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礦山采掘和石油鉆探用的硬質(zhì)合金工具的槽形設計

時間:2015-07-11 21:55:37來源:本站人氣:2272

      1.礦山采掘用的硬質(zhì)合金工具,其使用特點是沖擊負荷大、振動大。它要求硬質(zhì)合金刀片既焊得牢,又要釬焊應力小,使用時才不會發(fā)生脫焊和崩刃。因此,在設計槽形時,既要考慮到盡量減少釬焊應力,又要有足夠的釬焊面積。在礦山采掘中,一般用一字形和十字形釬頭,其槽形呈U字形(見圖21a)。當設計硬質(zhì)合金塊的長度上不超過20毫米的小型釬頭時,槽的寬度B=6+0.1~0.15毫米(b為硬質(zhì)合金寬度),而當硬質(zhì)合金塊的長度大干20毫米,則要考慮采用補償墊片的釬焊方法(即在釬焊時,在焊縫中夾有一層塑性較好而在釬焊過程中又不致熔化的金屬片,以減少釬焊應力和防止發(fā)生裂紋)。這時槽形寬度B=b+2C+0.15~0.25毫米(式中c是補償墊片的厚度)。圖21 b是圓柱形的槽形結(jié)構(如采煤用的截煤機牙等),它的圓柱形槽與硬質(zhì)合金塊的配合可采用3、4級精度的第一種動配合。當硬質(zhì)合金塊的直徑大于φ15或長度超過25毫米時,也應考慮在焊縫中加補償墊片。在設計槽形時,要把補償墊片的厚度考慮進去,并可將硬質(zhì)合金與基體槽的配合精度降低一級,以便于安放補償墊片及硬質(zhì)合金。

      2.石油鉆探用的硬質(zhì)合金工具的槽形設計:石油鉆探用的硬質(zhì)合金工具,其硬質(zhì)合金塊多為圓柱形的,它與基體的圓柱形槽孔配合可采用3、4級精度的第一種動配合,因為圓柱形的焊縫必須靠熔化的液態(tài)焊料沿焊縫的極小間隙滲入而填滿的。如果槽形太大,會發(fā)生大量氣孔和偏焊現(xiàn)象(即硬質(zhì)合金塊靠向槽的一面焊接,見圖22)。這些缺陷都嚴重影響焊縫強度和鉆頭使用壽命。必須指出,有些單位曾大量采用六方或八方截面的硬質(zhì)合金柱塊來制造石油鉆頭,這樣它與圓柱形的基體槽只能釬焊一小部分,而使空隙中充滿著夾渣和氣孔(見圖22d)。使用時,鉆頭不但容易發(fā)生脫焊現(xiàn)象,而且因硬質(zhì)合金與基體問存有大量間隙而容易崩裂,縮短鉆頭的使用壽命。當設計有較深的圓柱形槽孔時(如硬質(zhì)合金三翼鉆),則應考慮在圓柱形槽的側(cè)面每隔25~30毫米鉆一排渣孔,使焊料能順利地滲滿整個焊縫(見圖23)。

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