專利名稱:球齒形系列小直徑硬質(zhì)合金整體釬子的制作方法
本發(fā)明屬于鑿巖工具目前鑿巖施工主要是將分別制成的硬質(zhì)合金釬頭和釬桿采用錐孔或螺紋連接，然后裝在鑿巖機(jī)械上進(jìn)行的。硬質(zhì)合金釬頭分大、中、小各種不同直徑(直徑φ50毫米以下為小直徑)，品種有馬蹄形(一字形)、十字形、三刃形和球齒形各種不同系列。其中小直徑球齒形硬質(zhì)合金釬頭在抗壓強(qiáng)度1000-1200公斤力/平方厘米的巖石中鉆進(jìn)，平均不磨壽命為150-200米，在抗壓強(qiáng)度1400-1800公斤力/平方厘米的巖石中鉆進(jìn)，平均不磨壽命為50-150米。使用以上硬質(zhì)合金釬頭，因連接部分吸收能量，鉆眼速度和釬具壽命都要降低，還需要裝卸釬頭，而且在施工過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)將釬頭脫落在孔中的現(xiàn)象，給繼續(xù)施工或裝藥、爆破造成不便，將硬質(zhì)合金釬頭和釬桿制成一個(gè)整體，即生產(chǎn)一種硬質(zhì)合金整體釬子，可以彌補(bǔ)上述不足。
由瑞典-中國(guó)貿(mào)易委員會(huì)合編的1984年香港版《瑞典產(chǎn)品技術(shù)與服務(wù)》(一九八三-八四年廠商名錄、產(chǎn)品介紹)，介紹世界著名釬頭公司-Sandvik和Fegersta二公司有一字形和三刃形整體釬子日本“明和產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社”《TOYO BII.ROD》(東洋牌鉆頭、鉆桿)樣本中(1985年2月收到)，也介紹有一字形整體釬子。作為球齒形硬質(zhì)合金整體釬子，法國(guó)1974《Destroyer》Drill Steels樣本中，曾介紹過(guò)一種“錐形柱齒硬質(zhì)合金整體釬子”。該整體釬子主要由桿體和頭部錐體兩部分構(gòu)成，錐體端部布錐形柱齒硬質(zhì)合金，桿體采用合金六角中空鋼，頭部錐體采取鍛造一機(jī)加工成型。其具體結(jié)構(gòu)參數(shù)為，頭部直徑φ40、42、48毫米，桿體為22、25毫米合金六角中空鋼，釬子長(zhǎng)度為1800、2200、2400、2800、3200、3600毫米，錐形柱齒八個(gè)，邊齒傾角為35°-45°，有四條內(nèi)陷式水溝(排粉溝)，二個(gè)側(cè)出水孔，水孔直徑大于或等于齒徑，布齒面形狀為平面，采取非對(duì)稱形布齒，邊齒密、中齒稀，釬尾尺寸為22×108、25×108、25×159毫米，采用壓配合連接固齒工藝，只適于在沖擊功不大的鑿巖機(jī)和軟巖中使用，并且邊齒脫碎嚴(yán)重，頭部錐體與桿體壽命相差懸殊，早期報(bào)廢率高，因此未在國(guó)際釬具市場(chǎng)上流行。
本發(fā)明的目的在于制成一種既可適用于各種鑿巖機(jī)械，又能鉆鑿各種不同小直徑眼孔，而且還能適于在各種堅(jiān)硬、中硬以及軟弱巖層中鉆進(jìn)的球齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其鑿巖壽命及鉆速將高于球齒形系列硬質(zhì)合金釬頭，釬子頭部與桿體壽命基本匹配，以達(dá)到節(jié)約原材料、節(jié)省上卸釬時(shí)間，改善施工勞動(dòng)條件，加快工程進(jìn)度，降低工程造價(jià)的目的。
本發(fā)明為球齒形系列小直徑硬質(zhì)合金整體釬子，由桿體〔9〕和頭部錐體〔2〕兩部分構(gòu)成，桿體〔9〕采用合金六角中空鋼，頭部錐體〔2〕采取鍛造一機(jī)加工成型，頭部端面布有齒形硬質(zhì)合金〔1〕，側(cè)面有內(nèi)陷式水溝(排粉溝)〔7〕和出水孔〔6〕，其特征在于頭部錐體〔2〕高為15-30毫米，直徑為φ30-50毫米，選擇直徑有φ30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50毫米，錐體〔2〕端部起碼有一錐面〔4〕，根據(jù)不同直徑或不同齒數(shù)，在錐面〔4〕頂部可以還有一個(gè)園形平臺(tái)〔3〕，也可以在錐體端部還有一組刃面〔11〕與錐面〔4〕相切形成一長(zhǎng)條形平臺(tái)〔12〕、垂直錐面〔4〕、園形平臺(tái)〔3〕、長(zhǎng)條形平臺(tái)〔12〕布齒形硬質(zhì)合金〔1〕，布齒數(shù)為3-9個(gè)，齒形硬質(zhì)合金〔1〕齒冠形狀為等強(qiáng)齒(彈頭齒)和半球齒，材質(zhì)一般選擇YJ系列，YJ(H)系列、YG(含YG105、YG110)系列優(yōu)質(zhì)礦用硬質(zhì)合金，布齒方式為對(duì)稱型雙層或三層布齒，齒形硬質(zhì)合金〔1〕總高為14-17毫米，露齒高為4-5.5毫米，齒徑為φ8-12毫米，邊齒傾角為12°-30°，最大齒距小于或等于20毫米，根據(jù)錐體〔2〕不同直徑和不同齒數(shù)，在錐體〔2〕側(cè)面可以有2-4條內(nèi)陷式排粉溝〔7〕(包括輔助排粉溝〔10〕)，有1-3個(gè)側(cè)出水孔〔6〕，在錐面〔4〕或園形平臺(tái)〔3〕上還可以有1-2個(gè)正面出水孔〔5〕，出水孔總數(shù)2-4個(gè)，頭部錐體〔2〕隙角為2°-3°，桿體〔9〕和頭部錐體〔2〕之間的過(guò)渡區(qū)〔8〕為“S”形園弧，釬子總長(zhǎng)度為400-4800毫米，選擇長(zhǎng)度為400、600、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000、3200、3600、4000、4800毫米，釬尾尺寸為B19×108、B25×108、B22×108、B25×159、B25和B32(輕)、B32左旋螺紋，桿體〔9〕硬度為HRC30-40，釬尾硬度為HRC49-55，螺紋釬尾熱處理后表面硬度HRC52-58，心部硬度HRC44-50，其它技術(shù)要求應(yīng)符合YB2003-78、YB2004-78的規(guī)定，齒形硬質(zhì)合金〔1〕采用“沉底式感應(yīng)釬焊”固齒工藝固齒。
根據(jù)釬子錐體〔2〕頭部不同直徑和焊接的齒形硬質(zhì)合金〔1〕的不同齒數(shù)，球齒形硬質(zhì)合金整體釬子可以有以下一系列產(chǎn)品，詳見(jiàn)附圖1、2。
附圖1、五球齒硬質(zhì)合金整體釬子側(cè)視圖及正視圖附圖2、三、四、六、七、八、九球齒形硬質(zhì)合金整體釬子正視圖本發(fā)明與球齒形硬質(zhì)合金釬頭相比，沒(méi)有連接部位的彈塑性變形吸收沖擊功，其沖擊能量的有效利用率可提高8-25%，其雙側(cè)排粉間隙可比同直徑球齒硬質(zhì)合金釬頭大8-10毫米，導(dǎo)致破巖有效、排粉及時(shí)、重復(fù)破碎少、回轉(zhuǎn)阻力小，純鉆速可提高10%以上，不需上釬、卸釬，從而可改善施工勞動(dòng)條件，同時(shí)可減少輔助工時(shí)，工業(yè)鉆速可提高30-40%。另外，還可節(jié)省原材料，降低釬具成本。
本發(fā)明的一系列球齒形硬質(zhì)合金整體釬子，桿體與頭部錐體壽命基本匹配，可適用于堅(jiān)硬、中硬及軟弱巖層中鉆進(jìn)，在單軸抗壓強(qiáng)度為1000-1400公斤力/平方厘米的中粗?；◢弾r中，直徑40毫米的球五齒硬質(zhì)合金整體釬子用YTP-26型風(fēng)鉆打眼，平均不磨壽命可達(dá)200-250米，一般還可以重磨再用。由于采用“沉底式感應(yīng)釬焊”固齒工藝固齒，以及錐體頭部相應(yīng)的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)，本發(fā)明的一系列球齒形硬質(zhì)合金整體釬子可適用于輕中型液壓、風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)和內(nèi)燃鑿巖機(jī)，能鉆鑿直徑30-50毫米內(nèi)的不同孔眼，特別是能鉆鑿球齒形硬質(zhì)合金釬頭不能勝任的直征38毫米以下的小孔眼。
綜上所述，本發(fā)明將為鑿巖工程施工提供一種比較理想的鑿巖工具可加快工程進(jìn)度，降低工程造價(jià)。
1.球齒形硬質(zhì)合金2.頭部錐體3.園形平臺(tái)4.端部錐面5.正面出水孔6.側(cè)出水孔7.排粉溝8.過(guò)渡區(qū)9.桿體10.輔助排粉溝11.刃面12.長(zhǎng)條形平臺(tái)以球五齒硬質(zhì)合金整體釬子為例，其特征是由桿體〔9〕和頭部錐體〔2〕兩部分構(gòu)成，桿體〔9〕采用合金六角中空鋼，頭部錐體〔2〕采取鍛造一機(jī)加工成型，錐體〔2〕端部有一錐面〔4〕，錐面〔4〕上有一園形平臺(tái)〔3〕，在錐面〔4〕和園形平臺(tái)〔3〕上焊接球齒形硬質(zhì)合金〔1〕，焊接在錐面〔4〕上的球齒形硬質(zhì)合金〔1〕為邊齒，邊齒傾角為12°-30°，齒形硬質(zhì)合金〔1〕為等強(qiáng)齒、半球齒，總齒高為14-17毫米，露齒高為4-5.5毫米，齒徑為φ8-12毫米，最大齒距小于或等于19毫米，在園形平臺(tái)〔3〕上有一正面出水孔〔5〕，在錐體〔2〕側(cè)面有兩條對(duì)稱分布的內(nèi)陷式排粉溝〔7〕，排粉溝〔7〕內(nèi)各有一側(cè)出水孔〔6〕，另還有兩條對(duì)稱分布的輔助排粉溝〔10〕，錐體〔2〕頭部隙角為2°-3°，錐體〔2〕頭部直徑可以做成φ40、42毫米，桿體〔9〕和頭部錐體〔2〕之間的過(guò)渡區(qū)〔8〕為“S”形園弧，相切兩園弧半徑最佳為R＝50毫米，釬子長(zhǎng)度為400-4800毫米，釬尾尺寸為B22×108、B25×108、B25×159B25和B32(輕)左旋公切波形螺紋，桿體〔9〕硬度為HRC30-40，釬尾硬度為HRC49-55，螺紋釬尾熱處理后表面硬度為HRC52-58，心部硬度為HRC44-50，其它要求應(yīng)符合YB2003-78、YB2004-78的規(guī)定，齒形硬質(zhì)合金〔1〕采取“沉底式感應(yīng)釬焊”固齒工藝固齒。
權(quán)利要求
1.一種齒形硬質(zhì)合金整體釬子，主要由釬子桿體[9]和頭部錐體[2]兩部分構(gòu)成，桿體[9]采用合金六角中空鋼，頭部錐體[2]采用鍛造-機(jī)加工成型，頭部端面布有齒形硬質(zhì)合金[1]，側(cè)面有內(nèi)陷式水溝(排粉溝)[7]和水孔[6]，其特征在于頭部錐體[2]高為15-30毫米，直徑為φ30-50毫米，錐體[2]端部有一錐面[4]，垂直錐面[4]布球齒形硬質(zhì)合金[1]，齒形硬質(zhì)合金[1]為等強(qiáng)齒(彈頭齒)、半球齒，總齒高為14-17毫米，露齒高為4-5.5毫米，齒徑為φ8-12毫米，邊齒傾角為12°-30°，最大齒距小于或等于19毫米，頭部隙角為2°-3°，桿體[9]和頭部錐體[2]之間的過(guò)渡區(qū)[8]為“S”形園弧，釬子長(zhǎng)度為400-4800毫米，釬尾尺寸為B19×108、B25×108、B25×150、B25、B32(輕)、B32左旋螺紋。
2.按照權(quán)利要求
1所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于錐面〔4〕上布有三個(gè)齒形硬質(zhì)合金〔1〕，另外還有一個(gè)正面出水孔〔5〕，錐體〔2〕側(cè)面有三條內(nèi)陷式排粉溝〔7〕，其中兩條排粉溝〔7〕內(nèi)各有一個(gè)側(cè)出水孔〔6〕，錐體〔2〕頭部直徑為φ30、32、34毫米。
3.按照權(quán)利要求
1所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于錐體〔2〕端部還有一組夾角為±110°的刃面〔11〕與錐面〔4〕相切，在錐體頂部形成一長(zhǎng)條形平臺(tái)〔12〕，在長(zhǎng)條形平臺(tái)〔12〕上布有三個(gè)齒形硬質(zhì)合金〔1〕，在刃面〔11〕內(nèi)各有一條內(nèi)陷式排粉溝〔7〕，排粉溝〔7〕內(nèi)各有一側(cè)出水孔〔6〕，錐體〔2〕頭部直徑為φ36、38、40毫米。
4.按照權(quán)利要求
1所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于錐面〔4〕端部還有一平臺(tái)〔3〕，垂直平臺(tái)〔3〕上布齒形硬質(zhì)合金〔1〕為中齒，垂直錐面〔4〕上布齒形硬質(zhì)合金〔1〕為邊齒。
5.按照權(quán)利要求
4所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于中、邊齒形硬質(zhì)合金〔1〕總數(shù)為四個(gè)，錐體〔2〕側(cè)面有三條內(nèi)陷式排粉溝〔7〕，排粉溝〔7〕內(nèi)各有一側(cè)出水孔〔6〕，錐體〔2〕頭部直徑為φ34、36、38毫米。
6.按照權(quán)利要求
4所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于平臺(tái)〔3〕上還有一正面出水孔〔5〕，錐體〔2〕側(cè)面有三條內(nèi)陷式排粉溝〔7〕，排粉溝〔7〕內(nèi)各有一側(cè)面出水孔〔6〕中，邊齒形硬質(zhì)合金〔1〕總數(shù)為四個(gè)，錐體頭部直徑為φ38、40毫米。
7.按照權(quán)項(xiàng)4所述齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于平臺(tái)〔3〕上有一正面出水孔〔5〕，錐體〔2〕側(cè)面有兩條內(nèi)陷式(主)排粉溝〔7〕對(duì)稱分布，另還有兩條輔助排粉溝〔10〕對(duì)稱分布，(主)排粉溝〔7〕內(nèi)各有一側(cè)出水孔〔6〕。
8.按照權(quán)利要求
7所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于中、邊齒形硬質(zhì)合金總數(shù)為五個(gè)，錐體頭部直徑為φ40、42毫米。
9.按照權(quán)利要求
7所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于平臺(tái)〔3〕上正面出水孔〔5〕有兩個(gè)，中、邊齒形硬質(zhì)合金〔1〕總數(shù)為六個(gè)，錐體〔2〕頭部直徑為φ42、44毫米。
10.按照權(quán)利要求
7所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于中、邊齒形硬質(zhì)合金〔1〕總數(shù)為七個(gè)，錐體〔2〕頭部直徑為φ46、48毫米。
11.按照權(quán)利要求
7所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于中、邊齒形硬質(zhì)合金〔1〕總數(shù)為八個(gè)，錐體〔2〕頭部直徑為φ48、50毫米。
12.按照權(quán)利要求
4所述齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于錐體〔2〕側(cè)面有三條內(nèi)陷式排粉溝〔7〕，其中一條排粉溝〔7〕內(nèi)有一個(gè)側(cè)出水孔〔6〕，平臺(tái)〔3〕上有一正面出水孔〔5〕，中、邊齒形硬質(zhì)合金〔1〕總數(shù)為九個(gè)，錐體〔2〕頭部直徑為φ50毫米。
13.按照權(quán)利要求
1至12所述的齒形硬質(zhì)合金整體釬子，其特征在于桿體〔9〕硬度為HRC30-40，釬尾硬度為HRC49-55，螺紋釬尾處理后表面硬度為HRC52-58，心部硬度為HRC44-50，其它技術(shù)要求應(yīng)符合YB2003-78、YB2004-78的規(guī)定，齒形硬質(zhì)合金〔1〕固齒采用“沉底式感應(yīng)釬焊”固齒工藝。
專利摘要
本發(fā)明為球齒形系列小直徑硬質(zhì)合金整體釬子，屬于鑿巖工具。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中齒形硬質(zhì)合金整體釬子適應(yīng)鑿巖機(jī)型及巖層有限，釬子桿體與頭部錐體壽命相差懸殊，早期報(bào)廢率高等缺點(diǎn)。本發(fā)明采取特有的幾何參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式，采用“沉底式感應(yīng)釬焊”固齒工藝，邊齒傾角12°-30°，頭部錐體直徑30-50毫米，固齒數(shù)3-9個(gè)，從而使釬子桿體和頭部錐體壽命基本匹配，可適用于輕中型液壓、風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)和內(nèi)燃鑿巖機(jī)，適用鉆鑿堅(jiān)硬、中硬及軟弱巖層。
文檔編號(hào)E21B10/46GK85102269SQ85102269
公開(kāi)日1986年7月2日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者張國(guó)櫸 申請(qǐng)人:武漢地質(zhì)學(xué)院, 成都探礦機(jī)械廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan