[實(shí)用新型]在堅(jiān)硬強(qiáng)磨蝕性巖石中實(shí)現(xiàn)高效低耗鑿巖的重型三刃釬頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320588030.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203531755U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙書(shū)濤;張國(guó)櫸;張漢斌;楊太奎;楊海曙;鄧美龍;張華慶;陳瑋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21B10/36
• 分類號(hào): E21B10/36
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11004
• 代理人: 朱麗巖

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種鑿巖用的建筑機(jī)具，具體為一種硬質(zhì)合金釬頭。

背景技術(shù)

鑿巖用硬質(zhì)合金釬頭，廣泛用于礦山、水電等巖石爆破前的欲開(kāi)孔。隨著工程量的增加，釬具行業(yè)迅速發(fā)展，使用量非常大，年消耗釬頭數(shù)億人民幣。釬頭上嵌裝的硬質(zhì)合金形狀和分布，是決定釬具壽命及性能的關(guān)鍵因素，現(xiàn)在的釬頭硬質(zhì)合金分布多采用一字型或球形。施工中碰到極堅(jiān)硬的石英巖層時(shí)，暴露的問(wèn)題是：一字形釬頭-單位刃長(zhǎng)沖擊功負(fù)荷過(guò)大；合金片偏薄、偏矮，抗沖擊功能力弱；刃鋒磨損不均勻、抗徑向磨損能力低，出現(xiàn)的扇形鈍臺(tái)和倒錐形磨損，直接導(dǎo)致單位刃耗和徑耗進(jìn)尺減少。球形釬頭出現(xiàn)邊齒早期碎齒，刃齒迅速磨鈍、磨平而不能重磨。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種在堅(jiān)硬強(qiáng)磨蝕性巖石中實(shí)現(xiàn)高效低耗鑿巖的重型三刃釬頭，以解決現(xiàn)有技術(shù)釬頭易磨損，鉆鑿效果差的問(wèn)題。

一種在堅(jiān)硬強(qiáng)磨蝕性巖石中實(shí)現(xiàn)高效低耗鑿巖的重型三刃釬頭，其釬桿2的中心有一釬頭錐孔3，釬桿的頭部為釬梢1，所述釬梢1自圓心三等分放射狀有三個(gè)釬刃4，所述三個(gè)釬刃的幾何中心開(kāi)有一連通釬頭錐孔3的中心水孔5，所述釬桿側(cè)壁分別位于兩釬刃之間的放射線上各設(shè)置有一個(gè)連通釬頭錐孔3的側(cè)水孔6。

進(jìn)一步地，所述中心水孔5和側(cè)水孔6的直徑為Ф5.0～5.2mm。

進(jìn)一步地，所述釬梢1的直徑為Ф41+0.3mm，釬桿2的直徑為Ф33±0.3mm，所述釬頭總高度為73±0.5mm。

進(jìn)一步地，所述釬刃4的材質(zhì)為合金片，合金片是YJ1.1R合金、G308合金、?G308合金或N-2合金。

進(jìn)一步地，所述釬桿2材質(zhì)為鋼材，鋼材是24SiMnNi2CrMo鋼、25SiMnNiCrMoV鋼或40MnMoV空冷潔凈鋼。?

進(jìn)一步地，所述釬頭錐孔3的孔口直徑Ф22±0.10mm；錐孔孔壁與中軸線的角度為7°-23；錐孔小端直徑Ф18±0.10mm。

進(jìn)一步地，所述釬頭錐孔3的孔底直壁深度5mm；孔底半球拱形半徑9mm；錐孔總深度47±0.3mm。

本實(shí)用新型有效的解決在極堅(jiān)硬強(qiáng)磨蝕性石英巖和高硅質(zhì)花崗片麻巖所遭遇鑿巖難題；在普氏堅(jiān)固性系數(shù)f≥15，單軸抗壓強(qiáng)度σ_D≥200MPa?的極堅(jiān)硬強(qiáng)磨蝕性巖石中，相對(duì)于當(dāng)前我國(guó)普遍流行的常規(guī)小直徑一字和球齒釬頭，更有利于實(shí)現(xiàn)高效低耗鑿巖，因而具有普遍適用價(jià)值，值得全面推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型外部機(jī)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型剖析圖；

圖3為本實(shí)用新型釬頭正視圖。

1-釬梢、2-釬桿、3-釬頭錐孔、4-釬刃、5-中心水孔、6-側(cè)水孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型主要由釬頭1、釬桿2、釬頭錐孔3和三個(gè)釬刃4組成，所述釬刃4中設(shè)置有一水孔5，釬頭雙側(cè)各設(shè)置有水孔6。

水孔5直徑Ф5.2mm，確保破巖有效、排粉及時(shí)，合金片尺寸調(diào)整方便；釬頭1幾何參數(shù)確定為釬頭1直徑Ф41+0.3mm，釬桿2直徑Ф33±0.3mm,釬頭錐孔3口直徑Ф22±0.10mm，錐孔角度為7°2′3；錐孔小端直徑Ф18±0.10mm；孔底直壁深度5mm；孔底半球拱形半徑9mm；錐孔總深度47±0.3mm確保Ф18×7°成品釬桿釬梢有效插深達(dá)到33mm左右；釬刃4合金片名義尺寸為半圓頭型長(zhǎng)×厚×高=17×10×18mm，起細(xì)部尺寸參數(shù)按相關(guān)企標(biāo)執(zhí)行；合金片底部平面至錐孔頂部距離為6～8mm；釬頭1總高度為73±0.5mm；釬頭大端隙角3°；釬頭大端高度為25mm；釬頭刃翼厚度為23±0.15mm；其他細(xì)部參數(shù)按產(chǎn)品圖紙的要求執(zhí)行。釬頭幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，合金片采用國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)真空-加壓燒結(jié)或真空-氣淬熱處理的優(yōu)質(zhì)鑿巖硬質(zhì)合金牌號(hào)，如中南大學(xué)研制的YJ1.1R（Co含量9%。晶粒度20.～2.5μm,硬度HRA87.5～88.5，抗彎強(qiáng)度δbb≥2600MPa）和G308（Co含量8%，晶粒度1.8～2.2μm,硬度HRA87.5~88.5，抗彎強(qiáng)度σ_bb≥2600MPa）和G308（Co含量8%，晶粒度1.8~2.2μm，硬度HRA88.5~89.0，抗彎強(qiáng)度σ_bb≥2500MPa）；成都天源硬質(zhì)合金工具有限公司研制的N-2合金（“一步法”物理冶金新工藝制粉，形成WC平均晶粒度為3.2μm粗晶粒非均勻結(jié)構(gòu)基體合金，包覆0.8~1.0μm細(xì)晶非均勻結(jié)構(gòu)團(tuán)粒的晶粒組織結(jié)構(gòu)異同、力學(xué)性能良好的非均勻包覆結(jié)構(gòu)合金。N-2合金鈷含量為9.5%，6MPa真空低壓燒結(jié)，孔隙度低于A02B00C00，硬度HRA88.5~89.0，抗彎強(qiáng)度σbb≥2800MPa）；鋼材選用具有超級(jí)鋼特征（高潔凈度、超細(xì)晶粒、高均勻度）的24SiMnNi2CrMo、25SiMnNiCrMoV(XGQ25)或40MnMoV空冷潔凈鋼，以確保新釬頭在感應(yīng)加熱釬焊固片空冷（或風(fēng)冷）條件下，釬頭鋼體具有足夠的強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度σ_b≥1500MPa）和硬度（頭部表面硬度達(dá)到HRC40左右，釬桿表面硬度達(dá)到HRC35左右）。為此，在鋼材訂貨時(shí)應(yīng)明確提出較高的鋼質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。例如：φ32mm鍛坯料或φ42mm機(jī)加工棒料，要求選擇由50噸以上電弧爐熔煉（EBT），經(jīng)過(guò)爐外精煉（LF）和真空脫氣（VD）處理，并具有高壓縮比的連鑄連軋棒坯；每爐產(chǎn)品各鋼號(hào)化學(xué)元素目標(biāo)成分（%）含量波動(dòng)范圍（已注明者除外）≤0.015%；P≤0.014%；S≤0.009%；氧含量≤0.0012%；非金屬夾雜物尺寸≤8μm，達(dá)到優(yōu)質(zhì)軸承鋼水平；平均晶粒度細(xì)至7級(jí)以上；低倍組織不得有縮孔、汽泡、裂紋、夾雜、翻皮、白點(diǎn)、晶間裂紋，點(diǎn)狀偏析、錠型偏析≤1級(jí)，中心和一般疏松≤1級(jí)，棒坯不允許有明顯的脫碳層（總脫碳層深度[鐵素體+過(guò)渡區(qū)]應(yīng)小于棒坯直徑的0.1%），從而保證釬頭鋼體經(jīng)過(guò)機(jī)加工、焊接、熱處理等工藝后，其機(jī)械性能實(shí)現(xiàn)窄帶供貨（同爐號(hào)同批次鋼材釬頭成品表面硬度變化范圍≤3HRC）；焊料選用湖南“三一集團(tuán)”或武漢銅材廠生產(chǎn)的801號(hào)成品焊料。這是一種Cu-Zn-Mn-Co系合金。其成分(%)為Cu58、Zn36、Mn4、Co2，熔點(diǎn)為911℃，線脹系數(shù)17.12×10^-6（mm/m·℃）；鑄造抗拉強(qiáng)度σb≥420MPa，軋材抗拉強(qiáng)度σb≥600MPa，鑄造伸長(zhǎng)率≥20%，焊縫抗剪強(qiáng)度≥300MPa，具有良好的抗多沖擊疲勞性能焊劑選用脫水硼砂粉（Na₂B₄O₇）。它由五縮四原硼酸鈉（Na₂B₄O₇·10H₂O）加熱脫水煉制后機(jī)械粉碎而成，在釬頭感應(yīng)釬焊固片時(shí)，對(duì)合金片、焊液和釬焊面發(fā)揮潤(rùn)濕、清潔、排渣和絕氧保護(hù)的作用，確保獲得均勻、飽滿的堅(jiān)實(shí)焊縫。