате получается больший износ. Как правило, при бурении коронками с твердосплавными лезвиями износ невелик, но в то же время много материала теряется при заточке. Соотношение между потерями обоих видов, ра­зумеется, зависит от формы лезвия. В среднем потери ма­териала при заточке примерно в десять раз выше потерь, полученных в результате нормального износа при буре­нии. При работе с лезвиями из быстрорежущей стали со­отношение обратное.

В каждом конкретном случае при вращательном бу­рении следует применять соответствующую форму лез­вия. Так, при разработке калийных солей предпочтитель­ными являются, по-видимому, однопластинчатые лезвия, а при бурении по углю и по породам — двухпластинча – тые и много пластинчатые [154, 157, 160, 163, 166, 170, 171, 176,177,179—181]. На рис. 41 показаны наиболее употре­бительные формы буров для разработки калийных солей и угольных пластов. В обоих случаях эксцентрично распо­ложенные лезвия обеспечивают, по-видимому, наилучшие результаты, так как между ними распределяется усилие бурения и работа происходит частично режущим и ча­стично дробящим образом. Подобные резцы двусторон­него действия можно нагружать особенно сильно, в то время как лезвия режущего действия пригодны только при относительно малой подаче. При выборе скорости проходки с помощью приведенных ниже данных необхо­димо также принимать во внимание мощность бурового.

Рис. 41. Буровые коронки, оснащенные твердыми спла­вами

Стана, твердость породы, глубину проходки и подачу, а также экономическую сторону [182]. Для вращательного бурения пород действуют те же закономерности, что и для резания металлических материалов [172—174, 183,

Таким образом, армированные твердым сплавом бу­ры имеют следующие преимущества при бурении калий­ных солей и угля:

Порода

Каменный уголь мягкий чистый. .

Каменный уголь твердый с примеся­ми………….

Ш л

Твердые соли

Осадочные породы средней твердости

Осадочные породы большой твердости

Осадочные породы очень высокой твердости….

1 П

Вулканические породы основного ха­рактера…..

Jj ал Ii-Jj а…………………………………………..

Скорость проходки, м/ман

150—300

100—150 50—100 50—100 25—50

5—25

5—20

Вулканические породы кислотного характера….

1. Производительность твердосплавных буров (выра­женная в пробуренных метрах) в 10 раз выше произво­дительности буров из быстрорежущей стали при бурении угля и примерно в 5 раз больше при бурении твердых ка­менных солей, богатых кизеритом. Особенно велико раз­личие в производительности при бурении лонгбайнито – вых твердых каменных солей. При этом буры из быстро­режущей стали сохраняют острую кромку только на про­тяжении первых нескольких сантиметров: твердосплав­ные же буры пробуривают без переточки 50 м, а в благо­приятных случаях 142 м.

2. В то время как при бурении быстрорежущей сталью приходится довольствоваться подачами 400— 800 мм/мин, при использовании твердосплавных лезвий подачу MOiKHO беспрепятственно увеличивать до 1400 мм /мин и более.

3. Твердосплавные лезвия вследствие их большей стойкости не требуют таких частых переточек, как лезвия из быстрорежущей стали.

4. Благодаря более высокой стойкости твердосплав­ных лезвий усилие бурения остается равномерным и низ­ким, что дает значительную экономию электроэнергии.

5. В результате лучшего режущего действия буровая мелочь получается более крупнозернистой и, следова­тельно, образуется меньше угольной и минеральной пыли.

Кольцевые буровые коронки

Для бурения скважин крупного диаметра в угле или горных породах, а также для разведочного и глубокого бурения ранее применяли алмазные коронки. Сравни­тельно большое количество требующихся алмазов явля­лось причиной высокой себестоимости изготовления ко­ронок. Кроме того, при бурении в трещиноватой породе алмазы могут выкрашиваться и даже теряться. В связи с этим начали заменять алмазы во вставках и зубьях кольцевых буровых кооонок твердыми сплавами [160, 166, 179, 185, 186].

Твердые сплавы, хотя и не вытеснили полностью ал­мазы и алмазнометаллические сплавы при «глубоком бу­рении», но во многих случаях заменяют их.

В коронки наружным диаметром от 40 до 230 мм и больше впаивают круглые, шестигранные или восьми­гранные буровые вставки или особой формы зубья.

Буровые вставки, величина которых соответствует ди­аметру коронки, попеременно вставляют по внутреннему

Рис. 42. Твердосплавные пластинки для оснащения буров

Рис. 43. Кольцевые коронки, армированные твердо­сплавными пластинками

И наружному диаметру так, что они «взаимно пересека­ются». Для бурения особо изнашивающих пород буро­вую коронку армируют еще и боковыми вставками для сохранения калибра. Интересно отметить, что твердо­сплавными буровыми коронками удается без труда свер­лить даже железобетон. Число буровых вставок зависит от диаметра буровой коронки, а также от характера тор­ной породы. На рис. 42 показаны различные твердосплав­ные буровые вставки и зубья, а на рис. 43 — армирован­ные кольцевые буровые коронки.

Кроме напайки вставок и зубьев, кольцевые буровые коронки можно армировать путем наварки пластинок из металлокерамического или литого твердого сплава, как и при армировании крупногабаритных инструментов для глубокого бурения (долота типа «рыбий хвост» и др.).

Буры для бурения крупных скважин

Для бурения крупных и глубоких скважин от 80 до 400 мм в угле, руде и породах всех видов, вентиляцион­ных, дегазационных и дренажных (отводящих воду) от­верстий и, наконец, для бурения врубовых скважин при проходке штрека в последнее время применяют способ безкернового пробуривания [157, 160, 163, 166, 187—194]. Для безкернового пробуривания применяют буровые ста­ны мощностью от 9 до 30 л. с. с крупными, армированны­ми твердыми сплавами, коронками вращательного буре­ния, ступенчатыми бурами и ступенчато-спиральными бу­ровыми коронками. Последние сконструированы таким образом, что лезвия для переточки можно вынимать из головки по одному. Экономичность пробуривания круп­ных скважин по сравнению с проходкой указанных вые­мок старым способом бурения и взрывами очевидна.

Буры для ударно-поворотного бурения

Перфораторы, называемые также вибробурами или бурами ударно-поворотного бурения, представляют со­бою сочетание вращательных и ударных буров. В по­следние годы их с успехом применяют для пробуривания сравнительно глубоких и большого диаметра взрывных скважин в породах всех видов [157, 160, 163, 164, 195— 199].

Для ударно-поворотного бурения требуются буровые каретки и соответствующие станки. Армированная твер­дым сплавом буровая коронка подходит по своей форме для комбинированного вращательного и ударного дейст­вия (рис. 44). Успешное применение перфораторов в на­стоящее время является многообещающим в технологи­ческом отношении.

Рис. 44. Бур удар­но-поворотного бу­рения

Инструменты для врубовых машин

При разработке врубовыми машинами углей значи­тельной твердости, например углей с включением желез­ного или серного колчедана, к инструменту предъявляют наиболее высокие требования. Ранее в качестве материа­ла для инструмента использовали улучшенные хромо – вольфрамовые стали. Затупившиеся лезвия приходилось наваривать, повторно затачивать и вновь подвергать тер­мической обработке. Сталь со временем охрупчивалась и становилась чувствительной к ударам.

Рис. 45. Твердосплавные врубовые зубки

У армированного твердым сплавом инструмента для врубовых машин самой различной формы (резцы, скреб­ковые ножи и т. д.) этих недостатков нет. Затупившиеся резцы требуют только переточки, после чего инструмент вновь пригоден для работы [154, 160, 166].

Твердосплавный зубок обычного типа для врубовой машины состоит из державки, изготовленной из вязкой и высоко! точной хромоникелевольфрамовой стали с пре­делом прочности при растяжении около 150 кГ/мм2, и твердосплавных вставок лучше всего в виде простых штифтов цилиндрической формы. Для припаивания ис­пользуют бронзовые, латунные или серебряные припои с точкой плавления ниже 850° С с тем, чтобы температура нагрева штанги под закалку и, температура пайки соот­ветствовали друг другу. Твердосплавные вставки обычно диаметром 10 мм впаивают в углубление державки, ис­пользуя высокочастотный индукционный нагрев. Таким путем достигается тугая посадка вставки, что устраняет возможность выдавливания вставки вследствие действия бокового напряжения при эксплуатации инструмента. Головки зубков иногда слегка согнуты. На рис. 45 пока­заны зубки, армированные твердым сплавом.

На производительность врубовых инструментов, разу­меется, сильно влияет форма лезвия.

Меике [200] исследовал многочисленные формы лез­вий и сопоставил производительность твердосплавных зубков с производительностью обычных стальных зуб­ков и стеллитовых инструментов. Стальной зубок приту­пился после 22,3 м, стеллитовый — после 68 м и твердо­сплавный — только после 270 м врубовой проходки. Сум­марная производительность твердосплавного зубка со­ставила в среднем 6000 врубометров. До полного износа комплекта из 24 штук со стальными долотами удалось подрубить только 756 ж2, со стеллитовыми 1423 м2 и с твердосплавными 7916 м2. Размеры зерен врубовой ме­лочи не различались.

Благодаря применению больших подач твердосплав­ные зубки позволяют достичь более высоких скоростей проходки, в особенности при использовании современных врубовых машин.

Таким образом, применение твердосплавных врубо­вых зубков имеет по сравнению со стальными зубками следующие преимущества:

1. Высокая суммарная производительность.

2. Высокая стойкость и, следовательно, менее частая переточка зубков.

3. Минимальный износ. Зубки можно перетачивать до 20 раз, что уменьшает их износ на 1 т подрубленного угля.

4. Меньшая продолжительность зарубки вследствие большей скорости подачи даже при проходке наиболее твердого угля.

5. Меньшие издержки производства вследствие эконо­мии материала, сжатого воздуха и энергии, меньшая из­нашиваемость врубовых машин в результате плавного и спокойного хода.

Инструменты для ударного бурения

Долота для ударного бурения с твердосплавными пластинками

В то время как уголь, соли и мягкие горные породы бурят вращательными бурами или кольцевыми буровыми коронками, бурение шпуров и всякого рода скважин в горных породах средней и высокой твердости производят ударным методом. Этот способ бурения применим также при всякого рода скальных работах, при проходке тунне­лей, разработке руд и других работах в области глубоко­го бурения [154, 156—161, 163, 164, 169, 198, 201—211].

При ударном бурении режущая кромка в результате каждого удара молотка уходит в зависимости от сопро­тивления породы более или менее глубоко в структуру горной породы, производя отчасти сминающее и отчасти скалывающее действие. При каждом следующем ударе лезвие вследствие перемещения бура уходит на доли миллиметра от места предыдущего удара. При этом от­деляются находящиеся между двумя зарубками частицы породы. Кроме того, частично порода дробится из-за то­го, что ударная нагрузка превышает предел прочности породы [208, 212—216]. Отделившиеся частицы породы нужно как можно скорее удалить с лезвия во избежание его чрезмерного износа. Удаляют их обычно водой, кото­рую подают через канавки, имеющиеся на окружности коронки. Это, разумеется, значительно уменьшает окруж­ную поверхность, что сказывается на увеличении износа по диаметру. В настоящее время сконструированы голов­ки буров без канавок на окружности с отводом бурового шлама через внутренние сливные каналы.

Скорость прохождения при ударном бурении зависит в первую очередь от твердости породы, ее предела проч­ности при сжатии или же от породообразования. Твер­дость горных пород чаще всего испытывают по Шору. Величины твердости колеблются в широких пределах. Ниже приведены литературные данные о твердости раз­личных горных пород [203, 214, 215]:

Порода

Гипс……………………

Мергель. . . ¦ . Глинистый сланец Песчаный сланец. Песчаник. . . .

Твердость (по Шору)

18 22—28 До 35 » 70 70-90

Порода

Гранит…………………

Гнейс…………………..

Кварц…………………..

Конгломерат. . .

Твердость (по Шору)

70—90 80—100 90—100 80—100

На рис. 46 приведены данные висимости от твердости горных ет что твердосплавные лез­вия значительно превосхо­дят обычные стальные в особенности при бурении твердых горных пород и по­род средней твердости [217]. При этом крестообразное твердосплавное лезвие об­ладает более высокой про­изводительностью, чем од – нодолотчатое.

При бурении мягких по­род твердосплавные долота не всегда экономичны, так как в этих случаях износ стального долота также не­велик. Кроме того, угол ре­зания у стального долота может быть меньше, чем у твердосплавного, что благо­приятно влияет на скорость бурения. При ударном бу­рении мягких пород твердо­сплавными долотами буро­вая штанга часто ломается в результате усталости раньше, чем выходит из

О скорости бурения в за – пород. Из рис. 46 следу-

1 — сталь EB7. крестообразное лезвие, буровой молот AZ22;

2 — твердый сплав, простое лез­вие, буровой молот АТ18;

Твердости пород по Шору

Рис. 46. Скорость ударно­го бурения пород различной твердости твердосплавными и стальными долотьями:

120 100 30 60 40 го

3 — твердый сплав, крестообраз­ное лезвие, буровой молот ATfS

Строя твердосплавная пластина, износ которой в этом случае невелик. Зависимость производительности при

Бурении стальными и твер­досплавными бурами от твердости породы приведе­на на рис. 47 [218].

При твердости горных пород ниже некоторой опре­деленной величины, макси­мально допустимой для стальных инструментов, це­лесообразно пока еще и в настоящее время применять стальные буры.

ТВердость /юроды

Рис. 47. Зависимость скоро­сти бурения от твердости породы (схема) :

I

! I

1 — стальной бур; 2 ~ твердо­сплавный бур

40 38 36 34 32 30 28 Диаметр иором/ш, лн

Рис. 48. Зависимость скоро­сти ударного бурения твер­досплавными бурами ог диаметра бура (буровой мо­лоток АТ18, порода — пес­чаник):

1 — твердость по Шору 90—100; 2 — твердость по Шору 85—95

Как следует из рис. 48, скорость бурения зависит от диаметра бура. Поэтому нужно стремиться по воз­можности к меньшему ко­нечному диаметру буровой скважины, который в свою очередь определяется раз­мерами патрона взрывчатки [217]. При использовании стальных буров вследствие их высокого износа прихо­дится начинать бурение бу­ром значительно большего диаметра. Так, например, при бурении шпура глуби­ной 2,40 м и конечным диа­метром около 30 мм нужно шесть стальных буров, диа­метры которых уменьшают­ся ступенчато (от номера к номеру); при этом первый бур имеет головку диамет­ром 44 мм. В случае приме­нения твердосплавных до­лот обходятся тремя бура­ми, а при наиболее благоприятных обстоятельствах — даже одним буром, исходный диаметр которого (32 мм) мало изменяется по мере проходки [219]. Таким образом, при бурении глубоких скважин в твердых горных поро­дах твердосплавные долота имеют значительные преи­мущества. В этом случае не только выше производитель­ность бурения, но и требуется гораздо меньше буровых штанг и буровых долот, в результате чего экономятся средства на транспортировку этих инструментов к ра­бочему месту.

Недостатком твердосплавных долот по сравнению со стальными является большая хрупкость лезвий и опас­ность их поломки при неудачном выборе марки твердого сплава, неправильной форме лезвия, применении слиш­ком тяжелого бур ильного, молотка и т. п.

Длительные неудачи с твердосплавными долотами для ударного бурения в период до 1938 г. отчасти объяс­няются недостаточной ударной вязкостью применявших­ся твердых сплавов и использованием бурильных молот­ков, не рассчитанных на твердые сплавы. Для ударных буров, армированных твердыми сплавами, необходимо применять более легкие бурильные молотки, чем для стальных буров. Для того чтобы добиться при этом той же производительности молотка (произведение силы уда­ра на число ударов), необходимо увеличить число уда­ров и уменьшить их силу, т. е. применить молотки с ко­ротким ходом и умеренной силой удара. Только взаимное согласование всех применяемых элементов перфоратора, состава твердого сплава и буровых штанг, а также тща­тельное изготовление и надлежащая напайка инструмен­тов в особых случаях привели к успеху. В настоящее вре­мя твердосплавные ударные буры при бурении горных пород незаменимы [219—223].

145

В ходе развития ударного бурения твердыми сплава­ми испытывали самые различные формы головки бура — однодолотчатое, двухдолотчатое и крестовое лезвия, лез­вия типа X, лезвия типа Y и различные другие формы [160, 202, 203, 223—229]. Применяя сложные формы лез­вий, стремились получить высокую эффективность раз­рушения породы. Теоретически лучше всего должны ра­ботать те лезвия, которые наиболее равномерно обраба­тывают забой буровой скважины. Практически при нерадиальном размещении лезвий получается равномер­но однородный по крупности буровой шлам, что умень­шает расход энергии на бесполезную работу измельче­ния [201, 212, 213].

IO—699

Несмотря па многочисленные предложения по конст­рукции лезвий, практически можно использовать только лезвия простых форм (рис. 49), так как только такие лез­вия могут быть без труда изготовлены даже в очень хо­рошо оборудованных цехах; кроме того, эти лезвия легко поддаются переточке [156—159, 161, 181, 219, 222, 230— 237].

Буровую коронку и штангу можно соединить двумя способами: либо применением съемной коронки, либо не­посредственным впаи­ванием твердосплавных пластинок в соответст­венно оформленную головку буровой штан­ги. Съемную буровую головку соединяют со штангой бура посред­ством конуса с цилин­дрической или специ­альной резьбой. Недо­статком этого способа является то обстоя­тельство, что ударная работа молотка непол­ностью передается ре­жущему лезвию. Проб­лему быстрого разъ­единения головки бура и штанги разрешили путем разработки практически удобных разъемных приспособ­лений. Однако применение съемных головок имеет не­удобство: наименьший диаметр буровой скважины опре­деляется резьбовым или конусным креплением с учетом уменьшения калибра головки при бурении вследствие износа. Поэтому при слишком малых диаметрах и съем­ной головке нельзя обеспечить безостановочного движе­ния лезвия.

Рис. 49. Коронки с твердосплавны­ми вставками для бурового инстру­мента

У буровых коронок с резьбовым креплением мини­мальный экономичный диаметр лезвия составляет при­мерно 38—40 мм, при конусном креплении он равен 36— 38 мм [219]. Лезвия малых диаметров можно экономично применять только в том случае, если они впаяны непо­средственно в штангу бура. Подобная технология изго­товления буров получила очень широкое распростране­ние в Швеции [231, 232]. При применении 22-мм шести­гранного бура можно уменьшить диаметр лезвия до 29 мм, учитывая его износ до конечного диаметра 26 мм. Так как скорость бурения обратно пропорциональна квадрату диаметра лезвия (рис. 50), можно значи­тельно увеличить производительность. Изготовление та­ких буров требует большого опыта, в особенности по припаиванию лезвия к буровой штанге из легированной стали. Обращение же с ними очень простое. Здесь нет такого соединения (резьбы), которое могло бы быть при­чиной потери производительности и частых помех. Удач­ная форма коронки позволяет свободно поступать воде и беспрепятственно удаляться буровой мелочи. Облегчает­ся также и извлечение бура. Однако в случае поломки буровой штанги весь бур выходит из строя. В то же вре­мя съемные буровые коронки часто сами выходят из строя при поломке резьбы. Другой недостаток жесткого соединения заключается в том, что с износом твердо­сплавной пластинки буровая штанга также становится непригодной для дальнейшего употребления вследствие усталости [181, 219, 238—242].

Вопрос о применении съемной коронки или цельно­го бура еще не вполне разрешен. В последнее время, од­нако, преобладает явная тенденция в пользу применения цельного бура [158].

Буровая мелочь при ударном бурении отводится чаще всего с помощью воды, которую подводят к месту буре­ния через отверстия и канавки в головке бура. Давление промывной воды оказывает при этом известное влияние на производительность бурения [243, 244]. Буровой шлам удаляют через сточные канавки. Если созданы условия предотвращения заболеванием силикозом, можно произ­водить бурение и всухую, при этом буровой штанге, ар­мированной твердосплавной пластинкой, придают спи­ральную форму [245].

10*

147

Решающим фактором повышения производительности при ударном бурении твердосплавным буром является качество твердого сплава. Пластинки нужно использо­вать до полного износа и не допускать преждевременного выхода их из строя из-за трещинообразования или вы­крашивания. В соответствии с этим требуются пластич­ные и выдерживающие ударную нагрузку марки сплавов [48, 156, 159, 222, 246—248]. Для ударного бурения в на­стоящее время применяют в основном пластинки из твердых сплавов типа WC—Со с 6—15% Со. При этом более пластичные твердые сплавы, т. е. сплавы с повы­шенным содержанием кобальта, предназначены для осо­бо тяжелых условий работы — бурения максимально твердых трещиноватых горных пород тяжелыми буриль­ными молотками (см. выше). Соответственным обра­зом изменяя микроструктуру, можно придать требуемую износостойкость и этим сплавам. В настоящее время при ударном бурении используют [222] следующие четыре сплава типа WC—Со:

1. Сплавы, содержащие—6% Со. Эти сплавы приме­няют для легких молотков с работой удара, равной ~1,5 кГм.

2. Сплавы с 7,5—9% Со. Особенно распространены в Германии[23] и предназначены для применяющихся там обычно буровых молотков с работой удара 4 кГ • м. Эти сплавы, если учесть их большую производительность по сравнению с высококобальтовыми твердыми сплавами, особенно пригодны для бурения гомогенных горных по­род при надлежащем надзоре за буровыми работами.

3. Сплавы с 11 —12% Со. Наиболее применимы и в на­стоящее время. Предназначены для бурения по твердым породам там, где возможности надзора ограничены, т. е. прежде всего на мелких рудниках.

4. Сплавы примерно с 15% Со. По последним данным, вопрос о применении этих сплавов может возникать при использовании тяжелых буровых молотков. Прежнюю точку зрения, что для твердосплавпых буров ударного бурения пригодны только легкие и быстроходные мо­лотки, в настоящее время в связи с разработкой пластич­ных и устойчивых в отношении ударных нагрузок спла­вов нельзя считать абсолютно правильной. При работе с молотками, например, массой 50 кг с указанными марка­ми твердых сплавов можно обеспечить вдвое большую производительность, чем при применении обычных лег­ких молотков массой около 18 кг. Применяя соответст­вующую технологию изготовления, этим сплавам можно придать такую высокую износостойкость, что их износ, в особенности по диаметру, в условиях эксплуатации оказывается совсем незначительным.

Кёльбль [167] рекомендует ограничить область приме­нения твердых сплавов типа WC—Со в горном деле, учитывая ударное нагружение и в особенности значи­тельное влияние размеров зерен WC на пластичность и износ буровых сплавов для ударного бурения с раз­личным содержанием кобальта [169, 211, 248, 249]. Опти­мальную производительность можно, во всяком случае, получить только при тщательно проведенной пайке.

Глубина буровой скважины при одинаковом затупле­нии лезвий заметно уменьшается с увеличением содер­жания кобальта в твердом сплаве следующим обра­зом [222]:

Сплав

WC+7,5 «о Со………………………..

WC+11% Со (BKH) . . . . WC+15% Со (ВК15) . . . .

Сталь (сильное сплющивание) .

Толщина применяемых в настоящее время твердо­сплавных пластинок для оснащения буров ударного бу­рения составляет в большинстве случаев 8—9 мм, а их высота у радиуса 25 мм. От высоты пластинки зависит количество возможных переточек. При этом нужно при­нимать во внимание, что сталь для коронки или для буровой штанги имеет ограниченный срок службы вслед­ствие явлений усталости. Таким образом, хотя большая высота пластинки и обеспечивает возможность более ча­стых переточек, но это обстоятельство не может быть ис­пользовано из-за большого расхода стали.

В то время как у стальных лезвий угол резания со­ставляет 75—100°, у твердосплавных лезвий этот угол в зависимости от пробуриваемой породы равен 95—110°. Некоторые изготовители рекомендуют даже 120°. Однако угол не должен быть слишком тупым, так как при этом может произойти перегрузка пластинки. Углы меньше 95° применять еще не рекомендуется, хотя это было бы желательно, так как производительность бурения при применении острых углов сильно возрастает (рис. 50), в особенности при бурении мягких пород [218, 219]. Здесь до сих пор еще стальные буры, допускающие малые углы резания, предпочтительнее твердосплавных.

Большое значение для производительности и срока службы твердосплавного ударного бура имеет радиус кривизны породоразрушающего лезвия. В настоящее время применяют радиус кривизны 55—120 мм. В тех случаях, когда имеется опасность поломки, радиус кри­визны рекомендуется изменять в зависимости от диамет­ра бура. У меньших лезвий этот радиус должен быть соответственно меньше. Это особенно следует учитывать при переточке обработанных буров. Радиус кривизны

Должен быть примерно в два раза больше диаметра бура [222].

V.

ЪЗО Ч

I

А

1

1 I

1 — глинистый сланец; J?–мягкий гранит, песча­ник средней твердости; 3 — твердый гранит; 4 — кварцит, пирит и другие породы высокой твердо­сти

На рис. 51 показано, как влияют угол резания и ра­диус кривизны на физические процессы, происходящие при ударном бурении [208]. С увеличением твердости по­роды надрезно-скалывающий процесс все в большей ме­ре приводит к разрушающему бурению. В связи с этим угол резания и радиус кривизны твердосплавного лезвия должны быть соответствующим образом подобраны.

/

Г

/

.3

-tT

А

75 90 105 120 135 Угол резон и я, гра а

Рис. 50. Зависимость скорости ударного бурения пород раз­личной твердости от угла резания:

120°

Г’OOnn

XtX

IW

M

Г’IOOnn

ХЁХ

100°

Ю

Г–ISOtin

/Ь,

* 90°

M

Г-о»

Рис. 51. Влнянпе формы лезвия твердосплавного бура на физиче­ские процессы при ударном буре­нии твердых и мягких пород

Само по себе лезвие никогда не должно быть остро заточено: нужно всегда предусматривать фаску 0,2— 0,5 мм, а в особо трудных случаях даже 1 мм. Целесо­образно на периферии фаску делать меньше, чем в се­редине бура.

У

При изготовлении бура для ударного бурения твердо­сплавную пластинку впаивают в стальную державку с помощью медного или более легкоплавкого серебряного припоя [159, 241, 250]. Это требует известного навыка, так как напайка твердосплавных пластинок на высоко­прочные легированные стали является сложной опера­цией. Стальное гнездо, паяльная фольга и твердосплав­ная пластинка должны быть тщательно смочены при­поем. Наличие непропаянных мест неизбежно влечет за собой поломку даже наиболее вязких пластинок при ударном бурении.

При заточке твердосплавного бура необходимо со­блюдать обычные меры предосторожности, хотя приме­няемые твердые сплавы не очень чувствительны к шли­фованию. В большинстве случаев применяют заточные станки с соответствующими зажимными приспособления­ми, особенно необходимыми для лезвий сложной кон­фигурации [156]. Не только при заточке новых, но и при переточке затупившихся долот нужно следить за тем, чтобы были выдержаны угол резания и радиус кривиз­ны. При этом радиус кривизны должен быть несколько уменьшен соответственно износу по диаметру [251]. Угол резания проверяют угломером, а на лезвии до его посадки делают соответствующую фаску. Одподолотча – тая головка считается притуплённой в том случае, если образовавшееся на наружной режущей кромке затупле­ние достигает ширины —4,5 мм. Степень притупления vb, т. е. ширина износа лезвия на расстоянии половины радиуса, не должна превышать 0,5—1 мм. Для измере­ния ширины износа разработаны простые приборы [252]. Поскольку твердосплавный бур можно применять толь­ко до тех пор, пока диаметр бурения еще достаточно велик, лезвие нужно стачивать преимущественно сверху и как можно меньше но окружности, не допуская исчез­новения конуса, имеющегося на коронке. Если это про­изойдет, то инструмент заклинится. При этом в твердо­сплавной пластинке легко могут образоваться трещины.

Как уже упоминалось, вначале для ударного буре­ния твердыми сплавами требовались молотки несколько меньшей массы, чем при бурении стальными бурами [156, 158—160, 201, 208, 217, 219, 231, 232, 243, 244, 251—256]. Чтобы добиться соответствующей производительности, нужно было, несколько уменьшив силу удара, увеличить

Число ударов. Так, например, буровой молоток, приме­няющийся обычно для ударного бурения твердыми спла­вами, должен обладать следующими расчетными дан­ными:

TOC \o "1-3" \h \z Средняя масса молотка, кг.. . 18,5

Число ударов в миауту…. 1850

Число оборотов в минуту. . . 200

Сила удара, кГ • м………………………………………………… ~3,5

Давление сжатого воздуха, атм. ~4—5

Расход воздуха, м5/мин…. 1,7

Новые вязкие твердые сплавы позволяют применять при ударном бурении молотки значительно большей мас­сы (28 кг и более), а также тяжелые ударные перфора­торы. Поскольку твердосплавные лезвия способны вы­держивать более высокую ударную нагрузку, эти перфо­раторы при большем числе ударов молотка и более вы­соком давлении сжатого воздуха обеспечивают большую производительность [222, 231, 232]. В будущем, вероятно, будут применять молотки массой 16—28 кГ [219].

О более высокой производительности твердосплавных ударных буров по сравнению со стальными сообщается во многих работах [201, 208, 217, 219, 222—224, 244, 245, 253, 254, 257—259]. Сопоставить данные этих работ меж­ду собой трудно, так как они сильно зависят в каждом отдельном случае от свойств пробуренных горных пород. Кроме того, с теоретической точки зрения еще не вполне ясна взаимосвязь различных факторов, влияющих на ре­зультаты ударного бурения.

В последнее время в результате многочисленных экс­периментальных исследований оказалось возможным установить некоторые закономерности при ударном бу­рении [198, 209, 260]. Перенесение данных этих исследо­ваний в область практического применения при бурении сталкивается, как и прежде, с затруднениями.

По данным фирмы Демаг [261], одно твердосплавное лезвие может заменить при бурении очень твердой поро­ды восемь, твердой породы 20, породы средней твердости 50 стальных лезвий.

Согласно Штейнеру [219], эти данные для современ­ных марок сплавов занижены. По его данным, одно лез­вие из твердых сплавов в состоянии заменить при буре­нии пород наивысшей твердости 15—20, твердых пород 20—50, пород средней твердости 50—150 и мягких пород свыше 150 стальных лезвий. Так, при опытном бурении гранита это соотношение составляло 1 :32, а для твердо­го доломита примерно 1 :200. При этом в данных усло­виях работы происходили усталостные поломки буровых штанг. Теоретически возможное соотношение здесь мог­ло достигнуть даже 1 : 300—1 : 400 [219].

Итоговые данные, характеризующие зависимость между твердостью породы, износом по диаметру, произ­водительностью бура и его сроком службы при ударном бурении твердосплавными бурами в сопоставлении со стальными, приведены в табл. 49 [223]. Новые данные, основанные на опытном бурении с использованием раз­личных буровых молотков, приведены в работах [208 и 262].

Таблица 49

Износ по диаметру, стойкость и производительность стальных и твердосплавных ударных буров

Порода

Износ (мм) на 1 м про­буренной скважины

Производи­тельность бу­рения до пере­точки, M

Увеличение стой­кости буров из

Сталь

Твердый сплав

Сталь

I твердый сплав

Твердого сплава по сравнению со сталью

Кварцевая руда ….

7,0

0,07

0,09— 0,13 0,2— 0,25 0,6—0,9

3

В 23—33 раза

Песчаник…………………………..

Песчаный сланец. . .

7,0 3,0

0,06 0,02

6—8 25

» 30—32 » » 28—40 раз

Глинистым сланец. .

1,8

<0,01

1,0—2,0

75

» 35—75 »

В начальный период применения твердых сплавов для ударного бурения из-за частых поломок лезвий срав­нительно дорогих твердосплавных ударных бурильных долот особое внимание приходилось уделять вопросу стоимости бура. Проблема экономичности была изучена по данным многочисленных часто тщательно проведен­ных исследований и текущим анализам стоимости [154, 157, 164, 166, 224, 234, 237, 257, 258, 263—274]. Подробно эти работы в данной книге упоминаться не будут. Необ­ходимо отметить, что даже с учетом высокой стоимости твердосплавного бурильного долота при ударном буре­нии твердых пород и пород средней твердости достига­ется существенная экономия благодаря значительно бо­лее высокой износостойкости – и связанным с этим пре­имуществам.

Большое внимание ударному буровому инструменту с твердосплавными лезвиями было уделено в Швеции — стране со специфическими геологическими особенностя­ми, Многочисленные оригинальные работы и обобщаю­щий обзор [270] дают представление о современном со­стоянии ударного бурения в Швеции. Полученные там опытные данные по применению напаянных на буровую штангу однодолотчатых лезвий (сплавы WC—Со с 11 — 12% Со и часто на тяжелых перфораторах) нельзя обоб­щить безоговорочно. Однако они дают ясное представле­ние о больших технико-экономических преимуществах твердых сплавов при ударном бурении в особенности твердых пород [220, 231, 232, 258, 266, 275—278].

Преимущества буров с твердыми сплавами при удар­ном бурении твердых пород и пород средней твердости по сравнению со стальными бурами состоят в сле­дующем:

1. Большая скорость бурения даже наиболее твердых пород.

2. Меньший износ по диаметру и, следовательно, очень малое изменение диаметра буровой скважины; уменьшение объема бурения благодаря применению до­лот меньшего диаметра. В равномерно круглых буровых скважинах легче размещать патроны взрывчатки.

3. Применение бурильных молотков меньшей массы, что упрощает их обслуживание и позволяет сэкономить средства на эксплуатацию. Расход сжатого воздуха на каждый метр буровой скважины уменьшается в резуль­тате большей скорости бурения и меньшего потребления при работе с более легкими молотками. Буровые молот­ки оказываются пригодными и для глубоких буровых скважин.

4. Меньший расход взрывчатки благодаря возможно­сти бурения более глубоких и более узких скважин. Это удешевляет взрывные работы [279].

5. Поскольку использованные твердосплавные лез­вия требуют только переточки, отпадают необходимые при применении стальных буров операции по перековке и термической обработке. Это позволяет сэкономить электроэнергию. Применяя соответствующие заточные станки, можно затачивать твердосплавные долота с меньшими усилиями.

6. Значительная экономия буровой стали и более экономичное использование буровых штанг.

7. Экономия электроэнергии, затрачиваемой на тран­спортирование буров к рабочему месту и обратно в куз­ницу. При применении съемных и твердосплавных коро­нок транспортировка практически вообще становится излишней.

8. Возможность более длительного проходческого цикла, что в свою очередь улучшает рабочий ритм при бурении твердых пород.

9. Уменьшение выхода тонкой буровой мелочи и, следовательно, затрат на дальнейшее измельчение.

10. Улучшение работы забойщика, так как отпада­ет надобность в частой замене буров, ликвидируется за­щемление буров и т. д.

Инструменты для глубокого бурения, наплавленные твердыми сплавами

При глубоком бурении, в частности в горном деле, производительность бура в значительной мере опреде­ляется стойкостью лезвия использз^емого инструмента. Повышение стойкости лезвия, следовательно, в любом случае значительно увеличивает скорость бурения. Та­ким образом, применение износостойких твердых спла­вов здесь особенно экономично.

Крупногабаритные буровые инструменты для глубо­кого бурения (долота типа «рыбий хвост», долота удар­ного бурения, долота типа «ротари», крупные буровые коронки, крыльчатые и шарошечные коронки и т. д.) на­паивать твердосплавными пластинками невозможно. Для этих, а также для других инструментов и различно­го оборудования, например ножей и зубьев экскавато­ров, щек дробилок, костылей самолетов, углепомольных мелышц, зубцов скребковых транспортеров, мельничных вальцев, шнековых бетономешалок, кулачковых валов, лопастей мешалок, ударных молотков, молотковых мель – циц (дробилок) скреперов, шнековых транспортеров

Для цементных мельниц и т. д. очень хорошо себя оп­равдала наплавка твердых сплавов [154, 160, 166, 179, 280—289]. Подобно наплавке стеллита на гнезда кла­пана карбидом вольфрама с добавкой более легкоплав­ких сплавов наплавляют места, в наибольшей мере под­вергающиеся износу, например концы долота «рыбий хвост» с обеих сторон. Карбид вольфрама, применяемый в виде крупки различной зернистости или же в виде ку­сочков неправильной формы, обычно получают в литом виде (см. книгу «Твердые материалы»). Этот карбид, представляющий собой по существу эвтектический сплав W2C—WC, значительно более хрупок, чем монокарбид вольфрама, но в то же время превосходит его по твер­дости и износостойкости.

Наплавку твердыми сплавами можно проводить раз­личными способами в зависимости от области примене­ния и назначения [59, 179, 185, 208, 270—298]. Так, на­пример, можно наносить несколько слоев мелкозернис­того или крупнозернистого карбида вольфрама на соот­ветствующую деталь с помощью электрической дуги с угольными электродами. Получаемое покрытие в основ­ном состоит из чистого литого карбида вольфрама и об­ладает высокой твердостью, но незначительной вязко­стью. Армировать таким путем, следовательно, можно только те инструменты, которые подвержены абразив­ному износу.

Для наплавки инструментов, подвергающихся толч­кам и ударам, в настоящее время применяют наплавоч­ные прутки, представляющие собой трубки из листово­го железа, в которые насыпается гранулированная смесь вольфрам — углерод или же крупка карбида вольфрама различной зернистости с добавочными ме­таллами, в большинстве случаев ферросплавами1.

Делались попытки также наносить мелкозернистый порошок с добавкой ферросплавов путем пластической экструзии наплавочных прутков [299].

Прутки наплавляют на соответствующую поверх­ность слабовосстановительным газосварочным пламе­нем. При этом получается износостойкое покрытие, в ко­тором твердые зерна карбида вольфрама с острыми

! Патент (австр.) № 1613942, 1926; 1757601, 1930; патент (герм.) № 616840, 1935.

Гранями вкраплены в пластичную матрицу сплава на основе железа. Зернистость наполнителя — карбида вольфрама выбирают в зависимости от конкретного на­значения. На практике применяют наполнители от рав­номерно мелкозернистого порошка карбида вольфрама до кусочков литого или спеченного карбида с размера­ми зерен до 10 мм (рис. 52).

Мелкозернистый карбид подходит для наплавки ин­струмента ударного бурения, а также для деталей ма-

Рис. 52. Наплавочные трубки, заполненные крупкой из карбида вольфрама разной зернистости

Шин и приборов, у которых поверхностный слой дол­жен быть гладким и точно соответствовать заданным размерам детали, обладая в то же время достаточной пластичностью. Среднезернистый карбид пригоден как для вращательного, так и для ударного бурового ин­струмента. Область применения крупнозернистого кар­бида с размерами зерен порядка 5 мм ограничена вра­щательными бурами. Таким путем армируют, например, долота типа «рыбий хвост», крыльчатые коронки, буро­вые коронки и т. д. Армированное твердым сплавом с помощью трубчатых прутков долото типа «рыбий хвост» показано на рис. 53, а армированная таким же путем буровая коронка — на рис. 54.

Эвери обстоятельно исследовал покрытия, наплав­ленные с помощью прутков трубчатой формы. Он при­менял газопламенную и дуговую наплавку и определял структуру наплавленного металла, а также его твер­дость в холодном и горячем состоянии и сопротивление истиранию. Мелкозернистый карбид вольфрама при ду­говой наплавке особенно сильно растворим с образова­нием двойного карбида железа, что уменьшает износо­стойкость. При наплавке газовым пламенем происходит карбидизацня основной массы, что в свою очередь вы­зывает охрупчивание. Тем не менее эти покрытия пре-

*

Рис. 53. Долото «рыбий хвост», армиро – Рис. 54. Буровая ко­ванное наплавочным твердым сплавом ронка с наваренными

Пластинками

Восходят по износостойкости покрытия, нанесенные ду­говой наплавкой [293]. Отмечено, однако, что и дуговой наплавкой можно получить качественные покрытия [300]. Для этого нужно применять карбид вольфрама, защи­щенный поверхностной пленкой и имеющий соответст­вующий размер зерен [300].

Несколько иначе поступают при армировании ин­струмента глубокого бурения твердосплавными встав­ками. Эти вставки представляют собой трех – или четы­рехгранные, округленные на ребрах, призмы либо плас­тинки неправильной округлой формы, но с острыми кромками, состоящие из литого карбида вольфрама или металлокерамического твердого сплава [179, 301]. Встав­ки приваривают на определенном расстоянии друг от друга обычной стальной сварочной проволокой в особо нагружаемых местах бура. Можно также выдолбить или выфрезеровать углубление и закрепить в нем буро­вую вставку. Остающиеся между буровыми вставками свободные рабочие поверхности заполняют износостой­ким сплавом, например какой-либо сталью, стеллитом или легкоплавким сплавом хром — железо — марганец. Если требуется еще более высокая износостойкость, мо­жно на всю поверхность нанести с помощью трубчатых наплавочных прутков слой мелкозернистого карбида вольфрама [297]. На рис. 55 показан полученный таким путем наплавленный слой.

Применяются наплавочные прутки и без трубчатой оболочки. У этих прутков зерна карбида вольфрама

12 3 W2C-WC 4 5 6?

Рис. 55. Строение наплавленного твердого сплава:

I _ основной металл; 2 — наплавленный твердый сплав, состоящий из W-C-WC со связкой; 3 — связка; 4 — буровая пластинка; 5 — наплавленный твердый сплав; 6 — легкоплавкий твердый припой; 7 — сталь

Вкраплены путем плавления или спекания в более лег­коплавкий сплав хром — марганец — железо[24].

В табл. 50 приведены данные Хиинюбера [179] о со­ставе, свойствах и видах поставки наиболее важных на­плавочных твердых сплавов. Кроме того, приведены данные о стеллитах, износостойкость которых также свя­зана главным образом с высоким содержанием карби­да. Эти сплавы, однако, упомянуты в табл. 50 только в связи с тем, что они являются наплавочными средст­вами для буровых вставок.

Производительность при глубоком бурении наплав­ленными буровыми инструментами в значительной сте­пени зависит от характера породы. В зависимости от способа изготовления и условий бурения производитель­ность бура, наплавленного твердым сплавом, в 5—20 раз выше производительности стального бура. Армиро­вание инструмента для глубокого бурения путем на­плавки твердым сплавом, следовательно, значительно увеличивает скорость бурения. В настоящее время при

669—II

30—50% карбида вольфрама, остальное сплав Cr-Mn—Fe или сталь

Со СЛ

I I

•Ь. О)

П

Примерный состав, %

_ СЛ.

To I I

I

3

To

8f I

I

Q

OO

I <о со I to I

Со О)

Ss

I to I

I

П

С

Осталь­ное

I

U ф

1300

2500 1250

2600

Точка плавления (приблизитель­но), °С

800— 1000

1400— 1800

До 650

1800— 2000

Твердость (при­близительно), кГ/мм2

О to I

Сл I 01 I

— СЛ

О I

Плотность, г/см’-

I

120—200 90

СО СЛ

Предел проч­ности при изгибе (приблизитель­но), кГ /мм3

Спеченные и литые прутки с зернами карбида вольфрама

Образцы или фасон­ные изделия (спе­ченные) Литые прутки диамет­ром 4—10 мм

Образцы или фасон-^ ные изделия (ли­тые)

Вид поставки

Автогенная, электро­дуговая

Автогенная

Автогенная, электро­дуговая

Автогенная

Способ наплавки

А 0\ A

A о n о

OV

S ?

1D

S

S а х it X

Х

Аа

50—70% карбида вольфрама, осталь­ное железо

N2

I

П

Примерный состав, %

I I

3

3

I со о

I о I

Р

Со к> о О) Oi I

СО

I OJ Ol

I о I

П

О

Крупно­зернис­тый

Мелко­зернис­тый

O1

I I

О

•ч

О

1450

1800

1300 2600

Точка плавления (приблизитель­но), °С

1IOO— 1300

1100— 1300

До 700

1800— 2000

Твердость (приб­лизительно), кГ/мм2

5T

ST

00

S I

СО

Плотность. г(см?

I

1

СО Ol

Oi о

Предел прочнос­ти при изгибе (приблизитель­но), кГ/мм2

Железные трубки диа­метром 5—12 мм, заполненные карби­дом вольфрама раз­ной зернистости

Порошок карбида вольфрама

Литые прутки диамет­ром 4—10 мм

Вид поставки

Автогенная, электро­дуговая

Электродуговая

Автогенная, электро­дуговая

Способ наплавки

Бурении нефтеносных скважин эти инструменты неза­менимы.

0 наплавочных покрытиях из порошка WC-Co (фир­ма Linde Flame Plating), стеллитов и сплавов, содер­жащих Cr—В—Si—Nb (Colmonoy), для защиты от из­носа деталей всех видов сообщается ниже.