硬质合金条怎么磨断

⑴ 车床干活，刀具怎样磨才能耐用

首先磨刀的平面最好磨平可以刀刃略高于刃槽后的平面高度，不要太高不然影响排屑效果，这样的刀也比较快，开排屑槽时砂轮应用金刚笔把砂轮角打尖。磨刀最基本的一点，是要保证切削刃工作正常。

槽的形状应该磨成斜槽，所谓斜槽就好比在纸上画的勾，只不过这个勾是反着的也就是说靠刀刃到槽底的距离较长，槽底到槽背的距离较短，通俗点v形槽，左边那一画较斜长，右边那画较短。

从刀平面看槽应该是前窄后宽，有点像小这个形状，刀尖的地方窄，后面宽，这样有利于排屑，排屑排的好不好主要靠刀尖那点槽。槽并不是越宽越好,一般的数控车床粗车的较大的切削量直径10mm差不多也就是单边5mm，切削不要过大不然容易崩刀。

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刀具磨床的类型

由于刀具材料很硬，所以一般只能采用磨削来改变其外形。在刀具的制造、修磨中常见的刀具磨床有以下几种：

（1）磨槽机：磨钻头、立铣刀等刀具的槽或背。

（2）磨顶角机：磨钻头的锥形顶角或称偏心后角。

（3）修横刃机：修正钻头的横刃。

（4）手动万能刀具磨床：磨外圆、槽、背、顶角、横刃、平面、前刀面等。常用于数量少、形状复杂的刀具。

（5）CNC磨床：一般是五轴联动，功能由软件确定。一般用于修磨数量大、精度要求高、但不复杂的刀具，如钻头、立铣刀、铰刀等。

⑵ 磨削硬质合金时为什么易产生裂纹

整体硬质合金刀具表面的磨削裂纹主要是由于磨削过程中磨削接触区的局部瞬时温度过高形成磨削表面层较浅的压应力分布和近表面层过高的拉应力值超过材料的破断强度造成，因此，在磨削加工过程中应尽量减小和避免瞬时高温的产生，也就减小和避免了残余拉应力的产生。磨削过程中的瞬时高温往往会引起磨削表面层的机械性能的变化，这种瞬时高温可达1000℃以上，对刀具表面层造成磨削烧伤。磨削烧伤会破坏刀具表面层组织，使工件表面的质量恶化，严重影响刀具的强度、耐磨性和使用寿命；严重时还会产生裂纹。因此，不仅要防止产生磨削裂纹，还必须避免磨削烧伤。在金刚石加工时，刀具表面局部瞬时温度的高低将取决于加工方法、金刚石工具特性和磨削制度。
实践证明：金刚石砂轮的线速度和径向进给量越大、砂轮硬度越高、砂轮粒度越细、刀具材料导热系数越低和砂轮磨损得越厉害，都使磨削温度升高得越厉害，则越容易产生磨削裂纹及磨削烧伤。要控制和避免磨削裂纹及磨削烧伤，必须采取两方面的措施：一是减少磨削热的产生，二是加速磨削热的传出。减少磨削热的办法是：适当降低金刚石砂轮的线速度，减小径向进给量（粗磨/精磨/抛光分工序进行），选取较软的金刚石砂轮，减少工件和砂轮的接触面积，根据磨削要求合理选择砂轮的粒度，经常保持砂轮在锋利的条件下磨削以及选择适宜的磨削冷却液以减小磨粒与工件间摩擦等。加速磨削热传出的措施是除了适当提高工件速度和轴向进给量外，主要是采用有效的冷却方法；为了提高冷却效果，可采用喷雾冷却、高压冷却、内冷却以及运动粘度较低的冷却油等。另外，在精磨时，减少进给量和适当的光磨，可有效减少表层内残余应力。
为了提高生产率和磨削效率，同时又要获得较好的磨削表面质量，我们的方法是一开始采用较低的砂轮线速度和较大的径向进给量，最后几次进给量减小而砂轮线速度提高，并进行光磨，这样可提高磨削表面质量。为了进一步提高磨削表面质量，还可采用喷雾冷却和高压冷却，选择适宜的切削液，同时根据加工对象合理选择砂轮和精细地修整砂轮。磨削参数的选择原则是：磨削参数是在保证磨削温度较低、磨削表面粗糙度较高的条件下，尽量选取较低的砂轮线速度，较大的径向进给量、轴向进给量和工件速度。由于砂轮的线速度和径向进给量对磨削表面层的质量影响最大，因此，磨削参数的选择步骤是：先选较大的工件速度，再选轴向进给量，最后才选砂轮线速度和径向进给量。

⑶ 求硬质合金材料基础知识，在线等

硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔点特别高，统称为硬质合金。下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。
ⅣA、ⅤA、ⅥA族金属与碳形成的金属型碳化物中，由于碳原子半径小，能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式，形成间充固溶体。在适当条件下，这类固溶体还能继续溶解它的组成元素，直到达到饱和为止。因此，它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiC0.5～TiC之间变动），化学式不符合化合价规则。当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti∶C＝1∶1），晶格型式将发生变化，使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格，这时的间充固溶体叫做间充化合物。
金属型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属碳化物的熔点都在3273K以上，其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K，是当前所知道的物质中熔点最高的。大多数碳化物的硬度很大，它们的显微硬度大于1800kg•mm2（显微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬质合金和硬质化合物，显微硬度1800kg•mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）。许多碳化物高温下不易分解，抗氧化能力比其组分金属强。碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好，是一种非常重要的金属型碳化物。然而，在氧化气氛中，所有碳化物高温下都容易被氧化，可以说这是碳化物的一大弱点。
除碳原子外，氮原子、硼原子也能进入金属晶格的空隙中，形成间充固溶体。它们与间充型碳化物的性质相似，能导电、导热、熔点高、硬度大，同时脆性也大。
硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。
硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物，如碳化钨、碳化钛、碳化钽，它们的硬度很高，熔点都在2000℃以上，有的甚至超过4000℃。另外，过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性，也可以充当硬质合金中的硬化相。硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性。
粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴和镍。
制造硬质合金时，选用的原料粉末粒度在1～2微米之间，且纯度很高。原料按规定组成比例进行配料，加进酒精或其他介质在湿式球磨机中湿磨，使它们充分混合、粉碎，经干燥、过筛后加入蜡或胶等一类的成型剂，再经过干燥、过筛制得混合料。然后，把混合料制粒、压型，加热到接近粘结金属熔点（1300～1500℃）的时候，硬化相与粘结金属便形成共晶合金。经过冷却，硬化相分布在粘结金属组成的网格里，彼此紧密地联系在一起，形成一个牢固的整体。硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越细，则硬度也越大。硬质合金的韧性由粘结金属决定，粘结金属含量越高，抗弯强度越大。
1923年，德国的施勒特尔往碳化钨粉末中加进10％～20％的钴做粘结剂，发明了碳化钨和钴的新合金，硬度仅次于金刚石，这是世界上人工制成的第一种硬质合金。用这种合金制成的刀具切削钢材时，刀刃会很快磨损，甚至刃口崩裂。1929年美国的施瓦茨科夫在原有成分中加进了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物，改善了刀具切削钢材的性能。这是硬质合金发展史上的又一成就。
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。
硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴等。
常用的硬质合金以 WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类：
（ 1）钨钴类（ WC+Co）硬质合金（ YG）
它由 WC和 Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。细晶粒的 YG类硬质合金（如 YG3X、 YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比 YG3、 YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。
（ 2）钨钛钴类（ WC+TiC+Co）硬质合金（ YT）
由于 TiC的硬度和熔点均比 WC高，所以和 YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，而且在高温下会生成 TiO 2,可减少粘结。但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。
(3) 钨钽钴类（ WC+TaC+Co）硬质合金（ YA）
在 YG类硬质合金的基础上添加 TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于加工铸铁和不锈钢。

近二十年来，涂层硬质合金也问世了。1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具，刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金，表面碳化钛涂层的厚度不过几微米，但是与同牌号的合金刀具相比，使用寿命延长了3倍，切削速度提高25％～50％。20世纪70年代已出现第四代涂层工具，可用来切削很难加工的材料。
硬质合金是怎样烧结而成的？
答硬质合金是将这种或多种难熔金属的碳化物和粘接剂金属，用粉末冶金方法制成的金属材料。
主要生产国家
世界上有50多个国家生产硬质合金，总产量可达27000～28000t-，主要生产国有美国、俄罗斯、瑞典、中国、德国、日本、英国、法国等，世界硬质合金市场基本处于饱和状态，市场竞争十分激烈。中国硬质合金工业是50年代末期开始形成的，60～70年代中国硬质合金工业得到了迅速发展，90年代初中国硬质合金总生产能力达6000t，硬质合金总产量达5000t，仅次于俄罗斯和美国，居世界第3位。
[编辑本段]硬质合金烧结成型
硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的硬质合金材料。
硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：
1：脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化：
成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。
粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。
2：固相烧结阶段（800℃--共晶温度）
在出现液相以前的温度下，除了继续进行上一阶段所发生的过程外，固相反应和扩散加剧，塑性流动增强，烧结体出现明显的收缩。
3：液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）
当烧结体出现液相以后，收缩很快完成，接着产生结晶转变，形成合金的基本组织和结构。
4：冷却阶段（烧结温度--室温）
在这一阶段，合金的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化，可以利用这一特点，对硬质合金进行热处理以提高其物理机械性能。
硬质合金常用牌号及用途介绍
牌号/相当标准ISO/ 物理机械性能（min）：抗弯强度N/mm2；硬度HRA/用途。
1、 YG3x/ K01/ 1420；92.5/适于铸铁、有色金属及合金、淬火钢合金钢小切削断面高速精加工。
2、 YG6/ K20 /1900；90.5/适于铸铁、有色金属及合金、非金属材料中等到切削速度下半精加工和精加工。
3、 YG6x /K15/ 1800；92.0/ 适于冷硬铸铁、球墨铸铁、灰铸铁、耐热合金钢的中小切 削断面高速精加工、半精加工。
4、 YG6A/ K10/ 1800；92.0 /适于冷硬铸铁、球墨铸铁、灰铸铁、耐热合金的中小切削断面高速精加工。
5、 YG8/ K30/ 2200；90.0/ 适于铸铁、有色金属及合金、非金属材料低速粗加工。
6、 YG8N/ K30/ 2100；90.5/适于铸铁、白口铸铁、球墨铸铁以及铬 镍不锈钢等合金材料的高速切削。
7、 YG15/ K40/ 2500；87.0 /适于镶制油井、煤炭开采钻头、地质勘探钻头。
8、 YG4C/ 1600；89.5/ 适于镶制油井、煤炭开采钻头、地质勘 探钻头。
9、 YG8C/ 1800；88.5/适于镶制油井、矿山开采钻头一字、十 字钻头、牙轮钻齿、潜孔钻齿。
10、 YG11C/ 2200；87.0 /适于镶制油井、矿山开采钻头一字、十字钻头、牙轮钻齿、潜孔钻齿。
11、 YW1/ M10/ 1400；92.0 /适于钢、耐热钢、高锰钢和铸铁的中速 半精加工。
12、 YW2/ M20/ 1600；91.0 /适于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工 钢材中、低速粗加工和半精加工。
13、 GE1/ M30/ 2000；91.0 /适于非金属材料的低速粗加工和钟表 齿轮耐磨损零件。
14、 GE2 /2500；90.0 /硬质合金顶锤专用牌号。
15、 GE3/ M40/ 2600；90.0 /适于制造细径微钻、立铣刀、旋转挫刀等。
16、 GE4/ 2600；88.0/ 适于打印针、压缸及特殊用途的管、 棒、带等。
17、 GE5 /2800；85.0 /适于轧辊、冷冲模等耐冲击材料。
18、 YT30 P01 92.5 适合碳钢、合金钢的精加工，小断面的精车，精镗，精扩等

⑷ 模具钢的铣削（材质很硬），用哪个型号的硬质合金刀

经销株洲钻石、各类硬质合金产品，生产硬质合金机夹刀片、数控刀片、焊接刀片、精磨铣刀片、地质矿山、合金板、合金条、合金圆棒、铸造碳化钨焊条和各种非标产品。QQ470731399 13730704320YT15(P10)硬度≥91适于碳素钢与合金钢连续切削的半精车及精车.断续切时的精车.旋风车丝，连续面的半精铣和精铣，孔的粗扩与精扩。YT14(P20)硬度≥90.5适于对碳素钢与合金钢不平整面进行连续切削时的粗车，间断切削是的半精车与精车，连续面的粗铣，铸孔的扩钻等。YT5(P30)硬度≥89.5适于碳素钢与合金钢【包括锻件。冲压件及铸件的表皮】不平整面切削时的粗车。粗刨，半精刨，粗铣等。YG8(K30)硬度≥89.0适于铸铁，有色金属及其合金，非金属材料不平整表面和间断切削时的粗车，粗刨，粗铣，一般孔和深孔的钻扩，扩孔。YW1(M10)硬度≥91.5材质适于耐热钢，刚猛钢，不锈钢及合金钢等难加工钢材的加工，也适于普通钢材，铸铁的加工.YS25(P25)硬度≥90.5适于碳素钢，铸钢，高锰钢，高强度钢的及合金钢的粗车，铣削和刨削。YG6X(K10)硬度≥91.0适于合金铸铁.普通铸铁的精加工及半精加工。YS8(M05)硬度≥92.5S适用于铁基、镍基高温合金，高强度钢的精加工，冷硬铸铁、耐热不锈钢、高锰钢、淬火钢的精加工。YG8N(K20K30)硬度≥90适于铸铁及有色金属的粗加工，亦适用于不锈钢的粗加工的精加工。YT30,YS30,YG6A,YG3,YG3X,YW2,YD777及各种非标产品。4 部分国内硬质合金牌号： YD15 YG3X YT14 YG6A YG8N YS8 YC45 YT30 YW3 YG6X YC201 YT05 YT5 YW1 YG8 YW2 YG6 YG3 YM201 YS2T YS25 YT5R YD201 YC35 YS30 YT15 YS10 YC40 YT726 YT798 YT715YT767 YT758 YG813 YG640 YD05 A1型焊接刀头型号（刀片）：A110、A112、A114、A116、A118、A118A、A120、A122、A125、A130、A136、A140、A150、A160、A170A2型焊接刀头型号（刀片）：A208、A210、A216、A216Z、A220、A220Z、A225、A225Z A3型焊接刀头型号（刀片）：A310、A312、A315、A320、A320Z、A325、A325Z、A330、A340、A330Z、A340ZA4型焊接刀头型号（刀片）：A406、A408、A410、A410Z、A412、A412Z、A416、A416Z、A420、A420Z、A425、A425Z、A430、A430Z、A430A、A430AZ、A440、A440Z、A440A、A440AZ、A450、A450Z、A450A、
A450AZ B2型焊接刀头型号（刀片）：B212、B214、B216、B218、B220、B225、B228C1型焊接刀头型号（刀片）：C110、C116、C120、C122、C125C3型焊接刀头型号（刀片）：C303、C304、C305、C306、C308、C310、C312、C316C4型焊接刀头型号（刀片）：C420、C425、C430、C435、C442、C450D1型焊接刀头型号（刀片）：D110、D110Z、D112、D112Z、D115、D115Z、D120、D120Z、D125、D125Z、D130、D130Z

D2型焊接刀头型号（刀片）：D206、D208、D210、D210A、D212、D212A、D214、D214A、D216、D216A、D218、D218A、D220、D222、D222A、D224、D226、D226A、D228、D228A、D230、D232、D232A、D236、D238、D240、D246
3型机夹铣刀片型号：（精磨、毛坯） 310050、310058、313050、313058、313100、313108、316058、316100、3070511、3100511、3130511、3131011、3160511 4型机夹铣刀片型号：（精磨、毛坯）410050、410058、413050、413058、413100、413108、413300、416050、416058、416100、416108、416158、416208、419100、419108、419200、419208、851035、4100511、4130511、4160511、4161011、4161511、4190511、4191011 3型硬质合金机夹刀片型号：（精磨、毛坯）31003C、31003CZ、31003D、31003DZ、31005A、31005AZ、31005F、31005FZ、31005H、31005N、31005V、31005W、31303C、31303C5、31303CZ、31303D、31303D5、31303DZ、3130511A、3130511A5.1、3130511-R5、31305A、31305AZ、31305F、31305FZ、31305H、31305N、31305V、31305W、31310V、31310W、31320V、31320W、31603C、31603CZ、31603D、31603DZ、31605A、31605AZ、31605F、31605FZ、31605H、31605N、31605V、31605W、31610V、31610W、31620V、31905A、31905AZ、31905C、31905CZ、31905D、31905DZ、31905F、31905FZ、31910A、31910AZ、31910V、31920VV 4型硬质合金机夹刀片型号：（精磨、毛坯）41005A、41005AZ、41005F、41005FZ、41005H、41005N、41005V、413050-5.1、4130511A、4130511-B、4130511T、413058T、41305A、41305AZ、41305F、41305FZ、 41305H、41305L、41305N、41305V、413108T、41310V、41310W、4160511-4.9、4160511-5.2、4160511A-B、4160511-B、4160511-B65(D)、4160511-BL、4160515-B45(D)、4160516A-B、4160520-B45、41605A、41605AZ、41605F、41605FZ、41605H、41605L、41605N、41605V、41605W、41610A、41610D6、41610D6Z、41610N、41610V、41610W、41620N、41620V、41620Y、41620YZ、4190511A、41905A、41905AZ、41905F、41905FZ、41905H、41905L、41905N、41905V、41910A、41910AZ、41910D7、41910H、41910H7、41910N、41910V、41910W、41920A、41920AZ、41920D7、41920D7Z、41920H、41920N、41920V、41920W、41930Y、41930YZ、42210H8、42510A、42510AZ、42510H10、42510H7、42510H8 其他硬质合金机夹刀片型号：（精磨、毛坯）51610V、51620V、51910V、51920V、851035-5.1、C1305H4、C1610H6、C1610H6Z、C1910H、C1910H6、C1910H6Z、C1910H7、C1910H7Z、CPGN160412L、CPGN160412R、HBP013503A3.3、HBP013521、HBP023501A3、JCL15-120、JCL20-120、JCL20-120A、JCL25-120、JCL25-120A、JCL28-120、JCL32-120、JCQ3、JCQ4、JCQ4.5、JCQ5、JCQ6 T3型硬质合金机夹刀片型号：（精磨、毛坯）T31005A、T31005AZ、T31005F、T31005FZ、T31005V、T31005W、T31305A、T31305AZ、T31305F、T31305FZ、T31305V、T31305W、T31310V、T31605A、T31605AZ、T31605F、T31605FZ、T31605N、T31605V、T31605W、T31610V、T31610Y5、T31620V、T31620W、T31905A、T31905AZ、T31905F、T31905FZ、T31905N、T31905V、T31910A、T31910V、T31910V1、T31910W、

⑸ 车刀怎样磨耐用

个人感觉这个问题不仅仅是你刃磨的问题，应该与你使用的车刀刀头的材质关系最重要。一般外圆刀要求是YW2材质，但目前市场上面的车刀刀头焊接的YW2的不一定是真正的YW2。如果你用了YT5假冒YW2刀头（当然人家是不会告诉你是假冒滴。）焊接好的车刀耐磨性会打很大的折扣。当然如果用小厂生产的YW2刀头有可能会崩断。。。
因为我自己也是焊接硬质合金车刀的，对于这方面隐藏的东西很是知道一些。
呵呵，至于刃磨，我不是用户，没有仔细问。但是还没有反映我们焊接好的车刀出现过任何问题。
希望我的回答对你有用处。呵呵。
答案补充：由于硬质合金刀片脆性较大，对裂纹形成敏感性强，所以刀具在刃磨的过程中应该避免过热或急冷，同时还要选择合适粒度和硬度的砂轮及合理的磨削工艺，避免产生刃磨裂纹，影响刀具使用寿命。
在安装刀具时，刀头伸出刀架的长度应尽量小，否则容易引起刀具震动，从而毁坏合金片。
刀具使用达到正常磨钝时，必须进行重磨，重磨后的刀具一定要用油石对刃口及刀尖圆角进行研磨，这样会提高其寿命及安全可靠性。
另外楼下的建议是不是太武断了？换数控刀片的话车床岂不是也要换成数控车床？？？
码了半天字，呵呵，希望这下是真的对你有用处了！

⑹ 硬质合金钻进

硬质合金的制成、分类及其应用已在本工种基础知识分册第二章第七节中做了介绍。这里主要针对硬质合金钻进特点、钻头结构组成、钻进基本原理、钻进规程参数选用及其注意事项进行归纳阐述。

(一)硬质合金钻进含义及特点

硬质合金钻进是指将硬质合金镶焊在钻头体上作为破碎岩石工具的一种钻进方法。

硬质合金钻进的特点是:操作简便,钻进技术参数容易掌握控制,孔内事故较少;在中硬以下岩层中钻进效率高,钻孔质量好,岩心光滑,采取率较高,孔斜较小,材料消耗少,钻头镶焊工艺简单,修磨方便,成本较低。但硬质合金硬度有限,强度和耐磨性尚嫌不足,在硬岩层中钻进效率不高,钻头寿命不长。

(二)硬质合金钻头

硬质合金钻头分取心钻头和不取心钻头两大类。钻探用硬质合金钻头结构对钻进效率、钻头寿命、钻进规程和操作技术都有一定的影响。所以,一般选用硬质合金钻进时,必须根据不同地层,选用不同结构形式的钻头。

1.硬质合金钻头结构

合金钻头的结构要素有:钻头体、合金数目及排列方式、合金出刃、合金的镶焊角、钻头水口、水槽等。

(1)钻头体

钻头体是由D35号或D45号无缝钢管车制而成,钻头体是镶嵌切削具的基体,上端内壁有一内圆锥度,便于卡取岩心和保证冲洗液的畅通。加工时要求钻头体轴线垂直于端面,钻头体与丝扣同心度要高,否则会直接影响钻进效果。

(2)切削具数目

在确定切削具数目时,要考虑岩石性质、钻头直径、设备能力、岩粉的排除及合金的冷却等条件。

1)硬质合金之间的距离应有一定值,以保证岩石破碎时,能产生大剪切体进行体积破碎。

2)对硬度大、研磨性大的岩石,为了延长钻头的使用寿命,要适当增多合金数目,以保证每个合金的体积磨损量不致过大。

3)钻头直径大,破碎岩石面积大,在保证每个合金所需压力情况下,应镶焊较多的切削具。

4)在设备功率大、钻具强度大的情况下,相同钻头直径,增加切削具数目就等于增加同时工作的切削量,可以提高钻进速度。

5)确定合金数目时,还应考虑钻头体上所允许的水口数目,以保证每个合金的完整冲洗与冷却。

(3)切削具出刃

钻进时为了使切削具能顺利地切入岩石,并保持冲洗液畅通以减少钻头的磨损,切削具必须突出钻头体一定的高度,这高度部分则称为出刃。切削具的出刃有内出刃、外出刃和底出刃。

内、外出刃主要是造成钻头体与岩心、钻头体与孔壁之间的环状间隙。加大内、外出刃,会使破碎岩石面积增大,钻头回转阻力增大,切削具容易崩刃折断,功能的消耗增多。但较大的内、外出刃,会使冲洗液流通阻力减少,有利于岩粉排除和减少岩心堵塞机会。底出刃担负切入和破碎岩石的任务。底出刃大,切入岩石深度大,也有利于冲洗液畅通,但过大了,会造成崩刃折断,影响钻进。底出刃有两种形式:一种是平底式,另一种是阶梯式。

2.自磨式针状硬质合金钻头

所谓自磨式硬质合金钻头,就是将较小断面的硬质合金包镶在胎体内,钻进时,随胎体的磨耗合金自磨出刃,合金与岩石的接触面积不变,始终保持一定的克取能力,直到底出刃完全磨完为止。

自磨式针状硬质合金钻头有如下特点:

1)针状合金作为硬质点均匀地分布在胎体中,多刃且断面积小,容易克取岩石,故有较高钻进速度。

2)针状合金自磨出刃,而且胎体唇面积始终保持不变,直到包镶的针状合金磨完为止,故钻速稳定,钻头寿命长。

3)针状合金被胎体支撑着,钻进中始终微露,不易崩落,保证了合金有效地克取岩石。实践证明,这种钻头适用于钻进Ⅵ～Ⅶ级及部分Ⅷ级地层,机械钻速高,回次进尺和钻头寿命长,操作方便,成本较低。

(三)硬质合金钻进的适用范围

硬质合金钻进是硬质合金钻头在轴向压力和钻具回转力作用下,破碎孔底岩石,同时用冲洗液来冷却钻头并将破碎的岩石颗粒排除孔外(或悬浮起来),为切削具继续破碎岩石创造条件。合金在破碎岩石的同时,本身也在不断磨钝和磨损,钻进速度下降。当回次钻速下降时,则采心提钻,更换钻头。硬质合金钻进适用于岩石可钻性Ⅰ～Ⅵ级及部分Ⅶ～Ⅷ级研磨性弱的岩层钻进。

1.松软至较软岩石

即可钻性Ⅰ～Ⅳ级岩石或土层,如黄土、黏土等第四纪地层及泥炭、砂藻土、泥岩、泥质岩、页岩、大理岩、白云岩等。

该类地层钻进特点是:破碎岩石容易,岩石研磨性小,钻进效率高;相应地是孔内岩粉多,岩粉颗粒大,有时孔壁易坍塌。此类地层大都是塑性岩层,都有黏性,钻进时易产生糊钻、蹩水、缩径等现象。如钻进砂岩,岩石有一定的研磨性。

钻进时,要解决的关键问题是蹩水、糊钻、保持孔内清洁和保护孔壁等。为此,最好选用内、外出刃大,底出刃大的,排水通畅的螺旋肋骨钻头,内外肋骨或薄片式合金钻头、阶梯肋骨钻头和普通式硬质合金钻头等。应选用的钻进技术参数是高转速、大泵量、较小钻压。钻进砂岩石时钻进技术参数较前为大。钻进中应选用失水量小的优质泥浆护壁。采岩心提钻动作要快。如孔壁坍塌,则应创造条件,力争快速通过,以缩短孔壁暴露的时间。钻进中发现蹩水,应加强活动钻具,以使冲洗液循环畅通,当处理失效时,则需立即提钻,绝不能用改小水量的办法勉强钻进,以免孔底岩粉越聚越多,造成埋钻或烧钻事故。

2.中硬岩石

即可钻性Ⅴ～Ⅵ级岩石,如钙质砂岩、石灰岩、橄榄岩、细大理岩等。

这类地层钻进特点是:钻进效率不高,岩石有一定的研磨性,护壁问题不大,钻进时要解决的关键问题是如何提高钻进效率。应尽量选用高效钻头,充分发挥分别破碎及掏槽破碎岩石作用。所以应选用各种阶梯式破碎钻头和各种小切削具钻头,如品字形钻头、三八式钻头等。钻进时应采用“两大一快”(钻压大、泵量大、转速快)的钻进技术参数。

3.硬岩

即可钻性Ⅶ级及部分Ⅷ级岩石,如辉长岩、玄武岩、结晶灰岩、千枚岩、板岩、角闪岩等。

该类地层的钻进特点是:岩石硬,有研磨性,合金磨损较严重,钻进效率低。钻进时要解决关键问题是在延长钻头寿命的情况下提高效率。钻进时应选用大八角、负前角、针状硬质合金钻头等。钻进技术参数为:大钻压、中速、中泵量。

4.裂隙及研磨性岩石

该类地层钻进特点是合金崩刃和合金磨损严重的问题。解决关键问题是防止合金崩刃,减少合金磨损,延长钻头寿命。应选用抗崩刃和抗折断能力强的钻头。如大八角、负前角、双品字、针状硬质合金钻头。在裂隙发育地层,应选用较低钻压、中等转速和中等泵量。在研磨性大的地层应选用大钻压、较大泵量和适当小的转速。

(四)硬质合金钻进基本原理

钻进中,镶焊在钻头体上硬质合金切削具受两个力作用,即轴向压力(给进力)P_y和回转力P_x的作用(图4-11)。当轴向压力P_y达到一定值后,硬质合金切削具对岩石单位面积的压力超过了岩石抗压入阻力,其刃部便切入岩石,并达到一定深度h₀,与此同时在回转力P_x的作用下,共同向前切削岩石,如果岩石较脆,受力体被剪切推出;若岩石较软呈塑性体,利用合金切削具前部岩石便被削去一层,孔底工作面呈螺旋形式不断加深。

图4-11 合金切入岩石

P_y—轴向压力;P_x—回转力;h₀—合金切入深度

图4-12 合金切入脆性岩石

P_y—轴向压力;P_x—回转力;KOK'—崩落岩屑

钻进脆性岩石时,如图4-12所示。合金(切削具)在轴向压力作用下切入岩石,当合金与接触面压力大于岩石抗压强度时,则岩石发生脆性剪切,剪切体沿滑剪切面向自由面崩出,切削具同时压入破碎后的KOK’坑穴中。由于切削具是单斜面的,崩出后的岩体不对称。当合金切入h0深度后,在回转力P_x作用下则发生水平剪切的过程。首先是将岩石KOK’块剪切掉,此时称为大剪切;当切削具继续前进时,在切削具的刃尖端不断发生小体积剪切,崩落出小体积岩屑;经过不断地小体积剪切后,切削具刃前与岩石全部接触,又发生大体积剪切。因此,在脆性岩石中回转切削过程是由数个小剪切和一个大剪切所组成的不断循环过程。同时,由数个小剪切到大剪切,切削槽也由窄变宽,切削槽底面不平,底槽深度也在高低不平变化着,回转阻力也由小变大。

钻进塑性岩石时,如图4-13所示。只有当合金(切削具)上轴向压力大于与岩石接触面上的抗压强度时,才能切入岩石。岩石产生塑性变形,挤向两边,破碎岩石体积等于合金(切削具)切入体积。与此同时,在回转力P_x作用下,压迫并切削前面岩石,使之发生塑性变形,并不断向自由面之前滑移切削。钻进时切削过程是平稳的、连续的,并且切削槽宽与刃宽基本上是相等的。

硬质合金切削具破碎了岩石表层后,便处于岩石的槽沟中,如图4-14所示。实践证明,切削具再对槽沟底部岩石进行破碎时,所需的轴向压力和回转力比破碎表层岩石大。而且破碎岩石体积小,这主要是槽沟底部只有一个自由面,破碎时受到了周围岩石限制。因此在钻进时,如能改变切削槽底面(工作面)的形状,增加孔底工作面上的自由面,将有利于切削具对孔底岩石破碎。切削具底出刃呈阶梯状列的钻头,就能增加孔底工作面上的自由面,降低切削具破碎岩石的阻力。

图4-13 合金切入塑性岩石

P_y—轴向压力;P_x—回转力;h₀—合金切入深度;b—合金切入宽度

图4-14 合金切削孔底的形状

P_y—轴向压力;P_x—回转力;a'b'c'—大剪切体;β—合金侧刃崩落角;B—切屑具宽度;B₁—大剪切岩石槽宽

从上可以看出,钻头上合金切削具既要克服岩石的抗压入阻力,又要克服岩石的抗剪切强度。同一种岩石,其抗压入强度要比抗剪强度大得多。因此,在钻进时所需的轴向压力要比回转力大,切削具刃部所受到的摩擦力也很大。导致硬质合金切削具在孔底破碎岩石的同时也被磨损,使刃角逐渐变钝,增大了切削具与岩石的接触面,降低了切削具单位面积上的压力,破碎岩石效率逐渐降低,为保证破碎岩石的正常进行,应逐渐增加轴向压力。因此,必须注重研究钻进中硬质合金的磨损问题。在实际钻进中,用泥浆或乳化液冲孔时,对合金切削具有一定的润滑作用,可减少合金磨损。同时及时用冲洗液冷却钻头合金切削具并使孔底清洁,对减少合金的磨损会起重要作用。

(五)硬质合金钻进规程参数及其选用

硬质合金钻进技术参数通常指钻压(钻具的轴向压力)、转速(钻具的回转速度)及冲洗液量等钻进过程中可以控制的参数值。它们对钻进效率、钻孔质量、材料消耗、施工安全等有直接影响。因此,在操作过程中应根据岩石性质、钻头结构、钻探设备能力和钻具的适应能力,以及钻孔质量要求等条件进行合理确定。

1.钻压

有两种表示方法,即钻头上总钻压P(又称为钻头轴向压力P_y)和单位钻压(又称每颗合金上的钻压P)。钻头钻压和回转力构成了切削具破碎岩石的切削力。增加钻头压力,是提高钻速的主要途径。

钻压大小对钻进效率和钻头寿命都有很大影响,在其他条件不变的情况下,在一定范围内,钻速和钻头的寿命都将随钻压的增大而增加。

采用针状合金钻头时,因钻头上针状合金胎块的截面面积大于同径的普通合金钻头切削具刃部的截面,又因有一部分钻压要消耗于胎体的磨损,因此需要较大钻压,一般比同径普通合金钻头所需压力大20%左右。

钻头总钻压P可用下式计算:

轴向压力P_y=切削具数目m×每颗切削具所需钻压(P)

2.转速

钻头转速是指钻头每分钟的转动速度。它是衡量钻具回转快慢的参数。

钻头转速通常有如下两种表示方法:①转数(n):钻头每分钟的转数,r/min;②圆周线速度(v):钻头回转时的圆周速度,m/s。

在硬质合金钻进中,通常采用钻头每分钟转数表示转速。对于硬质合金钻进,钻头转数的选用对其钻速影响很大。

生产实践证明,在一定的条件和范围内,增加钻头转数,即增加了合金切削具的破碎岩石次数;钻速随转数的增加而增高。不同性质的岩石要求的最优转数也不相同,转速的增加有最优极限值,超过此值后,钻速反而会下降,其原因主要是在高转速的条件下,合金切削具在岩石表面的作用时间太短,而影响切削具的切入深度,以至钻速下降。另一原因是高转速使孔底温度增高,切削具加快磨钝而使钻速下降。

为了提高钻速,在一定的钻压下,应根据钻探设备能力、岩石性质、钻头结构以及孔深、孔径等条件来合理选择最优转速值。一般情况下,在钻进软岩石或利用小口径钻进时,可用高转速;当钻进硬的、研磨性大的岩石、非均质和裂隙发育的岩石、深孔及大口径钻进时,应适当降低转速。

3.冲洗液量

硬质合金钻进时,冲洗液的质量与数量对钻进速度有很大影响。根据资料证明,钻速随冲洗液的密度或黏度的增大而下降。在钻探生产中条件允许时,应尽量采用清水、低固相和无固相冲洗液钻进,提高钻进效率。从理论上讲,增大冲洗液量,可以迅速地排除岩粉岩屑,经常保持孔底工作面清洁,提高钻速;同时也起冷却、润滑钻头上切削具的作用,减少其磨损,延长钻头寿命。但如冲洗液量过大,液流经过钻头底部急剧转向,造成很大水压,增大通水阻力,对钻头产生很大浮力,使钻头有效压力减少,导致钻速降低,同时岩矿心和孔壁的冲刷破坏作用也随之增大,在松软岩层钻进,岩矿心采取率降低,并加剧了孔壁坍塌,也增加了水泵磨损。送水量过小,造成岩粉岩屑在孔底工作面堆积,造成孔底重复破碎量增大,增加了切削具在孔底的回转阻力,加速了切削具的磨损,甚至会产生埋钻、烧钻及折断钻杆事故。合理的冲洗液量应根据岩石性质、钻头直径、单位时间内产生岩粉量等因素确定。如岩石软,进尺快,产生岩粉多,冲洗液量应大些;岩石颗粒粗,密度大,应适应增加冲洗液量;钻头直径大,孔深、钻杆和孔壁渗漏多,冲洗液量应大些。在松软破碎的地层钻进,为防止冲毁岩矿心,冲垮孔壁,应用较小冲洗液量。

用硬质合金钻进对不同岩石应当有综合最优钻进技术参数。在钻进塑性松软岩石,最好采用高转速、小钻压、大泵量;在钻进Ⅳ～Ⅴ级中等硬度的岩层,可采用较高转速、中等钻压、较前稍小的泵量;钻进硬而研磨性大的岩层时,应采用大钻压、低转速、中等泵量。总之,钻进Ⅴ级以下的岩层以采用较高转速为主;钻进Ⅵ级以上岩层以采用较大钻压为主。

(六)硬质合金钻进注意事项

为了提高硬质合金钻进效率和钻头寿命,除根据地层特点,合理选用不同类型钻头,正确掌握钻进技术参数和尽量采用小口径钻进外,还必须有正确的操作方法。

1)新钻头入孔底前,要严格检查钻头的镶焊质量,分组(5～6个钻头为一组)排队轮换修磨使用,以保持孔径一致。分组排队的顺序是:外径由大到小,内径由小到大。

2)下钻时,对孔内情况要心中有数,如孔内有探头石、大掉块和硬的脱落岩心等时,不要下钻过猛,防止墩坏钻头。拧卸钻头时,不宜用管子钳,以免夹扁钻头,使用自由钳也不咬在合金上,以防压伤压裂硬质合金。

3)钻具下入孔内,接上主动钻杆后,应开泵送水,以使孔底沉积岩粉(屑)处于悬浮状态。然后边冲边下,当钻具不再继续下行,表明钻头已经接触孔底或碰到残留岩心,这时应将钻具提上0.3m左右,采用轻压、慢转的参数扫至孔底。如下钻过猛,很可能发生蹩水、碰碎合金及岩心堵塞等故障。

4)开始钻进时,先采用轻压、慢转和适量的冲洗液钻进3～5min,待钻头工作适应孔底情况后,再将钻压、转速增加到需要值。正常钻进或扫孔倒杆,开始时,应使钻具呈减压状态开车,以防钻杆或钻具过重压坏合金。

5)正常钻进时,给压要均匀,不得无故提动钻具,以免碰断岩心发生堵塞,在卵石层中钻进,无故提动钻具,也会使已经进入岩心管内的卵石脱出,影响钻进速度。钻进中要随合金切削具的磨钝需要增大钻压。发现孔内有异状,如糊钻、蹩水或岩心堵塞时,应立即处理,处理无效,立即提钻。

6)钻进时,要注意保持孔内清洁。孔内残留岩心在0.5m以上或有脱落岩心时,不得下入新钻头。孔底有崩落合金时,或由钢粒改为合金钻进时,必须将钢粒捞尽磨灭后,才能下入合金钻头进行钻进。

7)在松软、塑性地层使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时,为消除孔壁上的螺旋结构或缩径现象,每钻进一段后,应及时修正孔壁。

8)合理掌握回次提钻时间。每次提钻后,要检查钻头的磨损情况,以改进下回次的钻进技术参数。

9)采取岩矿心时,严禁用钢粒卡取岩矿心。严禁猛墩钻具,以免损坏合金。取心提钻要稳,防止岩心脱落。退心时,不要用大锤直接敲打钻头。

⑺ 刃磨车刀应注意那些安全问题

刃磨时的注意事项：

1、必须根据刀具材料决定砂轮种类。一般刃磨车刀刀体和高速钢车刀时，用白色氧化铝砂轮；刃磨硬质合金车刀时，用绿色碳化硅砂轮。如果条件允许，在精磨硬质合金车刀时，可采用金钢石砂轮。

2、刃磨硬质合金车时，不可把刀头部分放入水中冷却，以防刀片突然冷却而碎裂。刃磨高速钢车刀时，应随时用水冷却，以防车刀过热退火，降低硬度。

3、刃磨时，车刀高低必须控制在砂轮水平中心，刃头略向上翘，否则会出现后角过大或负后角等缺陷。

4、硬质合金刀具，应在绿色碳化硅砂轮上刃磨，高速钢刀具应在白色氧化铝砂轮上刃磨。粗磨时应在粒度46-60砂轮上刃磨较好，精磨时，应在粒度60-80的砂轮上刃磨较好。研磨硬质合金刀具，应选用绿色碳化硅油石，高速钢刀具则应该选用白色氧化铝油石。

5、钨钛钴类硬质合金车刀，因对冷热和冲击的敏感性较强，当环境温度变化较大时，也会产生裂纹，如在我国北方的冬季，如果把磨得很热的车刀放在冷空气中，往往会产生裂纹，最好是进行保温缓慢冷却。

6、刃磨断屑槽时，由于车刀和砂轮接触时容易打滑，必须注意安全。

(7)硬质合金条怎么磨断扩展阅读：

刀具磨损到限度后，就必须及时刃磨，以恢复刀具的正常切削性能。刀具刃磨后应达到的基本要求有：

1、使刀具符合具有正确的几个形状及锋利的切削刃。

2、对多刃刀具，切削的径向及轴向振摆应不超过规定的公差；对用于自动线或动机床的单刃刀具，也需控制刀尖位置。

3、刀具的前、后刀面应具有所需的表面光洁度。

4、刀具表面不允许产生烧伤和裂纹。