Lors du forage de roches, les tiges de forage sont soumises à des contraintes alternées complexes causées par l'impact, la torsion, la flexion et d'autres charges. La surface du corps de la tige subit une grave abrasion causée par les roches, tandis que l'alésage central subit un impact et une corrosion par l'eau de mine, conduisant à des comportements de défaillance complexes. En tant que consommable pour le forage de roches, la qualité des tiges de forage R32 a un impact substantiel sur les coûts de production minière. Par conséquent, stabiliser et améliorer la qualité de fabrication des tiges de forage revêt une grande importance.
I. Principaux modes de défaillance de la tige de forage R32
Les principaux modes de défaillance des tiges de forage R32 se répartissent en trois catégories : rupture par usure du filetage (voir Figure 1), rupture par fracture au niveau de la zone de transition entre les filetages et le corps de la tige (voir Figure 2) et rupture du corps de la tige (voir Figure 3, un cas moins courant).
II. Analyse des problèmes de qualité de la tige de forage R32
1. Défauts de matériau de l’acier creux utilisé pour les tiges de forage R32.
2. Défauts, notamment une mauvaise rectitude et une faible précision dimensionnelle du corps de la tige.
3. Conception structurelle déraisonnable des faces d'extrémité des tiges de forage et traitement non standard , entraînant un mauvais ajustement entre les faces d'extrémité des tiges de forage adjacentes.
4. Défauts dans la conception ou le traitement des zones de transition, qui entraînent une faible précision des filetages, des racines de filetage et des zones de transition, des rayures de surface et une concentration élevée de contraintes dans les zones de transition.
5. Mauvais ajustement de transition entre les fils en forme de vague et les arcs de transition, entraînant une concentration des contraintes.
6. Après le traitement thermique, la microstructure et la dureté de la couche superficielle et du noyau de la tige de forage ne répondent pas aux spécifications, ce qui entraîne des propriétés mécaniques globales inférieures.
7. Limités par les limitations de l'équipement, les traitements de surface tels que le grenaillage et le traitement anticorrosion ne peuvent pas être mis en œuvre, ce qui compromet les performances mécaniques globales des tiges de forage.
III. Mesures pour améliorer la qualité des tiges de forage R32
1. Structure du corps de la tige
La forme structurelle des faces d'extrémité et des rainures de transition est un facteur essentiel qui influence la qualité et la durée de vie des tiges de forage. La conception et l'usinage stricts des faces d'extrémité et des rainures de transition conformément aux normes constituent un moyen efficace de prévenir la rupture prématurée des tiges de forage R32.
2. Processus d'usinage
Le contrôle de la rectitude du corps de la tige et la normalisation de l'usinage des structures des faces d'extrémité des filetages ainsi que des chanfreins des faces d'extrémité internes et externes sont des mesures principales pour garantir la durée de vie des tiges de forage. La profondeur des rainures de transition et le rayon de courbure au fond des rainures exercent le plus grand impact sur le facteur de concentration des contraintes et doivent être strictement réglementés. En outre, la plénitude des filetages en forme de vague est également un déterminant majeur de la durée de vie ; les fils en forme de vague avec une plénitude insuffisante ont un petit volume et s'usent rapidement.
3. Processus de traitement thermique
Le processus de traitement thermique courant pour les tiges de forage R32 est la cémentation + refroidissement par air + revenu. En tant que technique de traitement thermique chimique, la cémentation permet à des éléments spécifiques de l'atmosphère de s'infiltrer dans la surface de l'acier par chauffage et isolation thermique, modifiant la composition chimique de la couche superficielle et créant des microstructures et des propriétés mécaniques distinctes entre le noyau et la couche superficielle. Pendant la carburation, une température plus élevée, un potentiel de carbone et une vitesse de carburation accélèrent le processus de carburation, tandis que des paramètres plus faibles le ralentissent. Une teneur en carbone excessivement élevée dans la couche carburée produit des carbures en réseau, augmentant la fragilité et la sensibilité aux entailles. Après trempe, il se forme de la martensite grossière et de l'austénite excessive ; l'austénite de surface dans la couche carburée altère la dureté de surface et la résistance à l'usure des tiges de forage. En conséquence, la sélection appropriée des paramètres de cémentation et de traitement thermique est le facteur le plus critique affectant la qualité des tiges de forage.
4. Grenaillage et traitement anticorrosion
Le grenaillage et le traitement anticorrosion font partie des mesures clés pour améliorer la qualité des tiges de forage pour marteau perforateur, car ils prolongent considérablement la durée de vie en fatigue et constituent des procédures indispensables. À l'heure actuelle, peu de fabricants nationaux effectuent un traitement de surface pour les tiges de forage, ce qui constitue l'une des principales raisons de l'écart de qualité substantiel entre les tiges de forage nationales et étrangères.
IV. Conclusion
Les outils de forage de roche XTC imposent un contrôle strict sur les principaux maillons de production, notamment l'usinage, le traitement thermique et le traitement de surface, pour garantir la qualité de fabrication. Notre objectif est de fournir à nos clients des outils de forage de roche très résistants à l'usure , aux chocs et à longue durée de vie , contribuant ainsi au développement efficace de l'industrie minière mondiale.